JPS5929001A - 濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は作動流体−リ゛イクルを組み合わせた間接式蒸
発方式による濃縮装置に関するものである〇間接式蒸発
方式は省エネルギを目的とした方式で、蒸発温度が３０
℃近辺の低温であることが適しているため、これを用い
た濃縮装置においては被濃縮液の濃縮臼に雑菌が繁殖す
るのに適温であった。このため雑菌の問題がある液を取
扱５濃縮装置では装置の洗浄時に装置を殺菌することが
重要である。雑菌繁殖を防止し滅菌を必要とする場合に
は、薬洗の他に蒸気の直接噴ル１による高温殺菌を必要
とするが、間接式蒸発方式は本来低温は適しており、蒸
発一温度としては６０℃程度が上限と考えられている。

又、作動流体の物性、性状から高温状態になると圧力が
異常上昇したり、作動流体の種類によっては熱分解し１
こつする。例えばフロン系冷媒では工２０°Ｃ程度以上
に÷ると熱分解をおこし問題を生じろ。このため作動流
体を高温度の条件下にお本発明は、従来のものの上記の
如き欠点を除き、濃縮臼を高温蒸気により殺菌すること
が＋＋Ｊ能なう３１％縮装置を提供することを目的とす
るものである。

不発明は、蒸発缶と、単数又は複数の、ＷＩＪ縮缶と、
作動流体蒸発缶と、圧縮機とを備え、前記蒸発缶の加熱
側と、前記作動流体蒸発缶の被加熱側と、前記圧縮機と
を接続し、作動流体を、気相と液相とを繰り返して循環
せしめ、前記蒸発缶において作動流体を凝縮せしめ、前
記作動流体蒸発缶において作動流体を蒸発する作動流体
ザイクル経路を備え、前記蒸発缶の被加熱側で作動流体
により加熱媒体液体を加熱して得られた加熱４１ｈ体蒸
気を最初の段の前記濃縮臼の加熱側に導き、該濃縮臼の
被加熱側に導かれた被濃縮液を加熱し、得られた濃縮液
を排出すると共に、発生した被濃縮液蒸気を次の段の濃
縮臼の加熱側又は前記作動流体蒸発缶の加熱側に導き作
動流体を加熱するように構成し、かつ、前記濃縮臼の被
加熱側に殺菌用高温蒸気を導くようにしたことを特徴と
する濃縮装置である。

本発明の、単効用濃縮臼における実施例を図面を用いて
説明する。ｌは蒸発缶、２は濃縮臼、３は作動流体蒸発
缶としての冷媒蒸発缶、４は圧縮機、６は膨張弁であり
、蒸発缶１の加熱側と、膨張弁５と、冷媒蒸発缶３の被
加熱側と、圧縮機４とを接続し、作動流体としてフロン
などの低沸点冷媒を導（冷媒管１４，１５，１６を設げ
１作動流体を気相と液相とを繰り返して循環せしめ、蒸
発缶ｌにおいて作動流体の蒸気を凝縮−せしめ、冷媒蒸
発缶３において作動流体の液体を蒸発する作動流体ザイ
クル経路を備えている。

２０は被濃縮液入口、９は被濃縮液ポンプ、ｌＯは濃縮
された濃縮液を排出する濃縮液ポンプ、２１は濃縮液出
口、２９は被濃縮液から蒸発した蒸気を導く被濃縮液蒸
気管であり、途中から大気開放弁２７を分岐し、その分
岐点より下流側に社切弁２６を備え、さらに冷媒蒸発缶
３の加熱側に接続している。１１は被濃縮液蒸気の凝縮
水を排出する凝縮水ポンプ、ｚ２は凝縮水出口である。

２８は殺菌用の高温蒸気入口である。

濃縮臼２において被濃縮液を加熱１゛る加熱媒体として
は、従来の如き作動流体を直接用いるのではな（、蒸発
缶１において作！Ｉｌｂ流体により加熱され蒸発した加
熱媒体蒸気水用いる・ように７よっており、加熱媒体と
しては水溶液を用いるのがよい。

即ち、１７は加熱媒体としての水を供給する供給水入口
、６は供給水ポンプ、７は未蒸発の水の循環水ポンプ、
１８は循環水出口、２３は循環ライン、１２は切換弁、
１３は加熱媒体蒸気管、８はａ縮して得られた蒸留水を
排出する蒸留水ｙｌｒｌランプ９は蒸留水出口、２４は
循環ライン、３０は切換弁が備えられている。

しかして凝縮水ポンプ１１の吐水側は循環ライン２５を
経て蒸発缶ｌの被加熱側に接続するようになつ”ている
。３１は切換弁である。

−作用につき説明すれば、供給水入１コ１７から供給さ
れた供給水は供給水ポンプ６により蒸発缶１の蒸発側へ
はいり、ここで加熱側からの冷媒蒸気の凝縮熱で加熱さ
れ、′一部又は全ｆ１１．が蒸発する。

未蒸発分の水は循環水ポンプ７によって系外へ循環水出
口１８から排出されるが、切換弁１２によってその一部
又は全量を供給水として循環ライン２３を経て、蒸発缶
１の被加熱ａ１すに循環してもよい。

ここで、蒸発しｔこ水蒸気は加熱媒体蒸気管１３を通っ
て濃縮缶２の加熱側へはいり、ここで源側へ放熱し、そ
れ自身は凝縮し、蒸留水と１よって蒸留水、ｌｒンプ８
により蒸留水出口１９から系外へ排水されるが、蒸留水
が不要な場合は切換弁３０によって」部又は全量を循環
ライン２４を通じて供給水に循環することが出来ろ。

また被濃縮液は被濃縮液入口２０から被濃縮液７】？ン
プ９によって濃縮缶２の蒸発側にはいり、ここで加熱さ
れ水蒸気を発生し濃縮して濃縮液７１！ンプ１０で濃縮
液出口２１から抜き出され所定の製品を得ろ。

ここで蒸発した水蒸気は被ａ縮液蒸気管２９を通って冷
媒蒸発缶３の加熱へはいり、ここで冷媒ｔ（１１へ放熱
し、凝縮水と１よって凝縮水ポンプ１１で抜き出され凝
縮水出口２２から系外へ排出される。

この凝縮水は多少液成分のシストラ含むため、蒸留水と
して回収することは殆んどないが、揮発性成分を含まな
い場合は供給水の補給水として使用出来る様に切換弁３
１で供給水へ全量又は一部を循環ライン２５を通して循
環出来る様に１よっている。

一方冷媒側は冷媒蒸発缶３の蒸発側で蒸発しｌこ低圧の
冷媒蒸気は冷媒管１４を通って圧縮機番へはいり、ここ
で圧縮昇圧されエンタルピーが増加し高圧の冷媒蒸気と
なって冷媒管１５を通って蒸発缶１の加熱側へはいりこ
こで水側へ放熱し、それ自身は凝縮し、高圧の冷媒液と
なる。この高圧の冷媒液は冷媒管１６を通って膨張弁５
で減圧され再び冷媒蒸発缶　６の蒸発側へ戻る。このＪ
：５にして冷凍機のサイクルと同様１よ冷媒サイクルを
形成する。

本実施例は低温蒸発におい【、濃縮装置と冷凍機のサイ
クルを組み合せたことにより、蒸発は−ノ排熱を回収し
た省エネルギー形蒸発装置であるが、本実施例の特長は
、濃縮缶の前段に水の蒸発缶を具備したことによる。

蒸発缶ｌ、濃縮缶２．冷媒蒸発缶３はそれぞれ蒸発缶の
作用をなすものであり、特に蒸発缶の種類を問わないが
、伝熱特性及び省動力性のある薄膜流下式蒸発缶を用い
るのが良い。

また図面においてＭ’ｋ　Ｒｅ２缶２は単段の濃縮缶を
例示しであるが、この濃縮缶は多重効用濃縮缶でもよく
、多重効用濃縮缶を用いると少ないエネルギーで多量の
被濃縮液を濃、縮することができる。

濃縮缶２の源側の抗告は従来、水洗い、薬洗等で処理し
てきたが、殺菌を要する場合があり、この殺菌は蒸気に
よる高温殺菌が最も有効である。

本実施例の装置は冷媒側に何ら熱影響を与えずに１１５
単に行なうことができる。即らＳ装置を停止状態にし、
仕切弁２Ｇを閉じて冷媒蒸発缶３と仕切り、一方大気解
放弁２７を全開にし′ｅ＃、縮缶の蒸発１１１１１を大
気開放する。この状態で殺菌蒸気入口ｚ８から高温蒸気
を投入し、濃縮缶２の蒸発側系内の殺菌を行なう。

本実施例は以上の如く構成され作用するので、次の如き
効果を奏することができる。

（１）省エネルギー形の低温蒸発装置である。

（２）　　目的とする濃縮缶液側の系内の高温蒸気殺菌
を容易かつ確実に行なえる。

（３）濃縮液製品と同時に蒸留水を得ることが出来る。

（４）蒸留水及び凝縮水を供給水に戻すことにより水の
補給がほとんど不用となり省資源となる。

（５ン　　蒸発缶では別の液の濃縮を行なうことが出来
る。（スケーリングしない腐敗性の′１．Ｃい液）（６
）蒸発缶を用いているｔこめ、６′ｊ４縮缶加熱側が蒸
気凝縮と１より伝熱係数が良く、設備費も少な（なる。

また、濃縮缶の加熱側は水蒸気のため過熱状態がな（、
一定の加熱温度（飽オ（１水蕩気渦度）が得られ、確実
に低温濃縮が行なえろ。

更に薄膜流下式蒸発缶を蒸発缶に使用する？ンにより一
般の熱交換に比べ有効に温度差オリ用でき、装置が小型
化できる。

（７）蒸発缶、濃縮缶、冷媒蒸発缶に薄膜流下式蒸発缶
を用いることにより、装置を小型化でき、設備な］とを
少な（出来る。

本発明により、装置に支障を与えることなく、また作動
流体に悪影）Ｒを与えることなく濃縮缶を高温蒸気によ
り殺菌を行なうことが可能な濃縮装置を提供することが
でき、実用上極めて犬なる効果を奏すること−ができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例のフロー図である。 ｌ・・・・・・蒸発缶、２・・・・・・濃縮缶、３・・
・・・・冷媒蒸発缶、４・・・・・・圧縮機、５・・・
・・・膨張弁、６・・・・・・供給水１１ソンプ、７・
・・・・・循環水ポンプ、８・・・・・・蒸留水ポンプ
、９・・・・・・被濃縮液ポンプ、ｌＯ・・・・・・濃
縮液ポンプ、１１・・・・・・凝縮水、Ｈｐンプ、１２
・・・・・・切換弁、１３・・・・・・加熱媒体蒸気管
、１４，１５．１（ｉ・・・・・・冷媒管、１７・・・
・・・供給水入口、１８・・・・・・循環水出口、１９
・・・・・・蒸留水出口、２０・・・・・・被０縮孜入
口、２１・−・・・・濃縮液出口、２２・・・・・・（
別線水出口、２３゜２４．２５・・・・・・循環ライン
、２６・・・・・・仕切弁、２７・・・・−・大気開放
弁、２８・・・・・・高温蒸気入口、３９・・・・・・
被濃縮液蒸気管、３０．３１・・・・・・［′ＪＪ換弁
。 特許出願人、　　株式会社荏原製作所 回　　　　　味の素株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　蒸発缶と、（頁数又は複数の濃縮缶と、作動流体蒸
   発缶と、圧縮機とを備え。 前記蒸発缶の加熱側と、６ｉＪ記作動流体蒸発缶の被加
   熱側と、前記圧縮機とを接続し、作動６ＩＣ体を、気相
   と液相とを繰９゛返して循環せしめ、前記蒸発缶におい
   て作動流体を凝縮せしめ、前記作動流体蒸発缶において
   作動流体を蒸発する作動流体サイクル経路を備え、前記
   蒸発缶の被加熱側で作動流体により加熱媒体液体を加熱
   して得られた刀ｉ熱媒体蒸気をＪ’を初の段の前記濃縮
   缶の力１１熱側に導き、該濃縮缶の被加熱側に導かれた
   被濃縮液を加熱し、得られた濃縮液を排出すると共に１
   発生した被濃縮液蒸気を次の段の濃縮缶の加熱側又は［
   ）１１記作動流体蒸発缶の力１１熱側に導き作動流体を
   力１１熱するようＶＣ，構成し、かつ、前記濃縮缶の被
   加熱側に殺菌用高温蒸気を導くようにしたことを特徴と
   する濃縮装置。 ２、前記蒸発缶より排出される未蒸発の加熱ＡＩ１．：
   体液体の少なくとも一部を、該蒸発缶の蒸発側に再び導
   くようにした特許請求の範囲第ｊ。 項記載の濃縮装置。 ３、　前記濃縮缶の加熱側から排出される加熱媒体液体
   の凝縮液の少なくとも一部を、前記蒸発缶の蒸発側に再
   び導（ようにした１１＃許請求の範囲第１項記載の濃縮
   装置。 ４、前記作動流体蒸発缶よりＪＪ＋出される被濃縮液蒸
   気の凝縮水の少ｌｌ　くとも一部を１、前記蒸発缶の蒸
   発側に導くようにした／ｌｆ許請求の範囲第１項記載の
   濃縮装置。 ５、　前記濃縮缶の蒸発側と前記作動流体蒸発缶”　と
   を結ぶ被濃縮液蒸発蒸気通路に大気開放弁を分岐せしめ
   、その分岐点より下流側に什り１弁を備え、前記濃縮缶
   の被加熱部（Ｃ殺菌用蒸気を流入せしめるようにした特
   許請求の範囲第１項記載の濃縮装置。