JP2014151264A

JP2014151264A - 水溶液の濃縮装置及び方法

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Publication number: JP2014151264A
Application number: JP2013022719A
Authority: JP
Inventors: Jun Hayama; 順葉山; Shigetoshi Mochizuki; 茂利望月; Hideo Mano; 日出男間野; Toshio Ishigami; 淑生石神; Masaki Shibata; 雅己柴田
Original assignee: MATSUBO CORP; Tsumura and Co
Current assignee: MATSUBO CORP; Tsumura and Co
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: CN103977580B; JP6059999B2; CN103977580A

Abstract

【課題】エネルギの再利用率をより向上させることを可能にする水溶液の濃縮装置及び方法を提供する。
【解決手段】抽出分離工程から供給された生薬の抽出液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発缶３と、この蒸発缶３に接続され蒸発缶３内の蒸気をボイラ３７からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に蒸発缶３に供給して一次稼働を行わせるＴＶＲ５と、蒸発缶３にＴＶＲ５とは別個に吐出側が接続され蒸発缶３内の蒸気を引き込み圧縮してから蒸発缶３に供給し二次稼働を行わせるＭＶＲ７と、ＴＶＲ５の一次稼働とＭＶＲ７の二次稼働とを切り換えるＴＶＲ切換弁９及びＭＶＲ切換弁１０とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、原料物質から溶媒を用いて抽出された漢方薬等の物質の水溶液を蒸発濃縮する水溶液の濃縮装置及び方法に関する．

従来この種の水溶液の濃縮装置及び方法として、特許文献1に記載のものがある。

この濃縮装置は、ブロワー圧縮機（単に、「圧縮機」とも称される。）と蒸気エゼクター（単に、「エジェクタ」とも称される。）を備えた自己蒸気圧縮式蒸発缶（単に、加熱缶とも称される。）によって構成されている。

自己蒸気圧縮式蒸発缶内に水溶液を供給し、この水溶液を、ブロワー圧縮機による蒸気の一段圧縮にて中濃度まで蒸発濃縮し、次いで、この中濃度の水溶液を、ブロワー圧縮機による蒸気の圧縮と、蒸気エゼクターによる蒸気の圧縮との二段圧縮にて最終濃度まで蒸発濃縮する。

したがって、水溶液を、低コストで高い濃度に蒸発濃縮することができるとされている。

しかし、ブロワー圧縮機の吐出側に蒸気エゼクターの吸い込み側が接続され、ブロワー圧縮機により一段圧縮した後にブロワー圧縮機及び蒸気エゼクターにより二段圧縮することはできるものの、蒸気エゼクターの稼働からブロワー圧縮機の稼働へ切り換えて蒸発濃縮を行わせることはできず、エネルギの再利用率に限界があった。

特許第３２１７７０６号

解決しようとする問題点は、エネルギの再利用率に限界があった点である．

本発明は、エネルギの再利用率をより向上させることを可能とするために、供給された水溶液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発濃縮容器と、この蒸発濃縮容器に接続され該蒸発濃縮容器内の蒸気を蒸気源からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に前記蒸発濃縮容器に供給して一次稼働を行わせるエジェクタと、前記蒸発濃縮容器に前記エジェクタとは別個に吐出側が接続され前記蒸発濃縮容器内の蒸気を引き込み圧縮してから前記蒸発濃縮容器に供給し二次稼働を行わせる圧縮機と、前記エジェクタの一次稼働と前記圧縮機の二次稼働とを切り換える切換弁とを備えたことを水溶液の濃縮装置の特徴とする。

本発明は、供給された水溶液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発濃縮容器と、この蒸発濃縮容器内の蒸気を蒸気源からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に蒸発濃縮容器内へ供給して一次稼働を行わせるエジェクタと、前記蒸発濃縮容器内の蒸気を引き込み圧縮してから前記蒸発濃縮容器に供給し二次稼働を行わせる圧縮機とを備え、前記エジェクタの一次稼働後に前記圧縮機の二次稼働へ切り換えて前記蒸発濃縮を行わせることを水溶液の濃縮方法の特徴とする。

本発明の水溶液の濃縮装置は、上記構成であるから、切換弁によりエジェクタの一次稼働から圧縮機の二次稼働へ切り換えることで、エネルギの再利用の割合を増大させ、再利用率をより向上させることができる。

本発明の水溶液の濃縮方法は、上記構成であるから、エジェクタの一次稼働後に前記圧縮機の二次稼働へ可逆的に切り換えて前記蒸発濃縮を行わせることで、エネルギの再利用の割合を増大させ、再利用率をより向上させることができる。

水溶液の濃縮装置の概略構成図である。（実施例１）ＴＶＲのみを使用した場合とＴＶＲの一次稼働及びＭＶＲの二次稼働を切り換える本実施例の場合とを比較したエネルギの再利用率を示す図表である。水溶液の濃縮装置の概略構成図である。（実施例２）ＭＶＲ及びＴＶＲの稼働タイムチャートである。（実施例２）

エネルギの再利用率をより向上させることを可能にするという目的を、抽出分離工程から供給された生薬の抽出液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発缶３と、この蒸発缶３に接続され蒸発缶３内の蒸気をボイラ３７からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に蒸発缶３に供給して一次稼働を行わせるエジェクタ５と、蒸発缶３にエジェクタ５とは別個に吐出側が接続され蒸発缶３内の蒸気を引き込み圧縮してから蒸発缶３に供給し二次稼働を行わせる圧縮機７と、エジェクタ５の一次稼働と圧縮機７の二次稼働とを切り換えるＴＶＲ切換弁９及びＭＶＲ切換弁１０とを備えたことにより実現した．

［水溶液の濃縮装置］
図１は、水溶液の濃縮装置の概略構成図である。

図1のように、本発明実施例１の水溶液の濃縮装置１は、水溶液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮するものである。水溶液としては、抽出液を適用している。本実施例では、一例として前工程の抽出分離工程において、例えば精製水などの抽出溶媒を用いて原料物質である原料生薬から抽出された物質である薬剤としての生薬を含む抽出液である。水溶液としては、その他の物質である薬剤として、漢方薬を含む抽出液でも良い。

水溶液の濃縮装置１は、蒸発濃縮容器としての蒸発缶３と、一次稼働を行わせるエジェクタ５（以下、「ＴＶＲ５」と称する。）と、二次稼働用の圧縮機７（以下、「ＭＶＲ７」と称する。）と、切換弁としてＴＶＲ切換弁９、ＭＶＲ切換弁１０と、切換弁９、１０を切り換え制御する切換制御部としてのコントローラ１１とを備えている。

蒸発缶３は、供給された水溶液としての抽出液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮するものである。この蒸発缶３は、加熱室１３の上下に上室１５及び下室１７が区画形成されている。加熱室１３には、流下パイプ１９が複数本並列配置され、流下パイプ１９の上端及び下端が、上室１５及び下室１７に連通接続されている。

加熱室１３は、流下パイプ１９周囲に蒸気を供給して流下パイプ１９外周を加熱するようになっている。なお、加熱室１３は、横断面方向で連続したものである。

上室１５は、例えば前工程の抽出分離工程（図示せず）に供給弁（図示せず。）を備えた供給配管２０を介して接続され、供給弁の切換制御により抽出液の供給を受けるようになっている。

下室１７へは、上室１５に供給された抽出液が流下パイプ１９内を流下する間に加熱室１３内の蒸気と熱交換されて流下する。下室１７には、蒸発缶３の一部としてセパレータ室２１が一体的に設けられ、熱交換により発生した蒸気をセパレータ室２１へ分離誘導し、下室１７へは濃縮液が収容される。

下室１７には、濃縮液取り出し用の移送ポンプ２３及び循環ポンプ２５が接続されている。移送ポンプ２３は、取出し用配管２７に介設され、例えば次工呈の乾燥工程（図示せず）に接続されている。この移送ポンプ２３により下室１７から濃縮液を次工程へ移送する。循環ポンプ２５は、循環配管２９に介設されている。循環配管２９は、下室１７及び上室１５間を連通接続するものである。加熱室１３には、ドレン管３１を介してドレン・ポンプ３３が接続され、このドレン・ポンプ３３により加熱室１３に溜まる凝縮水を排出する。

ＴＶＲ５は、蒸発缶３の上部側側面に接続されている。このＴＶＲ５は、蒸発缶３のセパレータ２１内の蒸気を蒸気源からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に蒸発缶３の加熱室１３に供給して一次稼働を行わせるものである。ＴＶＲ５の吐出側は、ＴＶＲ切換弁９を介して蒸発缶３に接続され、駆動蒸気を取り入れるＴＶＲ５の駆動側には、ボイラ切換弁３５を介して蒸気供給源であるボイラ３７が接続されている。さらにＴＶＲ５の吸込み側には、ＴＶＲ吸込み管３９が接続されている。ＴＶＲ吸込み管３９は、ＭＶＲ吸込み管４１から分岐している。

ＭＶＲ７は、蒸発缶３にＴＶＲ５とは別個に吐出側が接続されている。このＭＶＲ７は、蒸発缶３のセパレータ２１内の蒸気を引き込み圧縮してから蒸発缶３の加熱室１３に供給し、二次稼働を行わせる。この二次稼働では、ＴＶＲ５の一次稼働後に蒸発濃縮を行わせる。

ＭＶＲ７は、吸込み側がＭＶＲ吸込み管４１によりセパレータ室２１に接続され、同吐出側が、ＭＶＲ吐出管４３及びＭＶＲ切換弁１０を介して蒸発缶３の加熱室１３中間部に接続されている。

ＭＶＲ吸込み管４１には、コンデンサ分岐管４５が接続され、このコンデンサ分岐管４５は、コンデンサ４７に接続されている。コンデンサ４７は、余剰の蒸気を凝縮させて排出するものであり、冷却回路４９及びドレン・ポンプ５１が接続されている。

冷却回路４９には、工程水槽５３、冷凍機５５、冷水槽５７、冷却水供給ポンプ５９が備えられている。

工程水槽５３は、蒸気を凝縮するために熱交換した後の工程水をコンデンサ４７から収容するものである。冷凍機５５は、熱交換により昇温している工程水を冷凍サイクルにより冷却するものである。冷水槽５７は、冷凍機５５で冷却された工程水を収容するものである。冷却水供給ポンプ５９は、冷水槽５７からコンデンサ４７へ冷却された工程水を再循環駆動するものである。

ドレン・ポンプ５１は、コンデンサ４７から凝縮水を排出するものである。

コントローラ１１は、出力側に、ＭＶＲ７、ＴＶＲ切換弁９、ＭＶＲ切換弁１０、ボイラ切換弁３５、ボイラ３７の駆動部等が接続され、入力側に、ＴＶＲ５の駆動圧検出センサ６１が接続され、ＴＶＲ５の検出駆動圧が入力されるようになっている。なお、ＴＶＲ５の検出駆動圧は、蒸発缶３の加熱室１３内の圧力状態を間接的にみるものであり、ＴＶＲ５の吐出圧に代えることもでき、蒸発缶３の加熱室１３内圧力を直接検出しても良い。

コントローラ１１は、ＴＶＲ５の一次稼働開始によりＴＶＲ５の検出駆動圧が設定圧になってから設定時間経過したか否かをカウントするタイマを備えている。

したがって、駆動圧検出センサ６１及びコントローラ１１のタイマは、本実施例の蒸気検出部を構成し、蒸発缶３の加熱室１３内にＭＶＲ７による二次稼働を可能にする蒸気が満たされる条件を検出することになる。具体的には、蒸気が満たされる条件を、駆動圧検出センサ６１で検出するＴＶＲ５の駆動圧力が設定圧になったこと、及びこの設定圧になってからタイマ稼働により設定時間経過することとしている。

また、コントローラ１１の入力側には、蒸発缶３の下室１７に取り付けられた糖度センサ６３及び液面センサ６５の検出値が入力されるようになっている。

蒸気が満たされる条件を検出したときＴＶＲ５の一次稼働からＭＶＲ７の二次稼働へ切り換えるようにＴＶＲ切換弁９を閉じ、ＭＶＲ切換弁１０を開く制御がコントローラ１１により行われる。この二次稼働では、ボイラ切換弁３５も閉じるように制御される。ボイラ３７の稼働を停止するように駆動部を制御しても良い。

コントローラ１１は、ＴＶＲ５の駆動圧力及び経過時間により一次稼働を二次稼働へ切り換える制御に代え、加熱室１３内の温度を検出し、この温度が蒸発潜熱に至った時に一次稼働を二次稼働へ切り換える構成にすることもできる。

さらに、ＴＶＲ５の一次稼働により抽出液の初期のある程度の蒸発濃縮を行わせ、ＭＶＲ７の二次稼働により所望濃度への蒸発濃縮を行わせるようにＴＶＲ切換弁９及びＭＶＲ切換弁１０を切り換え制御する機能をコントローラ１１にプログラムすることもできる。このとき、ボイラ切換弁３５及びボイラ３７も上記同様に適宜制御される。

場合によっては、一次稼働及び二次稼働を同時に行わせることもできる。例えば、ＴＶＲ吸込み管３９にバルブを設けることでセパレータ２１からＴＶＲ５及びＭＶＲ７へ吸い込まれる蒸気を調節し、同時稼働を行わせることができる。その他、同時稼働について、実施例２で説明する。

ＭＶＲ７の故障等による稼働不可時は、復旧が困難であることを作業者が確認したとき、レバー操作等の手動によりＴＶＲ切換弁９を開き、ＭＶＲ切換弁１０を閉じることを可能としている。

ＭＶＲ７の稼働不可を検出する不稼働検出部を備え、切換制御部としてのコントローラ１１は、不稼働検出部がＭＶＲ７の稼働不可を検出すると、ＭＶＲ７の二次稼働からＴＶＲ５の一次稼働へ戻し、ＭＶＲ７を介さずにＴＶＲ５の一次稼働を行わせるようにＴＶＲ切換弁９を開き、ＭＶＲ切換弁１０を閉じるように切り換えを戻す構成にすることもできる。

不稼働検出部としては、蒸発缶３内の蒸気圧力を見る蒸気圧力センサ、ＭＶＲ７の吐出圧を見る圧力センサ、ＭＶＲ７の回転を見る回転センサ、ＭＶＲ７の電圧を見る電圧センサ等、ＭＶＲ７の不稼働を検出できるものであればよい。
［水溶液の濃縮方法］
（一次稼働）
一次稼働は、ボイラ３７が稼働された状態でＴＶＲ５により行われる。この一次稼働では、コントローラ１１の制御によりＴＶＲ切換弁９及びボイラ切換弁３５が開かれ、ＭＶＲ切換弁１０が閉じられる。

ボイラ３７の稼働によりＴＶＲ５に駆動蒸気が供給されるとＴＶＲ５の駆動によりＴＶＲ吸込み管３９からの引き込みを伴ってＴＶＲ切換弁９を介し蒸発缶３の加熱室１３内へ駆動蒸気が連続的に供給される。

上室１５には、前工程である抽出分離工程の抽出機において精製水を用いて抽出された生薬を含む抽出液が供給配管２０により供給される。上室１５に供給された抽出液は、流下パイプ１９内を流下する。

したがって、加熱室１３内で、流下パイプ１９外の蒸気と流下パイプ１９内の抽出液との間で熱交換され、加熱室１３内が蒸発潜熱に至っていれば、流下パイプ１９内の抽出液中の水分の一部が蒸発し、濃縮されながら下室１７内に流下収容される。加熱室１３内が蒸発潜熱に至っていなければ、流下パイプ１９内の抽出液は、そのまま下室１７内に流下収容される。

上室１５への抽出液の供給は、一定量になると上流側の供給弁（図示せず）が閉じられ、下室１７内に収容された加熱抽出液又はその濃縮液は、循環ポンプ２５の駆動により循環配管２９を通って上室１５に戻される。上室１５に戻された加熱抽出液又はその濃縮液は、再度流下パイプ１９内を流下しながら流下パイプ１９外の蒸気と熱交換される。

熱交換により発生する蒸気は、下室１７内に至るとセパレータ室２１側に移り、ＴＶＲ５による引き込み力を受けてＭＶＲ吸込み管４１、ＴＶＲ吸込み管３９へと流れ、ＴＶＲ５の駆動蒸気と共に再度加熱室１３内へ供給される。

（二次稼働）
一次稼働により、ＴＶＲ５の駆動圧力が設定圧になり、この設定圧になってからタイマ稼働により設定時間経過すると、加熱室１３内にＭＶＲ７による二次稼働を可能にする蒸気が満たされた条件を検出したものとする。この検出でコントローラ１１が、ＴＶＲ切換弁９、ＭＶＲ切換弁１０等を切換制御してＴＶＲ５の一次稼働からＭＶＲ７の二次稼働へ切り換える。

この二次稼働では、コントローラ１１によりボイラ切換弁３５が閉じられ、ボイラ３７が停止し、ボイラ３７からの新たな駆動蒸気の供給は無く、コントローラ１１により、ＭＶＲ７が駆動制御される。

ＭＶＲ７の駆動によりセパレータ室２１内の蒸気がＭＶＲ吸込み管４１を介して大部分がＭＶＲ７に吸い込まれ、残りがコンデンサ分岐管４５からコンデンサ４７に至る。

ＭＶＲ７に吸い込まれた蒸気は、ＭＶＲ７により圧縮を受けＭＶＲ７からＭＶＲ吐出管４３へ吐出される。ＭＶＲ吐出管４３へ吐出された循環蒸気は、ＭＶＲ切換弁１０を介して加熱室１３内に供給され、上記同様に流下パイプ１９内外での熱交換に供される。

この熱交換により発生した蒸気は、セパレータ室２１からＭＶＲ７に吸い込まれ、圧縮されて加熱室１３内に供給されるサイクルが繰り返される。

流下パイプ１９内外での熱交換により蒸発を伴った濃縮液は、設定した濃度になるまで循環ポンプ２５の駆動により上室１５に戻され、再度流下パイプ１９内外での熱交換が行われるサイクルを繰り返す。

このようにして、下室１７内の濃縮液が設定した濃度になると、糖度センサ６３が検出する糖度により換算した濃度の検出を受けたコントローラ１１が、移送ポンプ２３を駆動制御して下室１７から設定濃度の濃縮液を次工程の乾燥工程へ移送する。

この下室１７から濃縮液の取り出しで、下室１７内の液面が下降すると、液面センサ６５がこれを検出する。

コントローラ１１は、供給配管２０の供給弁を開き、再度抽出液を上室１５内へ供給する。このときの供給量は、下室１７内から取り出した濃縮液に相当する。

かかる熱交換サイクルの繰り返しにより、設定濃度の濃縮液を連続して取り出すことができる。

加熱室１３内での熱交換により凝縮した蒸気は、加熱室１３内下部側に凝縮水として溜まる。この凝縮水が一定量になるとセンサの検出などによりコントローラ１１がドレン・ポンプ３３を駆動する。このドレン・ポンプ３３の駆動により、加熱室１３内の凝縮水の排出が行われる。この凝縮水の排出は、垂れ流しにすることもできる。

コンデンサ４７では、供給される冷却水との熱交換でコンデンサ分岐管４５から送られた蒸気が凝縮する。コンデンサ４７内の凝縮水がある程度溜まると、センサ等の検出によりコントローラ１１がドレン・ポンプ５１を駆動制御する。このドレン・ポンプ５１の駆動制御により、コンデンサ４７内の凝縮水が排出される。

コンデンサ４７に供給される冷却水は、コントローラ１１による冷却水供給ポンプ５９の駆動制御により冷水槽５７から供給される。コンデンサ４７で熱交換後の冷却水は、工程水槽５３に溜められ、冷凍機５５での熱交換により設定温度まで冷却されて冷水槽５７に溜められ、冷却水として前記のようにコンデンサ４７へ供給される。

（ＭＶＲ故障モード）
ＭＶＲ７の故障等による稼働不可時は、復旧が困難であることを作業者が確認し、レバー操作などの手動によりＴＶＲ切換弁９を開き、ＭＶＲ切換弁１０を閉じる。

この操作により、ＭＶＲ７の停止後もＴＶＲ５により蒸発缶３の加熱室１３内へ蒸気を供給し、濃縮動作を継続し、不用意な完全停止に至ることを抑制できる。

この点、従来の装置では、ブロワー圧縮機の故障時に、蒸気エゼクターの稼働を継続させよとしたとき、故障しているブロワー圧縮機を介して自己蒸気圧縮式蒸発缶から蒸気を引き込むことになり、実際の稼働は困難となり、不用意な完全停止に至る恐れがある。

特に、漢方製剤等の品質の劣化が懸念される多成分物質の水溶液では、ブロワー圧縮機の修理、交換等による回復までの完全停止により、大きなダメージを与えてしまうことになる。

本願発明の実施例１では、上記のように、濃縮動作を継続し、不用意な完全停止に至ることを抑制できるため、濃縮動作を継続させることができ、漢方製剤等の品質に対するダメージを抑制できる。

ＭＶＲ７の修理交換は、蒸発缶３内に封入されて循環濃縮動作が行われている抽出液の設定濃度までの濃縮作業が終了し、排出されたときに行うことができる。

ＭＶＲ７の稼働不可を検出する蒸気センサ等で検出したとき、コントローラ１１が、ＭＶＲ７の二次稼働からＴＶＲ５の一次稼働へ戻し、ＭＶＲ７を介さずにＴＶＲ５の一次稼働を行わせるようにＴＶＲ切換弁９を開き、ＭＶＲ切換弁１０を閉じるように自動制御で切り換えを戻すこともできる。
［作用効果］
本発明実施例の水溶液の濃縮装置は、抽出分離工程から供給された生薬の抽出液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発缶３と、この蒸発缶３に接続され蒸発缶３内の蒸気をボイラ３７からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に蒸発缶３に供給して一次稼働を行わせるＴＶＲ５と、蒸発缶３にＴＶＲ５とは別個に吐出側が接続され蒸発缶３内の蒸気を引き込み圧縮してから蒸発缶３に供給し二次稼働を行わせるＭＶＲ７と、ＴＶＲ５の一次稼働とＭＶＲ７の二次稼働とを切り換えるＴＶＲ切換弁９及びＭＶＲ切換弁１０とを備えた。

かかる装置により、ＴＶＲ５の一次稼働後にＭＶＲ７の二次稼働へ切り換えて蒸発濃縮を行わせる。

このため、ＭＶＲ７の二次稼働を主に使用し、或いは一次稼働及び二次稼働の切り換えの最適化を可能とし、蒸気エネルギの回収によるエネルギの再利用率を向上させることができる。

図２は、ＴＶＲのみを使用した場合とＴＶＲの一次稼働及びＭＶＲの二次稼働を切り換える本実施例の場合とを比較したエネルギの再利用率を示す図表である。

稼働条件は同一であり、蒸発能力は、４４００ｋｇ／ｈで濃縮温度は４５℃である。蒸気使用量は、ＴＶＲのみの場合（前者）、全濃縮時間において１７９４ｋｇ／ｈであったのに対し、実施例（後者）の場合、生産ユニット開始時の５分間のみ９３０ｋｇ／ｈであった。コンデンサ４７での冷却水使用量は、前者の場合８０ｍ^３／ｈ、後者の場合１０ｍ^３／ｈであった。

エネルギの再利用率で見ると、前者の場合５５％、後者の場合９５％であり、実施例の場合、ＴＶＲのみの場合に比較してエネルギの再利用率が圧倒的に向上した。

このように、本実施例では、エネルギの使用量を低減できるため、年間を通しての電気使用量も削減でき、ランニング費用の削減のみならず、地球温暖化の抑制にも寄与する。

したがって、ＴＶＲとＭＶＲとを同時に使用する従来例と比較してもエネルギの再利用率が圧倒的に向上することは明らかである。

蒸発缶３内にＭＶＲ７による二次稼働を可能にする蒸気が満たされる条件を検出する蒸気検出部を駆動圧検出センサ６１及びコントローラ１１のタイマとし、駆動圧検出センサ６１によりＴＶＲ５の駆動圧力が設定圧になったことを検出し、この設定圧になってから設定時間経過することをコントローラ１１のタイマがカウントすることで、前記条件を検出したとき一次稼働から二次稼働へ切り換えるようにコントローラ１１がＴＶＲ切換弁９及びＭＶＲ切換弁１０を切り換え制御する。

このため、ＴＶＲ５の一次稼働からＭＶＲ７の二次稼働への切り換えを、ＭＶＲ７の稼働に支障を来たさないように正確に行わせることができる。

ＴＶＲ５の一次稼働により抽出液の初期の蒸発濃縮を行わせ、ＭＶＲ７の二次稼働により所望濃度への蒸発濃縮を行わせるようにＴＶＲ切換弁９及びＭＶＲ切換弁１０をコントローラ１１が切り換え制御することもできる。

この場合、一次稼働と二次稼働とを適切に使い分け、適切な蒸発濃縮を可能とする。

ＭＶＲ７の故障等による稼働不可時は、復旧が困難であることを作業者が確認し、レバー操作などの手動によりＴＶＲ切換弁９を開き、ＭＶＲ切換弁１０を閉じる。

この操作により、ＭＶＲ７の停止後もＴＶＲ５により蒸発缶３内へ蒸気を供給し、濃縮動作を継続し、不用意な完全停止に至ることを抑制できる。

ＭＶＲ７の稼働不可を検出する圧力センサ等で検出したとき、コントローラ１１が、ＭＶＲ７の二次稼働からＴＶＲ５の一次稼働へ戻し、ＭＶＲ７を介さずにＴＶＲ５の一次稼働を行わせるようにＴＶＲ切換弁９を開き、ＭＶＲ切換弁１０を閉じるように切り換えを戻す。

この場合は、作業者がＭＶＲ７の故障等による稼働不可に気が付かなくても、濃縮動作を継続し、不用意な完全停止に至ることを抑制できる。

図３、図４は、本発明の実施例２に係り、図３は、水溶液の濃縮装置の概略構成図、図４は、ＭＶＲ及びＴＶＲの稼働タイムチャートである。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一構成部分には、同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＡを付し、重複した説明は省略する。

図３のように、本実施例の水溶液の濃縮装置１Ａは、実施例1同様に、蒸発缶３、ＴＶＲ５、ＭＶＲ７等を同様に備えている。図示はしないが、ＴＶＲ５とＭＶＲ７との切り換えは、実施例１同様に切換弁で行うようになっている。

この水溶液の濃縮装置１Ａを実施例1と同様に稼働させ、抽出液として、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの異なる原液を連続的に濃縮し、製品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを順に得るものである。但し、連続的に濃縮すると言っても、各液処理の間にＴＶＲ５及びＭＶＲ７を共に休止させ、洗浄時間を採っている。

図４のように、本実施例の水溶液の濃縮装置１Ａでは、ＴＶＲ５及びＭＶＲ７を同時に稼働させて、遷移期間での蒸発缶３内の蒸気圧力、温度を維持するようにしている。

原液Ａの処理の開始により、ＴＶＲ５の一次稼働からＭＶＲ７の二次稼働へ切り換えるとき、ｔ_１間でＴＶＲ５を１００％稼働から０％へ落とし、同時にＭＶＲ７を対称的に０％から１００％稼働へ移行させる。

このような一次、二次稼働の切り換えにより、一次稼働から二次稼働へ切り換わるときでも、蒸発缶３内の圧力、温度を一定に維持させることができる。

Ｔ時間は、ＭＶＲ７の１００％稼働で二次稼働が行われる。蒸発缶３内での蒸発処理量が少なくなるＴ後、ＭＶＲ７を０％へ落とすと共にＴＶＲ５を１００％稼働にしてｔ_２間で０％へ落とす。このｔ_２間のＴＶＲ５稼働により、残り少なくなった処理量を最後まで処理することができる。

ｔ_２間で処理が終了すると、ｔ_３間での洗浄時間が採られ、蒸発缶３内等の洗浄が行われ、原液Ｂの濃縮処理に移行する。

原液Ｂの濃縮処理でも原液Ａ同様に、ＴＶＲ５及びＭＶＲ７を同時に稼働させ、ＴＶＲ５の一次稼働からＭＶＲ７の二次稼働へ切り換える。

このようにして、原液Ａ〜Ｄを連続的に効率的に濃縮処理することができる。

１、１Ａ水溶液の濃縮装置
３蒸発缶（蒸発濃縮容器）
５エジェクタ
７圧縮機
９ＴＶＲ切換弁（切換弁）
１０ＭＶＲ切換弁（切換弁）
１１コントローラ（切換制御部、タイマ（蒸気検出部））
６１駆動圧検出センサ（蒸気検出部）

Claims

供給された水溶液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発濃縮容器と、
この蒸発濃縮容器に接続され該蒸発濃縮容器内の蒸気を蒸気源からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に前記蒸発濃縮容器に供給して一次稼働を行わせるエジェクタと、
前記蒸発濃縮容器に前記エジェクタとは別個に吐出側が接続され前記蒸発濃縮容器内の蒸気を引き込み圧縮してから前記蒸発濃縮容器に供給し二次稼働を行わせる圧縮機と、
前記エジェクタの一次稼働と前記圧縮機の二次稼働とを切り換える切換弁と、
を備えたことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項１記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記蒸発濃縮容器内に前記圧縮機による二次稼働を可能にする蒸気が満たされる条件を検出する蒸気検出部と、
前記蒸気検出部が前記条件を検出したとき前記一次稼働から前記二次稼働へ切り換えるように前記切換弁を切り換え制御する切換制御部と、
を備えたことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項１又は２項記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記蒸気検出部は、前記エジェクタの駆動圧力が設定圧になったことを検出する駆動圧検出センサと、この設定圧になってから設定時間経過することを検出するタイマとを備えた、
ことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項１記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記エジェクタの一次稼働により前記水溶液の初期の蒸発濃縮を行わせ、前記圧縮機の二次稼働により前記所望濃度への蒸発濃縮を行わせるように前記切換弁を切り換え制御する切換制御部を備えた、
ことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項１〜４の何れか1項記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記圧縮機の稼働不可を検出する不稼働検出部を備え、
前記切換制御部は、前記不稼働検出部が前記圧縮機の稼働不可を検出すると、前記圧縮機の二次稼働から前記エジェクタの一次稼働へ戻し、前記圧縮機を介さずに前記エジェクタの一次稼働を行わせるように前記切換弁の切り換えを戻す、
ことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項1〜５の何れか１記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記水溶液は、溶媒を用いて原料物質から抽出された物質の水溶液である、
ことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項６記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記物質は、薬剤である、
ことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
請求項７記載の水溶液の濃縮装置であって、
前記薬剤は、生薬、生薬の組合せ、漢方薬である、
ことを特徴とする水溶液の濃縮装置。
供給された水溶液を蒸気と熱交換させて蒸発濃縮する蒸発濃縮容器と、
水溶液が供給された蒸発濃縮容器に対し該蒸発濃縮容器内の蒸気を蒸気源からの駆動蒸気により引き込みながら駆動蒸気と共に供給して一次稼働を行わせるエジェクタと、
前記蒸発濃縮容器に前記エジェクタとは別個に吐出側が接続され前記蒸発濃縮容器内の蒸気を引き込み圧縮してから前記蒸発濃縮容器に供給し二次稼働を行わせる圧縮機とを備え、
前記エジェクタの一次稼働後に前記圧縮機の二次稼働へ切り換えて前記蒸発濃縮を行わせる、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項９記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記エジェクタの一次稼働は、前記蒸発濃縮容器内に前記圧縮機による二次稼働を可能にする蒸気が満たされるまで行わせる、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項１０記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記エジェクタの一次稼働により前記蒸気が満たされる条件を、前記エジェクタの駆動圧力が設定圧になったこと、及びこの設定圧になってから設定時間経過することとする、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項９記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記エジェクタの一次稼働により前記水溶液の初期の蒸発濃縮を行わせ、
前記圧縮機の二次稼働により前記所望濃度への蒸発濃縮を行わせる、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項９〜１２の何れか1項記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記圧縮機の稼働不可時に、前記圧縮機の二次稼働から前記エジェクタの一次稼働へ戻し、前記圧縮機を介さずに前記エジェクタの一次稼働を行わせる、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項９〜１３の何れか1項記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記水溶液は、原料物質から溶媒を用いて抽出された物質の水溶液である、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項１４記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記物質は、薬剤である、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。
請求項１５記載の水溶液の濃縮方法であって、
前記薬剤は、生薬、生薬の組合せ、漢方薬である、
ことを特徴とする水溶液の濃縮方法。