(57)【要約】【課題】蒸留フラスコ内や留出液回収フラスコ内の液面を正確に検知し、ロータリーエバポレーターの連続運転を可能にする。【解決手段】蒸留フラスコ１４内に、先端部２８ａを液面の下限管理位置に配置する第１光ファイバーセンサ２８を設け、第１光ファイバーセンサ２８は、蒸留フラスコ１４内の混合液が減少し、先端部２８ａが液浸状態から液面を離れ設定時間経過後に制御部２５に信号を発し、該信号に基づいて制御部２５が電磁弁１５を作動し蒸留フラスコ１４内に混合液を供給する。留出液回収フラスコ１９内に、先端部２９ａを液面の上限管理位置に配置する第２光ファイバーセンサ２９を設け、第２光ファイバーセンサ２９は、留出液回収フラスコ１９内の留出液が増加し、先端部２９ａが留出液中に浸入して設定時間経過後に制御部２５に信号を発し、該信号に基づいて制御部２５が留出液排出ポンプ２２を作動し留出液回収フラスコ１９から留出液を排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合液を収容する混合液容器から蒸留フラスコに前記混合液を供給する混合液供給ラインと、該混合液供給ラインに設けられる電磁弁と、ロータリーエバポレーター系内を真空状態にする真空ポンプと、真空状態の前記蒸留フラスコを回転させる駆動手段と、前記蒸留フラスコを加温する加温バスと、混合液から蒸発した蒸気を冷却する冷却器と、該冷却器で凝縮した留出液を貯留する留出液回収フラスコと、該留出液回収フラスコから留出液を留出液回収容器に排出する留出液排出ポンプとを備えたロータリーエバポレーターであって、
前記蒸留フラスコ内に気密に挿入され、先端部を液面の下限管理位置に配置する第１光ファイバーセンサを設け、該第１光ファイバーセンサは、前記蒸留フラスコ内の混合液が減少し、前記先端部が液浸状態から液面を離れて設定時間経過後に制御部に信号を発し、該信号に基づいて、前記制御部が前記電磁弁を作動させ、前記蒸留フラスコ内に前記混合液を供給するとともに、
前記留出液回収フラスコ内に気密に挿入され、先端部を液面の上限管理位置に配置する第２光ファイバーセンサを設け、該第２光ファイバーセンサは、前記留出液回収フラスコ内の留出液が増加し、前記先端部が留出液中に浸入して設定時間経過後に前記制御部に信号を発し、該信号に基づいて前記制御部が前記留出液排出ポンプを作動させて前記留出液回収フラスコから留出液を前記留出液回収容器に排出する第２光ファイバーセンサとを備えていることを特徴とするロータリーエバポレーター。
【請求項２】
前記第１光ファイバーセンサと第２光ファイバーセンサとは、少なくともロータリーエバポレーター内に挿入される部分をフッ素樹脂で被覆したことを特徴とする請求項１記載のロータリーエバポレーター。
【請求項３】
前記電磁弁と前記留出液排出ポンプの作動時間は、それぞれ個別に設定可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のロータリーエバポレーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーエバポレーターに関し、詳しくは、混合液を投入した蒸発フラスコを回転させながら加熱し、混合液から蒸発した蒸気を冷却器に導入して冷却することにより、混合液中の各種成分を分離濃縮するために用いられるロータリーエバポレーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータリーエバポレーターとして、混合液を収容する混合液容器と、該混合液容器から蒸留フラスコに混合液を供給する混合液供給ラインと、ロータリーエバポレーター系内を真空状態にする真空ポンプと、真空状態の蒸留フラスコを回転させる駆動手段と、蒸留フラスコを加温する加温バスと、混合液から蒸発した蒸気を冷却する冷却器と、該冷却器で凝縮した留出液を貯留する留出液回収フラスコと、該留出液回収フラスコから留出液を留出液回収容器に排出する留出液排出ポンプとを備えたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１のようなロータリーエバポレーターでは、処理量を多くするために連続運転を可能にすることが求められているが、そのためには、蒸留フラスコ内の混合液の液面や、留出液回収フラスコ内の留出液の液面を検知する手段が必要となっていた。しかし、従来、液面検知手段として用いられるフロート式液面スイッチ等の各種のスイッチでは、例えば、蒸留フラスコに混合液を注入する際に発生する泡や、蒸留フラスコの回転に伴う液面の乱れ、蒸留に伴う混合液の粘性、温度、色、静電容量の変化等によって、液面を正確に検知することが難しかった。
【０００５】
そこで本発明は、蒸留フラスコ内の混合液の液面や、留出液回収フラスコ内の留出液の液面を正確に検知し、連続運転を可能にしたロータリーエバポレーターを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のロータリーエバポレーターは、混合液を収容する混合液容器から蒸留フラスコに前記混合液を供給する混合液供給ラインと、該混合液供給ラインに設けられる電磁弁と、ロータリーエバポレーター系内を真空状態にする真空ポンプと、真空状態の前記蒸留フラスコを回転させる駆動手段と、前記蒸留フラスコを加温する加温バスと、混合液から蒸発した蒸気を冷却する冷却器と、該冷却器で凝縮した留出液を貯留する留出液回収フラスコと、該留出液回収フラスコから留出液を留出液回収容器に排出する留出液排出ポンプとを備えたロータリーエバポレーターであって、前記蒸留フラスコ内に気密に挿入され、先端部を液面の下限管理位置に配置する第１光ファイバーセンサを設け、該第１光ファイバーセンサは、前記蒸留フラスコ内の混合液が減少し、前記先端部が液浸状態から液面を離れて設定時間経過後に制御部に信号を発し、該信号に基づいて、前記制御部が前記電磁弁を作動させ、前記蒸留フラスコ内に前記混合液を供給するとともに、前記留出液回収フラスコ内に気密に挿入され、先端部を液面の上限管理位置に配置する第２光ファイバーセンサを設け、該第２光ファイバーセンサは、前記留出液回収フラスコ内の留出液が増加し、前記先端部が留出液中に浸入して設定時間経過後に前記制御部に信号を発し、該信号に基づいて前記制御部が前記留出液排出ポンプを作動させて前記留出液回収フラスコから留出液を前記留出液回収容器に排出する第２光ファイバーセンサとを備えていることを特徴としている。
【０００７】
また、前記第１光ファイバーセンサと第２光ファイバーセンサとは、少なくともロータリーエバポレーター内に挿入される部分をフッ素樹脂で被覆すると好ましい。
【０００８】
さらに、前記電磁弁と前記留出液排出ポンプの作動時間は、それぞれ個別に設定可能であると好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のロータリーエバポレーターによれば、第１光ファイバーセンサにより、蒸留フラスコ内の混合液が所定量以下に減少した際に、電磁弁が開となり、蒸留フラスコ内が真空状態となっていることから、混合液を蒸留フラスコ内に自動的に導入することができる。また、第１光ファイバーセンサは、先端部が液浸状態から液面を離れて設定時間経過後に制御部に信号を発することから、蒸留フラスコ内の混合液が、蒸留初期の真空上昇時や、混合液の追加供給時に発生する泡や液面の乱れや、混合液の濃度や変化などに影響されることなく確実に液面検知を行うことができ、混合液の液量を常時適正に維持することができる。
【００１０】
さらに、第２光ファイバーセンサにより、留出液回収フラスコ内の留出液が所定量以上に増加した際に、留出液排出ポンプが作動し、留出液回収フラスコから留出液を自動的に排出することができる。また、第２光ファイバーセンサは、先端部が留出液中に浸入して設定時間経過後に作動するので、留出液排出ポンプ側の配管からの気泡の戻りにより発生する液面の乱れに影響されることなく確実に液面検知を行うことができ、留出液の液量を常時適正に維持することができる。
【００１１】
これにより、従来不可能であったロータリーエバポレーターの連続運転が可能になり、比較的大容量の混合液の処理も、小規模のロータリーエバポレーターで行うことができるようになり、設備設置スペースの縮小や、処理工程の削減を図ることができ、コストの削減化を図ることができるとともに、連続運転により蒸留品質の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態例を示すロータリーエバポレーターの説明図である。
【図２】同じく留出液回収フラスコと留出液排出ポンプを示す説明図である。
【図３】同じく混合液供給ラインの導入管と第１光ファイバーセンサを導入する導入部の断面図である。
【図４】同じく混合液を蒸留時の蒸留フラスコの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１乃至図４は本発明のロータリーエバポレーターの一形態例を示す図である。本形態例のロータリーエバポレーター１１は、混合液を収容する混合液容器１２と、混合液容器１２から混合液供給ライン１３を介して混合液が注入される蒸留フラスコ１４と、混合液供給ライン１３に設けられる電磁弁１５と、蒸留フラスコ１４を回転させる駆動手段１６と、蒸留フラスコ１４を加熱する加温バス１７と、蒸留フラスコ１４から蒸発して蒸留フラスコ１４から導出される蒸気を冷却して凝縮させる冷却器１８と、冷却器１８で凝縮した留出液を回収する留出液回収フラスコ１９と、留出液回収フラスコ１９から留出液を留出液回収容器２０に導出する留出液回収ライン２１と、該留出液回収ライン２１に設けられる留出液排出ポンプ２２及び逆止弁２３と、前記蒸留フラスコ１４及び冷却器１８並びに留出液回収フラスコ１９の内部（ロータリーエバポレーター系内）を減圧する真空ポンプ２４と、真空度を制御する制御器２４ａと、ロータリーエバポレーター１１を連続運転するための制御部２５とを備えている。
【００１４】
蒸留フラスコ１４は、接続口を上方に向けて斜めの状態で固定され、底部側が加温バス１７内に配置されている。接続口は、内部にロータリージョイント２６を備えた前記駆動手段１６の下端に、接続具２６ａを介して気密に接続され、駆動手段１６の上端には略十字状に分岐した分岐管２７が気密に接続されている。分岐管２７は、上部に冷却器１８が、下部に留出液回収フラスコ１９が、一側方に前記駆動手段１６がそれぞれ気密に連結され、他側方には、パッキン２７ａを介して混合液供給ライン１３の導入管１３ａが貫通する導入部２７ｂが形成されている。
【００１５】
混合液供給ライン１３は、混合液容器１２から、電磁弁１５を介して分岐管２７の導入部２７ｂへ延出し、先端に設けられた前記導入管１３ａが、パッキン２７ａを貫通して導入部２７ｂから、分岐管２７及び駆動手段１６内に気密に挿入され、さらに、接続具２６ａを介して蒸留フラスコ１４内に気密に挿入される。また、導入管１３ａの先端部は、蒸留フラスコ１４の下方の内壁に向けて折曲されている。
【００１６】
さらに、蒸留フラスコ１４には、制御部２５から導出される第１光ファイバーセンサ２８が導入管１３ａに結束した状態で気密に挿入される。第１光ファイバーセンサ２８は、可視光線、赤外線などの光を、投光部から発射し、検出物体によって反射する光や、遮光される光量の変化を受光部で検出し出力信号を得る光電センサで、少なくとも、分岐管２７と駆動手段１６と蒸留フラスコ１４内に導入される部分がパイプ状のフッ素樹脂で被覆され、先端部２８ａは、フッ素樹脂で円錐状に溶封されている。
【００１７】
第１光ファイバーセンサ２８の先端部２８ａは受光部を備え、液面の下限管理位置に配置され、通常は、液浸状態となっている。蒸留フラスコ１４内の混合液が減少した際には、先端部２８ａが液面を離れて設定時間経過後に、制御部２５に信号を発し、該信号に基づいて、制御部２５が電磁弁１５を開き、蒸留フラスコ１４内が真空状態であることから、蒸留フラスコ１４内に混合液が自動的に吸引される。
【００１８】
留出液回収フラスコ１９は、下部に留出液回収ライン２１の配管２１ａが接続され、該配管２１ａは、留出液排出ポンプ２２の吸い込み口に接続される。留出液排出ポンプ２２の吐出口には、逆止弁２３を介して留出液回収容器２０に接続される配管２１ｂが接続されている。
【００１９】
さらに、留出液回収フラスコ１９には、制御部２５から導出される第２光ファイバーセンサ２９が気密に挿入される。第２光ファイバーセンサ２９は、第１光ファイバーセンサ２８と同様の光電センサで、少なくとも留出液回収フラスコ１９内に導入される部分がパイプ状のフッ素樹脂で被覆され、先端部２９ａは、フッ素樹脂で円錐状に溶封されている。
【００２０】
第２光ファイバーセンサ２９の先端部２９ａは、受光部を備え、先端部を液面の上限管理位置に配置され、通常は、液面と接触しない状態となっている。留出液回収フラスコ１９内の留出液が増加した際には、先端部２９ａが液面に接触して設定時間経過後に、制御部２５に信号を発し、該信号に基づいて、制御部２５が留出液排出ポンプ２２を作動させて留出液回収フラスコ１９から留出液回収容器２０に留出液を自動的に排出する。
【００２１】
上述の形態例では、制御部２５と、第１光ファイバーセンサ２８と、電磁弁１５と、第２光ファイバーセンサ２９と、留出液排出ポンプ２２とで、連続運転のための制御回路が構成されている。
【００２２】
次に、上述のロータリーエバポレーター１１を用いて、水道水を蒸留して蒸留水を回収する際の運転方法について説明する。まず、ロータリーエバポレーター１１の運転条件として、真空度を５３ｈＰａ、加温バス１７の温度を７０℃、蒸留フラスコ１４の回転数を１００ｒｐｍ、冷却器１８に導入する冷却水の温度を１０℃とする。蒸留フラスコ１４に導入された水道水は、３５℃で蒸発し始め、蒸留フラスコ１４が回転することにより、蒸発が促進される。蒸発が促進し、液面が下がると、第１光ファイバーセンサ２８の先端部２８ａが液浸状態から露出した状態となり、予め設定された時間（２〜１０秒）が経過すると、制御部２５に信号を送り、この信号に基づいて、制御部２５が電磁弁１５が設定時間開き、水道水を蒸留フラスコ１４に自動的に導入する。
【００２３】
蒸留フラスコ１４内の水道水は、蒸留初期の真空上昇時と、水道水を追加供給された際には、水道水に含まれる気体の脱気現象により激しく発泡する。また、蒸留フラスコ１４の回転により液面に揺れや乱れが生じることがあるが、第１光ファイバーセンサ２８は、先端部２８ａが液面から露出してから、予め設定された時間が経過した後に作動することから、チャタリングなどの誤作動が発生する虞がない。
【００２４】
また、冷却器１８で蒸気が凝縮液化し、留出液回収フラスコ１９内に流下した留出液が溜まり、設定された液面に到達すると、第２光ファイバーセンサ２９の先端部２９ａが液面に浸入し、予め設定された時間（２〜１０秒）が経過すると、制御部２５に信号を送り、この信号に基づいて、制御部２５が留出液排出ポンプ２２を作動し、留出液を留出液回収容器２０に自動的に排出する。
【００２５】
第２光ファイバーセンサ２９は、先端部２９ａが留出液に浸入し、予め設定された時間が経過した後に作動することから、留出液回収ライン２１の配管２１ａからの気泡の戻りにより液面が乱れることがあっても、これに影響されることない。
【００２６】
上述のように、本形態例のロータリーエバポレーターによれば、液面の揺れ、泡立ち、発泡、飛沫、及び液の濃度、色、粘性の変化、さらに、静電容量の変化や温度の変化などに影響されることなく、第１光ファイバーセンサ２８と第２光ファイバーセンサ２９とにより、蒸留フラスコ１４内の液面と留出液回収フラスコ１９内の液面を正確に検知し、液量をそれぞれ常時適正に維持することができることから、従来不可能であったロータリーエバポレーターの連続運転が可能になった。これにより、ロータリーエバポレーター１１の設備設置スペースの縮小や、処理工程の削減を図ることができ、コストの削減化を図ることができるとともに、蒸留品質の安定化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１１…ロータリーエバポレーター、１２…混合液容器、１３…混合液供給ライン、１３ａ…導入管、１４…蒸留フラスコ、１５…電磁弁、１６…駆動手段、１７…加温バス、１８…冷却器、１９…留出液回収フラスコ、２０…留出液回収容器、２１…留出液回収ライン、２１ａ，２１ｂ…配管、２２…留出液排出ポンプ、２３…逆止弁、２４…真空ポンプ、２５…制御部、２６…ロータリージョイント、２６ａ…接続具、２７…分岐管、２７ａ…パッキン、２７ｂ…導入部、２８…第１光ファイバーセンサ、２８ａ…先端部、２９…第２光ファイバーセンサ、２９ａ…先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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