JP3693687B2

JP3693687B2 - 蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥槽及び真空濃縮乾燥方法

Info

Publication number: JP3693687B2
Application number: JP35010093A
Authority: JP
Inventors: 俊郎飯田; 隆史花本; 博武田; 馨二村; 雅美栗山; 潤高橋
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: JPH07184629A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は焼酎、その他蒸溜酒の製造プロセスにおいて蒸溜釜残として発生する蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥槽および真空濃縮乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
例えば焼酎の製造工程においては、蒸溜後に釜残として残る廃液は５〜７％の有機固形分を含んでおり、有機汚泥として分類されるものなので、そのまま一般河川へ放流することはできない。従って、これ迄は海洋投棄することが行なわれていたが、その海洋投棄も世界的に禁止される方向にある。
【０００３】
一部では、焼酎廃液を濃縮して有機固形分濃度を高めたものを飼料又は肥料として再利用することが行なわれているが、この濃縮にはバッチ式の蒸発釜が採用されており、有機固形分が蒸発釜の内壁や撹拌翼、加熱管等に付着し、焦げ付いたりして、蒸発能力を低下させるほか、濃縮液も変色や焦げ付き臭を有するものとなり易かった。因みに、廃液中の有機固形分は醗酵残渣、高粘性物、多糖類などからなっている。
【０００４】
これに対し、缶内に多数の加熱管を設けた真空濃縮方式として、加熱管内を流れる廃液の流速を大にする試み（特公平１−５６８３６号公報）、加熱管間の流速の均等化をはかる試み（実公平１−４１４４４号公報）などが行なわれている。
【０００５】
しかし、これらの手段は濃縮であって有機固形分濃度を１８〜２０％までしか高めることができず、水分に着目すれば、［０００２］で述べた有機固形分濃度５〜７％の廃液、すなわち、残余の水分９３％〜９５％の廃液を水分８０〜８２％程度に濃縮するものであり、腐敗に問題があるほか保管や輸送にコストを要して、その利用に限界があり、廃液処理の根本的な解決手段とはなっていない。なお、廃液を上記濃度までしか濃縮できないのは、有機固形分濃度を２０％以上に高めると、液体としての流動性を失うようになるからである。
【０００６】
他方、濃縮液を濃縮装置から取り出して、別な乾燥機で乾燥するという試みもある。例えば、回転ドラムの表面で濃縮液を乾燥させる、多段円板乾燥機の円板上で乾燥するなどであるが、何れも大気圧下での乾燥であるため、水分の乾燥加熱源として１００℃以上の加熱水蒸気を使用することから、乾燥品に着色や焦げ付き臭を伴う。又、回転混合乾燥機、その他類似の機器によって真空乾燥する試みにおいても、含有水分４０〜５０％の乾燥中途品となった辺りで、回転混合作用によって持ち上げられた乾燥中途品が下に存在する乾燥中途品上に落下した時の衝撃で塊状化が助長され、表面は乾燥しているが、内部は水分が多いといった状況を呈するほか、乾燥品が乾燥機内に付着して容易に取り出せないのである。又、例え乾燥品を得ても粉砕を必要とする上、含有水分を２０％以下とするに至らず、乾燥品の保管中に黴や腐敗を生じ易いという問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、蒸溜廃液の濃縮と乾燥とを同一の槽で行ない得て、かつ顆粒状ないしは小フレーク状に乾燥し得る真空濃縮乾燥槽、及びその真空濃縮乾燥方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
以上の目的は、少なくとも槽の直胴部内面及び底面からなる槽内面を加熱する外部加熱手段と、該外部加熱手段に対応する前記槽内面を摺動するように設けられた複数枚の羽根と、真空排気口とを具備する蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥槽において、前記羽根がばね材によって弾性的に保持されており、前記羽根が前記蒸留酒廃液の濃縮によって生ずる前記槽内面への塊状の付着物を掻き取り、かつ前記底面へ落下した前記塊状の付着物を含む濃縮物を前記羽根と前記底面との間で擂り潰しつつ濃縮度を高め、最終的に顆粒状または小フレーク状の乾燥された有機固形分を与えることを特徴とする蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥槽、によって達成される。
【０００９】
又、以上の目的は、少なくとも槽の直胴部内面及び底面からなる槽内面を外部加熱し、前記外部加熱に対応する前記槽内面を複数枚の羽根で摺動させ、真空排気する蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥方法において、蒸留酒廃液の濃縮と共に生ずる前記槽内面への塊状の付着物をばね材で弾性的に保持した前記羽根によって掻き取り、かつ前記底面へ落下した前記塊状の付着物を含む濃縮物を前記羽根と前記底面との間で擂り潰しつつ濃縮度を高める濃縮工程と、含有水分が約３０％以下となった状態で加熱温度および前記羽根の摺動回数を前記濃縮工程より低下させ、顆粒状または小フレーク状の有機固形分となるまで乾燥する乾燥工程とからなることを特徴とする蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥方法、によって達成される。
【００１０】
【作用】
槽の直胴部内面への付着物を対応する羽根が掻き取り、底面へ落下した付着物を対応する羽根がこすり付けて潰すように働くので、蒸溜酒廃液の濃縮乾燥を連続して同一の槽内で行なうことができ、かつ真空下で水分を蒸発させる濃縮、乾燥であるため低温の操作となり、廃液中の有機固形分を着色、焦げ付き臭のない顆粒状ないしは小フレーク状まで乾燥し得る。
【００１１】
又、濃縮工程から乾燥工程へ移る過程において、攪拌の回転数を小とし、加熱温度を低くすることによって、濃縮効率の向上と所要動力の低減が達成され、被乾燥物の熱劣化が防止される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例による焼酎廃液の真空濃縮乾燥槽及びその真空濃縮乾燥方法について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１に示すように、真空濃縮乾燥槽１００はフラットな底板３を備えた槽本体１と温水管４９付きの分離塔４０を備えた蓋体２とによって構成され、蓋体２に取り付けた正逆回転可能の減速機構を有する駆動モータ５によって撹拌シャフト６が回転される。そして撹拌シャフト６の下端は図示しない部材によって固定された軸受７に支持されている。
【００１４】
廃液は槽本体１の直胴部に設けた廃液ノズル１１によって仕込まれる。乾燥品の取出口１４は底板３の中央部に設けられており、温水導入口１３ａ、温水排出口１３ｂを有する着脱可能なプラグ部材１３によって気密に閉じられている。又更には、蓋体２には上記駆動モータ５以外にマンホール１５と分離塔４０が取り付けられている。分離塔４０の内部にはミストに伴われる有機固形分を衝突させて捕捉分離させるための邪魔板４８が配置されており、外側には保温のための温水管４９が巻装されている。そして、分離塔４０の上部には真空排気管４２が設けられている。
【００１５】
又、槽本体１の直胴部の外面には加熱用の温水ジャケット２１、２２が、底板３の外面には同じく温水ジャケット２３が取り付けられており、それぞれに温水導入口２１ａ、２２ａ、２３ａ、温水排出口２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが設けられている。
【００１６】
温水ジャケット２１、２２に対応する槽本体１の直胴部内面には、これを摺動するフッ素樹脂（商品名テフロン）の厚板からなる羽根８１、８２が撹拌シャフト６に固定されたアーム６１、６２の先端部のばね材７１、７２によって保持されている。なお、図１における［２］−［２］線方向の断面を示す図２に見られるように、アーム６１は６１ａ、６１ｂ、６１ｃの３本のアームからなり、それぞれの先端に固定したばね材７１ａ、７１ｂ、７１ｃによって羽根８１ａ、８１ｂ、８１ｃが保持されている。そして羽根８１ａ、８１ｂ、８１ｃの直径方向の長さを短くしているが、このことは後述する羽根８２、８３についても同様である。なお、図１はアーム６１ｂ、６１ｃを省略して描かれている。又、以下の説明においても、それらを区別する必要のある場合を除き、アーム６１、ばね材７１、羽根８１として示す。
【００１７】
更には、図１における［３］−［３］線方向の断面を示す図３に見られるように、アーム６２も３本あって、それぞれにばね材７２、羽根８２が設けられていることはアーム６１の場合と同様である。更にはアーム６２には、図１も参照して、槽本体１の底面４を摺動する羽根８３が取り付けられている。そして図３に示すように羽根８３は、アーム６２ａに８３ａ１、８３ａ２の２枚が取り付けられており、このことはアーム６２ｂ、６２ｃについても同様である。そして、アーム６２ａに固定されている２枚の羽根８３ａ１、８３ａ２と撹拌シャフト６との間の距離は、アーム６２ｂ、アーム６２ｃにおいては、それぞれ異なった距離として固定されており、これら６枚の羽根８３が分担して底面４上を余す所なく摺動するようになっている。
【００１８】
なお、図４は図３における［４］−［４］線方向の側面を示し、羽根８３ａ１の取り付けの詳細を示す。すなわち、アーム６２ａに支持部材６３ａ１を介して固定されたブラケット６４ａ１にばね材７３ａ１を取り付け、このばね材７３ａ１にフッ素樹脂の厚板からなる羽根８３ａ１が保持されている。この取り付け構造は他の５枚の羽根８３についても同様である。
【００１９】
更には図１には示されていないが、温水導入口２２ａと同じ高さレベルの槽本体１の直胴部側壁に、図５に示すように４本の窒素ガス導入ノズル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが取り付けられており、窒素ガスは廃液の撹拌を介助するべく吹き込まれる。
【００２０】
本発明の実施例による真空濃縮乾燥槽１００は以上のように構成されるが、次にこの作用について説明する。
【００２１】
焼酎を蒸溜した釜残としての廃液が図示しない真空ポンプで排気された真空濃縮乾燥槽１００へ廃液ノズル１１から仕込まれる。所定量の廃液が仕込まれた後、廃液ラインは閉とされる。次いで駆動モータ５によって撹拌シャフト６を２０〜３５ｒｐｍの回転速度で回転させると、撹拌シャフト６に固定されているアーム６１、６２の先端の羽根８１、８２による槽本体１の直胴部内面の摺動、アーム６２の中央部近辺に下向きに固定されている羽根８３による底面４の摺動が開始される。同時に、図示しないバルブを開いて、真空排気管４２とこれも図示しない真空排気系とを接続し、かつ各温水ジャケット２１、２２、２３及びプラグ部材１３にそれぞれの温水導入口２１ａ、２２ａ、２３ａ、１３ａから７５〜８０℃の温水を導入して廃液の加熱を開始する。この温度で加熱しても１３×１０３Ｐａから５０Ｐａに至る真空排気で水分が蒸発し、蒸発潜熱が奪われることもあって、廃液の温度は濃縮される間も５０℃を越えることはない。
【００２２】
この真空下での加熱によって有機固形分５〜７％の廃液は水分を蒸発され、有機固形分濃度が１８〜２０％になる迄の間、廃液は流動性を持って濃縮される。この間、温水ジャケット２１、２２、２３による加熱面に有機固形分の付着傾向は見られるものの、それぞれの温水ジャケットに対応して設けられている羽根８１、８２、８３が加熱面を比較的早い速度で摺動しているので、常に新しい加熱面が得られ、伝熱効率の低下が防がれる。又、上記の機械的撹拌に加えて、濃縮中に粘度の上昇した廃液の撹拌と塊状化抑制のために窒素ガスを導入ノズル３１から間欠的に吹き込む。なお、濃縮過程中に、水分蒸発量相当の廃液を追加仕込みしながら排気処理を行うこともできる。
【００２３】
更に濃縮が進んで固形分濃度が約３０％を越えるようになると廃液は流動性を全く失い、加熱面への付着、塊状化が顕著に現われ始める。これらの傾向に対しフッ素樹脂の厚板からなる羽根８１、８２、８３が付着物を掻き取るように働き、かつ底面４上に落下した塊状の付着物を含めて底面４上の濃縮物に対しては、底面４を摺動する羽根８３が、これを保持しているばね材７３によって、やや傾斜した状態で底面４との間に濃縮物を挟み込み、こすり付けるように働いて濃縮物を擂り潰す。又、羽根８３は６枚が分担して底面４の全体を隈なく摺動するように配置されているので、塊状の付着物を含む濃縮物が潰されずに残留し成長することが防がれている。
【００２４】
濃縮が更に進んで含有水分が３０％以下になると小さい塊は撹拌によって崩れるようになり乾燥が始まる。この乾燥工程においては撹拌シャフト６の回転速度を約１／２に低下させて、撹拌による塊状化を防ぐと同時に動力負荷を減少させる。又温水温度も約６０℃として乾燥品の熱劣化を可及的に防ぐ。
【００２５】
このような濃縮、乾燥によって塊状化が防がれ、廃液中の有機固形物は顆粒状又は小フレーク状となるので、内部まで均一な含有水分１０％以下の乾燥が可能であり、乾燥時間も従来と比較して約１／２に短縮出来る。
【００２６】
乾燥終了後、プラグ部材１３を取り外して取出口１４から乾燥品を外部へ取り出すが、槽本体１の直胴部内面や底面４への乾燥末期における付着物も羽根８１、８２、８３で掻き取られており、取り出しは容易である。
【００２７】
本実施例による焼酎廃液の真空濃縮乾燥槽１００は以上のように構成され、作用するが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２８】
例えば実施例においては槽本体１の直胴部内面、底面４を摺動する羽根８１、８２、８３にフッ素樹脂の厚板を使用したが、他の樹脂厚板、又は樹脂ブロックとしてもよい。又、金属ワイヤブラシを用いても同様な効果が得られた。
【００２９】
又、実施例においては、乾燥品の取出口１４を底板３の中央部に設けたが、槽本体１の直胴部の底板３に近い位置に設けてもよい。
【００３０】
又実施例では、真空濃縮乾燥槽を縦型としたが、実施例においての詳説したように付着物を掻き取り、こすり付けて擂り潰す作用を有する羽根を備えるものであれば横型としてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の真空濃縮乾燥槽および真空濃縮乾燥方法によれば、蒸溜酒廃液の濃縮と乾燥とを同一の槽で行なうことができ、かつ廃液に含まれる有機固形分を着色、焦げ付き臭なく、顆粒状又は小フレーク状に乾燥できるので、これ迄は環境汚染物であった蒸溜酒の廃液を飼料又は肥料として商業ベースで再利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による真空濃縮乾燥槽の破断側面図である。
【図２】図１における［２］−［２］線方向の断面図である。
【図３】図１における［３］−［３］線方向の断面図である。
【図４】図３における［４］−［４］線方向の側面図である。
【図５】実施例の真空濃縮乾燥槽に設けられた窒素ガス導入ノズルの配置図である。
【符号の説明】
１槽本体
２蓋体
３底板
４底面
６撹拌シャフト
２１温水ジャケット
２２温水ジャケット
２３温水ジャケット
４０分離塔
４２真空排気管
６１アーム
６２アーム
８１羽根
８２羽根
８３羽根
１００真空濃縮乾燥装置

Claims

少なくとも槽の直胴部内面及び底面からなる槽内面を加熱する外部加熱手段と、該外部加熱手段に対応する前記槽内面を摺動するように設けられた複数枚の羽根と、真空排気口とを具備する蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥槽において、
前記羽根がばね材によって弾性的に保持されており、前記羽根が蒸留酒廃液の濃縮によって生ずる前記槽内面への塊状の付着物を掻き取り、かつ前記底面へ落下した前記塊状の付着物を含む濃縮物を前記羽根と前記底面との間で擂り潰しつつ濃縮度を高め、最終的に顆粒状または小フレーク状の乾燥された有機固形分を与えることを特徴とする蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥槽。
前記乾燥された有機固形分の含有水分が１０％以下である請求項１に記載の蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥槽。
前記羽根がばね材によって弾性的に保持された樹脂厚板、樹脂ブロック又は金属ワイヤブラシである請求項１または請求項２に記載の蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥槽。
前記底面に対応する複数枚の前記羽根が前記底面の全体を分担して摺動するように配置されている請求項１から請求項３に記載の蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥槽。
前記槽の底部に窒素ガス吹込み口が設けられている請求項１から請求項３までの何れかに記載の蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥槽。
前記外部加熱手段が濃縮時には温度７５℃から８０℃の温水によるジャケット加熱、乾燥時には温度約６０℃の温水によるジャケット加熱である請求項１から請求項４までの何れかに記載の蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥槽。
少なくとも槽の直胴部内面及び底面からなる槽内面を外部加熱し、前記外部加熱に対応する前記槽内面を複数枚の羽根で摺動させ、真空排気する蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥方法において、
蒸留酒廃液の濃縮と共に生ずる前記槽内面への塊状の付着物をばね材で弾性的に保持した前記羽根によって掻き取り、かつ前記底面へ落下した前記塊状の付着物を含む濃縮物を前記羽根と前記底面との間で擂り潰しつつ濃縮度を高める濃縮工程と、含有水分が約３０％以下となった状態で加熱温度および前記羽根の摺動回数を前記濃縮工程より低下させ、顆粒状または小フレーク状の有機固形分となるまで乾燥する乾燥工程とからなることを特徴とする蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥方法。
前記乾燥工程において含有水分が１０％以下の顆粒状または小フレーク状の有機固形分が得られるまで乾燥する請求項７に記載の蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥方法。
ばね材を介して弾性的に保持された樹脂厚板、樹脂ブロック又は金属ワイヤブラシからなる前記羽根によって前記槽内面を摺動させる請求項７または請求項８に記載の蒸留酒廃液の真空濃縮乾燥方法。
前記濃縮工程において、前記槽内へ窒素ガスを間欠的に吹き込む請求項７から請求項９までの何れかに記載の蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥方法。
前記外部加熱を前記濃縮工程では７５℃から８０℃の温水を使用し、前記乾燥工程では約６０℃の温水を使用するジャケット加熱によって行う請求項７から請求項１０までの何れかに記載の蒸溜酒廃液の真空濃縮乾燥方法。