(57)【要約】【課題】分離性能を向上させる。【解決手段】蒸留装置１００は、留出ガス排出口２１６ａ、缶出液排出口２１６ｃ、および、留出ガス排出口と缶出液排出口との間に設けられた原料液供給口２１２ｆを有し、底面が留出ガス排出口側から缶出液排出口側に向かうに従って鉛直下方に傾斜する、もしくは、底面が水平方向に延在する本体２１０と、本体の底面から立設し、留出ガス排出口側から缶出液排出口側に延在する１または複数のリブ２２０Ａ、２２０Ｂと、リブよりも缶出液排出口側、および、缶出液排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられた加熱器１３６と、留出ガスを冷却する冷却器１４６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
留出ガス排出口、缶出液排出口、および、前記留出ガス排出口と前記缶出液排出口との間に設けられた原料液供給口を有し、底面が前記留出ガス排出口側から前記缶出液排出口側に向かうに従って鉛直下方に傾斜する、もしくは、底面が水平方向に延在する本体と、
前記本体の底面から立設し、前記留出ガス排出口側から前記缶出液排出口側に延在する１または複数のリブと、
前記リブよりも前記缶出液排出口側、および、前記缶出液排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられた加熱器と、
留出ガスを冷却する冷却器と、
を備える蒸留装置。
【請求項２】
前記冷却器は、前記リブよりも前記留出ガス排出口側、および、前記留出ガス排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられる請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項３】
留出ガス排出口、缶出液排出口、および、前記留出ガス排出口と前記缶出液排出口との間に設けられた原料液供給口を有し、底面が前記留出ガス排出口側から前記缶出液排出口側に向かうに従って鉛直下方に傾斜する、もしくは、底面が水平方向に延在する本体と、
前記本体の底面から立設し、前記留出ガス排出口側から前記缶出液排出口側に延在する１または複数のリブと、
缶出液を加熱する加熱器と、
前記リブよりも前記留出ガス排出口側、および、前記留出ガス排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられた冷却器と、
を備える蒸留装置。
【請求項４】
前記加熱器および前記冷却器の少なくとも一方は、前記本体外に設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸留装置。
【請求項５】
複数の前記本体を備える請求項４に記載の蒸留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルコール飲料、食用油、石油化学製品等の蒸留、アンモニアの除去、二酸化炭素の回収、および、医薬品の製造等に蒸留装置が用いられている。蒸留装置は、低沸点成分と高沸点成分とを含んで構成される原料液を、留出液と缶出液とに分離する装置である。
【０００３】
このような蒸留装置として、気液接触流路と、１または複数のリブとを備えた蒸留装置が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の気液接触流路は、留出ガス排出口が一端側に設けられ、缶出液排出口が他端側に設けられ、底面が、留出ガス排出口から缶出液排出口に向かって鉛直下方に傾斜する。また、特許文献１のリブは、気液接触流路の底面から立設し、留出ガス排出口側から缶出液排出口側に延在する。特許文献１の蒸留装置は、装置を小型化しつつ、所定の分離性能を維持したまま、処理速度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６３５７８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のような蒸留装置において、分離性能を向上させる技術の開発が希求されている。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑み、分離性能を向上させることが可能な蒸留装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る蒸留装置は、留出ガス排出口、缶出液排出口、および、留出ガス排出口と缶出液排出口との間に設けられた原料液供給口を有し、底面が留出ガス排出口側から缶出液排出口側に向かうに従って鉛直下方に傾斜する、もしくは、底面が水平方向に延在する本体と、本体の底面から立設し、留出ガス排出口側から缶出液排出口側に延在する１または複数のリブと、リブよりも缶出液排出口側、および、缶出液排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられた加熱器と、留出ガスを冷却する冷却器と、を備える。
【０００８】
また、冷却器は、リブよりも留出ガス排出口側、および、留出ガス排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられてもよい。
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る他の蒸留装置は、留出ガス排出口、缶出液排出口、および、留出ガス排出口と缶出液排出口との間に設けられた原料液供給口を有し、底面が留出ガス排出口側から缶出液排出口側に向かうに従って鉛直下方に傾斜する、もしくは、底面が水平方向に延在する本体と、本体の底面から立設し、留出ガス排出口側から缶出液排出口側に延在する１または複数のリブと、缶出液を加熱する加熱器と、リブよりも留出ガス排出口側、および、留出ガス排出口の外方のいずれか一方または双方に設けられた冷却器と、を備える。
【００１０】
また、加熱器および冷却器の少なくとも一方は、本体外に設けられてもよい。
【００１１】
また、蒸留装置は、複数の本体を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、分離性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】蒸留装置の概略的な構成を説明する図である。
【図２】蒸留部の分解斜視図である。
【図３】蒸留装置の蒸気線速度と、ＨＥＴＰとの関係を説明する図である。
【図４】図４（ａ）は、比較例の蒸留装置を説明する図である。図４（ｂ）は、比較例の蒸留装置の本体内の蒸気線速度を示す図である。
【図５】変形例の蒸留装置の概略的な構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
［蒸留装置１００］
図１は、蒸留装置１００の概略的な構成を説明する図である。本実施形態の図１をはじめとする以下の図では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。なお、図１中、液体の流れを実線の矢印で示し、気体の流れを破線の矢印で示す。
【００１６】
蒸留装置１００は、原料液を留出液と缶出液とに分離する。原料液は、低沸点成分と、低沸点成分より沸点が高い高沸点成分とを少なくとも含む。留出液は、原料液より低沸点成分が高濃度である。缶出液は、原料液より高沸点成分が高濃度である。原料液は、例えば、食用油、生理活性物質等である。
【００１７】
図１に示すように、蒸留装置１００は、原料供給部１１０と、蒸留部１２０と、リボイラ１３０と、コンデンサ１４０とを含む。
【００１８】
原料供給部１１０は、蒸留部１２０に原料を供給する。本実施形態において、原料供給部１１０は、原料貯留容器１１２と、配管１１２ａ、１１４ａと、ポンプ１１４とを含む。原料貯留容器１１２は、原料液を貯留する容器である。配管１１２ａは、原料貯留容器１１２とポンプ１１４とを接続する。配管１１４ａは、ポンプ１１４と、蒸留部１２０の原料液供給口２１２ｆとを接続する。ポンプ１１４は、吸入側が原料貯留容器１１２に接続される。ポンプ１１４は、吐出側が蒸留部１２０の原料液供給口２１２ｆに接続される。
【００１９】
蒸留部１２０は、原料液を蒸留する。図２は、蒸留部１２０の分解斜視図である。図２に示すように、蒸留部１２０は、本体２１０と、リブ２２０Ａ、２２０Ｂとを含む。蒸留部１２０は、アルミニウム、または、ステンレス鋼等の金属材料で形成される。
【００２０】
本体２１０は、角柱形状の中空部材である。本体２１０は、底部２１２と、上部２１４と、側部２１６とを含む。
【００２１】
底部２１２は、平板形状の部材である。底部２１２の図２中Ｙ軸方向の長さＬは、例えば、３００ｍｍである。底部２１２の図２中Ｙ軸方向の両端および中央には、鉛直下方に陥没した低部が設けられている。
【００２２】
底部２１２における一端側に設けられた低部は、留出液貯留部２１２ａとして機能する。底部２１２における他端側に設けられる低部は、缶出液貯留部２１２ｂとして機能する。底部２１２における中央に設けられる低部２１２ｃには、原料液供給口２１２ｆが設けられる。
【００２３】
留出液貯留部２１２ａと低部２１２ｃとの間には、高部２１２ｄが設けられる。低部２１２ｃと缶出液貯留部２１２ｂとの間には、高部２１２ｅが設けられる。
【００２４】
リブ２２０Ａは、底部２１２における高部２１２ｅから立設し、原料液供給口２１２ｆ側から缶出液貯留部２１２ｂ側に延在した部材である。リブ２２０Ｂは、底部２１２における高部２１２ｄから立設し、留出液貯留部２１２ａ側から原料液供給口２１２ｆ側に延在した部材である。リブ２２０Ａ、２２０Ｂは、それぞれ複数（ここでは、６）設けられる。本実施形態において、リブ２２０Ａ、２２０Ｂは、基端２２２の幅（図２中Ｘ軸方向の幅）が、先端２２４の幅より大きい。また、リブ２２０Ａ、２２０Ｂの先端２２４は、上部２１４と離隔する。
【００２５】
隣り合うリブ２２０Ａの基端２２２間の距離は、例えば、１ｍｍ程度である。隣り合うリブ２２０Ａの先端２２４間の距離は、例えば、２ｍｍ程度である。なお、隣り合うリブ２２０Ｂ間の距離は、隣り合うリブ２２０Ａ間の距離と実質的に等しい。リブ２２０Ａ、２２０Ｂの高さ（基端２２２から先端２２４までの高さ、図２中Ｚ軸方向の高さ）は、例えば、３ｍｍ程度である。また、リブ２２０Ａ、２２０Ｂの先端２２４と上部２１４との距離は、例えば、１００μｍ〜１０ｍｍ程度（ここでは、１ｍｍ）である。
【００２６】
側部２１６は、筒形状（角筒形状）の部材である。側部２１６は、底部２１２を囲繞する。側部２１６は、下面が底部２１２の下面と面一となるように設けられる。
【００２７】
側部２１６の一端側には、留出ガス排出口２１６ａおよび留出液導入口２１６ｂが設けられる。留出液導入口２１６ｂは、留出ガス排出口２１６ａの下方に設けられる。側部２１６の他端側には、缶出液排出口２１６ｃおよび缶出ガス導入口２１６ｄが設けられる。缶出ガス導入口２１６ｄは、缶出液排出口２１６ｃの上方に設けられる。
【００２８】
上部２１４は、平板形状の部材である。上部２１４は、側部２１６上に設けられる。したがって、底部２１２、側部２１６、上部２１４によって囲繞された空間が、原料液を蒸留する蒸留空間となる。
【００２９】
また、本実施形態において、本体２１０（少なくとも底部２１２および上部２１４）は、一端側から他端側（留出ガス排出口２１６ａ側から缶出液排出口２１６ｃ側）に向かって鉛直下方（図２中Ｚ軸方向）に傾斜している。なお、本体２１０の傾斜角は、例えば、２．５度程度である。
【００３０】
図１に戻って説明すると、リボイラ１３０は、蒸留部１２０（本体２１０）外に設けられる。リボイラ１３０は、配管１３２ａ〜１３２ｄと、ポンプ１３４と、加熱器１３６と、流量調整弁１３８とを含む。
【００３１】
配管１３２ａは、缶出液排出口２１６ｃと、ポンプ１３４とを接続する。配管１３２ｂは、ポンプ１３４と、加熱器１３６とを接続する。ポンプ１３４は、吸入側が缶出液排出口２１６ｃに接続される。ポンプ１３４は、吐出側が加熱器１３６に接続される。
【００３２】
加熱器１３６は、缶出液排出口２１６ｃから排出される缶出液を缶出液の沸点以上に加熱する。加熱器１３６による加熱温度は、低沸点成分の沸点以上高沸点成分の沸点以下の所定の温度であり、原料液の組成、および、目的とする分離性能に基づいて決定される。加熱器１３６は、例えば、熱交換器で構成される。
【００３３】
配管１３２ｃは、加熱器１３６と缶出ガス導入口２１６ｄとを接続する。配管１３２ｄは、配管１３２ｂから分岐される。流量調整弁１３８は、配管１３２ｄに設けられる。流量調整弁１３８は、配管１３２ｄを通過する缶出液の流量を調整する。
【００３４】
コンデンサ１４０は、蒸留部１２０（本体２１０）外に設けられる。コンデンサ１４０は、配管１４２ａ〜１４２ｄと、ポンプ１４４と、冷却器１４６と、流量調整弁１４８とを含む。
【００３５】
配管１４２ａは、留出ガス排出口２１６ａと、ポンプ１４４とを接続する。配管１４２ｂは、ポンプ１４４と、冷却器１４６とを接続する。ポンプ１４４は、吸入側が留出ガス排出口２１６ａに接続される。ポンプ１４４は、吐出側が冷却器１４６に接続される。
【００３６】
冷却器１４６は、留出ガス排出口２１６ａから排出される留出ガスを留出ガスの沸点未満に冷却する。冷却器１４６による冷却温度は、低沸点成分の沸点以上高沸点成分の沸点以下の所定の温度であり、原料液の組成、および、目的とする分離性能に基づいて決定される。冷却器１４６は、例えば、熱交換器で構成される。
【００３７】
配管１４２ｃは、冷却器１４６と留出液導入口２１６ｂとを接続する。配管１４２ｄは、配管１４２ｃから分岐される。流量調整弁１４８は、配管１４２ｄに設けられる。流量調整弁１４８は、配管１４２ｄを通過する留出液（凝縮液）の流量を調整する。
【００３８】
続いて、蒸留装置１００による原料液の蒸留について説明する。まず、ポンプ１１４は、原料貯留容器１１２から、蒸留部１２０の本体２１０の原料液供給口２１２ｆに原料液を供給する。上記したように本体２１０の底面（底部２１２）は、留出ガス排出口２１６ａ側から缶出液排出口２１６ｃ側に向かって鉛直下方に傾斜している。このため、原料液は、本体２１０内（リブ２２０Ａ間）を缶出液排出口２１６ｃに向かって流れる（図１中、実線の矢印）。
【００３９】
本体２１０のリブ２２０Ａ間を流れた原料液は、缶出液貯留部２１２ｂに一旦貯留される（滞留する）。缶出液貯留部２１２ｂに貯留された原料液は、缶出液排出口２１６ｃを通じてポンプ１３４によって吸引され、加熱器１３６に導かれる。そして、加熱器１３６において、原料液から蒸気が生成される。蒸気は、配管１３２ｃ、缶出ガス導入口２１６ｄを通じて、本体２１０の他端側に導入される。
【００４０】
蒸気は、加熱器１３６でのみ生成されるため、本体２１０における他端側（缶出液排出口２１６ｃ側）は、一端側（留出ガス排出口２１６ａ側）よりも蒸気の量が多い。このため、本体２１０の缶出液排出口２１６ｃ側と留出ガス排出口２１６ａ側とで圧力差が生じる。つまり、缶出液排出口２１６ｃ側の方が、留出ガス排出口２１６ａ側よりも圧力が高くなる。したがって、本体２１０内に導入された蒸気は、液体の流れと逆方向、すなわち、留出ガス排出口２１６ａ（原料液供給口２１２ｆ）に向かって流れる（図１中、破線の矢印）。
【００４１】
そして、本体２１０の一端側に到達した蒸気は、留出ガス排出口２１６ａを通じてポンプ１４４によって吸引され、冷却器１４６に導かれる。そして、冷却器１４６において、蒸気に含まれる低沸点成分および高沸点成分が凝縮して液体（凝縮液）が生成される。凝縮液は、配管１４２ｃ、留出液導入口２１６ｂを通じて、本体２１０の一端側に導入される。
【００４２】
そして、凝縮液は、本体２１０のリブ２２０Ｂ、２２０Ａ間を缶出液排出口２１６ｃに向かって自重で流れる（図１中、実線の矢印）。
【００４３】
こうして、本体２１０内において、蒸気が流れる蒸気層と、液体（原料液および凝縮液）が流れる液体層とが形成される。そして、蒸気層と液体層との境界において気液接触が生じ、本体２１０内は気液平衡状態となる。これにより、蒸気層と液体層との間で、低沸点成分および高沸点成分が移動する。つまり、低沸点成分は蒸気層に移動し、高沸点成分は液体層に移動する。こうして、原料液より高沸点成分が高濃度の缶出液、および、原料液よりも低沸点成分が高濃度の留出ガスが生成される。
【００４４】
缶出液は、缶出液排出口２１６ｃ、配管１３２ａ、ポンプ１３４、および、配管１３２ｂを通じて、一部が加熱器１３６に導かれる。一部の缶出液は、加熱器１３６によって加熱され、蒸気となった後、配管１３２ｃおよび缶出ガス導入口２１６ｄを通じて、本体２１０の他端側に導入される。一方、残りの缶出液は、配管１３２ｄを通じて、外部に排出される。排出された缶出液は、缶出液貯留容器１５０に貯留される。
【００４５】
留出ガスは、留出ガス排出口２１６ａ、配管１４２ａ、ポンプ１４４、配管１４２ｂを通じて冷却器１４６に導かれ、冷却器１４６によって冷却されて、凝縮液となる。凝縮液（留出液）の一部は、配管１４２ｃおよび留出液導入口２１６ｂを通じて、本体２１０の一端側に導入される。一方、残りの凝縮液は、留出液として、配管１４２ｃおよび配管１４２ｄを通じて外部に排出される。排出された留出液は、留出液貯留容器１５２に貯留される。
【００４６】
このように、缶出液の一部および留出液の一部が本体２１０に返送されることにより、本体２１０内で還流が行われることになる。したがって、蒸留装置１００は、低沸点成分と高沸点成分の分離性能を向上することができる。
【００４７】
また、リボイラ１３０によって生成された蒸気は、連続して本体２１０に導入され、コンデンサ１４０によって生成された凝縮液は、連続して本体２１０に導入される。これにより、蒸気の熱と凝縮液の冷熱とが本体２１０に連続して伝達される。したがって、本体２１０には、一端側から他端側に向かうに従って高温になる温度勾配が形成される。換言すれば、本体２１０には、他端側から一端側に向かうに従って低温になる温度勾配が形成される。したがって、蒸留装置１００内においても蒸気および凝縮液が生成される。このため、蒸留装置１００は、低沸点成分と高沸点成分の分離性能を向上することが可能となる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の蒸留装置１００は、本体２１０（リブ２２０Ａ、２２０Ｂ）の外方に加熱器１３６および冷却器１４６を備える。つまり、蒸留装置１００は、蒸気層と液体層との間で低沸点成分と高沸点成分との移動が行われる本体２１０（缶出液貯留部２１２ｂおよびリブ２２０Ａ）内に、蒸気を補給することができる。同様に、蒸留装置１００は、本体２１０（留出液貯留部２１２ａおよびリブ２２０Ｂ）内に、凝縮液を補給することができる。
【００４９】
これにより、蒸留装置１００は、本体２１０内全域に亘って蒸気線速度を上昇させることができ、ＨＥＴＰ（Height Equivalent of one Theoretical Plate：理論段相当高さ）を低く維持することが可能となる。なお、ＨＥＴＰは、流路長さを理論段数で除したものであり、理論段１段に相当する長さを示す。理論段数は、蒸留装置の性能を表す指標である。理論段数が大きいほど、蒸留装置の分離性能は高い。ＨＥＴＰが小さいほど、蒸留装置の単位長さあたりの分離性能は高い。
【００５０】
したがって、蒸留装置１００は、本体２１０内において、低沸点成分と高沸点成分との移動を効率よく行うことができ、原料液の分離性能を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の蒸留装置１００では、原料液や凝縮液がリブ２２０Ａ間、または、リブ２２０Ｂ間を流れるように本体２１０が構成されている。液体が流れる流路幅が大きいと、液体の表面張力によって、流路の端部側を流れる液体の流速と、流路の中央側を流れる液体の流速との差が大きくなってしまう。そこで、リブ２２０Ａ間およびリブ２２０Ｂ間の幅を２ｍｍ以下とすることで、流路の端部側を流れる液体の流速と、流路の中央側を流れる液体の流速との差を小さくすることができ、流路内における流速の均一化を図ることが可能となる。
【００５２】
［シミュレーション結果］
続いて、蒸留部１２０の蒸気線速度とＨＥＴＰとの関係について説明する。図３は、蒸留部１２０の蒸気線速度と、ＨＥＴＰとの関係を説明する図である。図３中、横軸は、蒸気線速度［ｍ／ｓ］を示す。図３中、縦軸は、ＨＥＴＰ［ｍｍ］を示す。蒸留部１２０において、本体２１０内の蒸気の線速度（蒸気線速度）に応じたＨＥＴＰの一例をシミュレーションによって導出した。
【００５３】
その結果、図３に示すように、蒸留部１２０において、蒸気線速度が０．５５ｍ／ｓ程度であると、ＨＥＴＰは２５０ｍｍ程度となった。蒸気線速度が０．６ｍ／ｓ程度であると、ＨＥＴＰは１５０ｍｍ程度となった。蒸気線速度が０．７８ｍ／ｓ程度であると、ＨＥＴＰは１１０ｍｍ程度となった。蒸気線速度が０．８５ｍ／ｓ程度であると、ＨＥＴＰは１４０ｍｍ程度となった。蒸気線速度が０．９０ｍ／ｓ程度であると、ＨＥＴＰは１２０ｍｍ程度となった。蒸気線速度が１．１０ｍ／ｓ程度であると、ＨＥＴＰは１８０ｍｍ程度となった。
【００５４】
以上の結果から、蒸留部１２０において、蒸気線速度が０．６５ｍ／ｓ以上１．００ｍ／ｓ以下であるとＨＴＥＰを低く維持できることが確認された。
【００５５】
図４は、比較例の蒸留装置１０の本体２２内の蒸気線速度を説明する図である。図４（ａ）は、比較例の蒸留装置１０を説明する図である。図４（ｂ）は、比較例の蒸留装置１０の本体２２内の蒸気線速度を示す図である。また、理解を容易にするため、図４（ａ）中、原料供給部１１０を省略する。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、比較例の蒸留装置１０は、原料供給部１１０と、蒸留部２０と、加熱器３０と、冷却器４０とを備える。なお、上記蒸留装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
蒸留部２０は、本体２２と、リブ２２０Ａ、２２０Ｂとを含む。本体２２は、底部２１２と、上部２１４と、側部２４とを含む。側部２４は、筒形状（角筒形状）の部材である。側部２４は、底部２１２を囲繞する。側部２４は、下面が底部２１２の下面と面一となるように設けられる。側部２４の一端側には、留出液排出口２４ａが設けられる。側部２４の他端側には、缶出液排出口２４ｂが設けられる。蒸留装置１０において生成された留出液は、留出液排出口２４ａを通じて外部に排出される。また、缶出液は、缶出液排出口２４ｂを通じて外部に排出される。
【００５８】
加熱器３０は、底部２１２におけるリブ２２０Ａに対応する箇所（高部２１２ｅ）に設けられる。冷却器４０は、上部２１４におけるリブ２２０Ｂに対応する箇所に設けられる。
【００５９】
このような蒸留装置１０の本体２２内の蒸気線速度をシミュレーションによって導出した。なお、図４（ａ）中、Ｙ軸方向に等間隔で設定された２４の測定点それぞれにおいて、蒸気線速度を導出した。
【００６０】
その結果、図４（ｂ）に示すように、測定点３〜２２まで、つまり、蒸留装置１０の本体２２内における加熱器３０と冷却器４０との間の蒸気線速度は、概ね０．６５ｍ／ｓ以上となった。一方、測定点１、２、および測定点２３、２４の蒸気線速度は、０．６５ｍ／ｓを大きく下回ることが分かった。したがって、リブ２２０Ａ、２２０Ｂの箇所（リブ２２０Ａ、２２０Ｂの内側）で加熱および冷却を行う比較例の蒸留装置１０では、リブ２２０Ａの他端側およびリブ２２０Ｂの一端側において、蒸留線速度が著しく低下してしまうことが確認された。このような、比較例の蒸留装置１０の理論段数は、１０．９６となった。
【００６１】
これに対し、リボイラ１３０およびコンデンサ１４０が本体２１０外に設けられる上記蒸留装置１００の理論段数は１２．０１となった。つまり、蒸留装置１００の理論段数は、蒸留装置１０の理論段数よりも９．６％大きいことが分かった。この結果から、蒸留装置１００は、比較例の蒸留装置１０と比較して、原料液の分離性能を著しく向上できることが確認された。
【００６２】
［変形例］
上記実施形態において、１つの本体２１０（蒸留部１２０）を備える蒸留装置１００について説明した。しかし、本体２１０（蒸留部１２０）の数に限定はない。
【００６３】
図５は、変形例の蒸留装置４００の概略的な構成を説明する図である。図５中、液体の流れを実線の矢印で示し、気体の流れを破線の矢印で示す。
【００６４】
図５に示すように、蒸留装置４００は、原料供給部１１０と、複数（ここでは、３つ）の蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃと、リボイラ４３０と、コンデンサ４４０とを含む。なお、上記蒸留装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
変形例において、複数の蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃは、鉛直方向（図５中Ｚ軸方向）に積層されている。また、蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃにおいて、原料液供給口２１２ｆは、側部２１６に設けられる。
【００６６】
リボイラ４３０およびコンデンサ４４０は、蒸留装置１００と同様に蒸留部１２０外に設けられる。また、リボイラ４３０は、配管４３２ａ〜４３２ｆ、１３２ｂ、１３２ｄと、ポンプ１３４と、加熱器１３６と、流量調整弁１３８とを含む。
【００６７】
配管４３２ａは、蒸留部１２０Ａの缶出液排出口２１６ｃと、ポンプ１３４とを接続する。配管４３２ｂは、蒸留部１２０Ｂの缶出液排出口２１６ｃと、配管４３２ａ（ポンプ１３４）とを接続する。配管４３２ｃは、蒸留部１２０Ｃの缶出液排出口２１６ｃと、配管４３２ａ（ポンプ１３４）とを接続する。
【００６８】
配管４３２ｄは、加熱器１３６と、蒸留部１２０Ａの缶出ガス導入口２１６ｄとを接続する。配管４３２ｅは、配管４３２ｄ（加熱器１３６）と、蒸留部１２０Ｂの缶出ガス導入口２１６ｄとを接続する。配管４３２ｆは、配管４３２ｄ（加熱器１３６）と、蒸留部１２０Ｃの缶出ガス導入口２１６ｄとを接続する。
【００６９】
コンデンサ４４０は、配管４４２ａ〜４４２ｆ、１４２ｂ、１４２ｄと、ポンプ１４４と、冷却器１４６と、流量調整弁１４８とを含む。
【００７０】
配管４４２ａは、蒸留部１２０Ａの留出ガス排出口２１６ａと、ポンプ１４４とを接続する。配管４４２ｂは、蒸留部１２０Ｂの留出ガス排出口２１６ａと、配管４４２ａ（ポンプ１４４）とを接続する。配管４４２ｃは、蒸留部１２０Ｃの留出ガス排出口２１６ａと、配管４４２ａ（ポンプ１４４）とを接続する。
【００７１】
配管４４２ｄは、冷却器１４６と、蒸留部１２０Ａの留出液導入口２１６ｂとを接続する。配管４４２ｅは、配管４４２ｄ（冷却器１４６）と、蒸留部１２０Ｂの留出液導入口２１６ｂとを接続する。配管４４２ｆは、配管４４２ｄ（冷却器１４６）と、蒸留部１２０Ｃの留出液導入口２１６ｂとを接続する。また、配管１４２ｄは、配管４４２ｄにおける、配管４４２ｅおよび配管４４２ｆの接続箇所の下流側に接続される。
【００７２】
以上説明したように、変形例にかかる蒸留装置４００は、蒸留装置１００と同様に、蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃの本体２１０（リブ２２０Ａ、２２０Ｂ）の外方に加熱器１３６および冷却器１４６を備える。これにより、蒸留装置４００は、蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃのそれぞれの本体２１０内において、低沸点成分と高沸点成分との移動を効率よく行うことができ、原料液の分離性能を向上させることが可能となる。
【００７３】
また、変形例にかかる蒸留装置４００は、１つの加熱器１３６によって生成された蒸気を蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃの本体２１０それぞれに分配する。同様に、蒸留装置４００は、１つの冷却器１４６によって生成された凝縮液を蒸留部１２０Ａ〜１２０Ｃの本体２１０それぞれに分配する。これにより、蒸留装置４００は、蒸留部１２０ごとに加熱器および冷却器が設けられる従来技術と比較して、加熱器および冷却器に要するコストを削減することが可能となる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば、上記実施形態において、蒸留装置１００の加熱器１３６および冷却器１４６が本体２１０外に設けられる構成を例に挙げた。しかし、加熱器１３６および冷却器１４６の少なくともいずれか一方が本体２１０外に設けられればよい。
【００７６】
例えば、加熱器１３６のみを本体２１０外に備え、冷却器４０と同様に、冷却器１４６を上部２１４におけるリブ２２０Ｂに対応する箇所に備えた構成であってもよい。この場合であっても、理論段数は、１１．５８となり、比較例の蒸留装置１０の理論段数より５．７％大きい。
【００７７】
また、例えば、冷却器１４６のみを本体２１０外に備え、加熱器３０と同様に、加熱器１３６を、底部２１２におけるリブ２２０Ａに対応する箇所に備えた構成であってもよい。この場合、理論段数は、１１．１２となり、比較例の蒸留装置１０の理論段数より１．５％大きい。また、この場合、加熱器で使用された後の熱媒体を蒸留装置の他の箇所（例えば、原料液供給口２１２ｆ）の保温に利用することができる。
【００７８】
また、加熱器１３６は、少なくともリブ２２０Ａよりも缶出液排出口２１６ｃ側に設けられていれば、本体２１０内に設けられてもよい。同様に、冷却器１４６は、少なくともリブ２２０Ｂよりも留出ガス排出口２１６ａ側に設けられていれば、本体２１０内に設けられてもよい。
【００７９】
また、加熱器１３６は、缶出液排出口２１６ｃの外方に設けられてもよい。例えば、缶出液排出口２１６ｃが底部２１２に設けられる場合、加熱器１３６は、本体２１０における缶出液排出口２１６ｃの外方（リブ２２０Ａと逆側）に設けられてもよい。
【００８０】
また、冷却器１４６は、留出ガス排出口２１６ａの外方に設けられてもよい。例えば、留出ガス排出口２１６ａが上部２１４に設けられる場合、冷却器１４６は、本体２１０における留出ガス排出口２１６ａの外方（リブ２２０Ｂと逆側）に設けられてもよい。
【００８１】
また、蒸留装置１００は、リボイラ１３０およびコンデンサ１４０に加えて、本体２１０内に加熱器１３６および冷却器１４６を備えてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態において、加熱器１３６が熱交換器で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、加熱器１３６は、ペルチェ素子、または、電気ヒータで構成されてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態において、冷却器１４６が熱交換器で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、冷却器１４６は、ペルチェ素子、または、ファンで構成されてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態において、本体２１０の底部２１２（リブ２２０Ａ、２２０Ｂが設けられる底面）が留出ガス排出口２１６ａ側から缶出液排出口２１６ｃ側に向かって鉛直下方に傾斜している構成について説明した。しかし、底部２１２（底面）は、水平方向に延在していてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態において、本体２１０の寸法関係や傾斜角について説明した。しかし、本体２１０は、原料液における低沸点成分と高沸点成分との割合、目的とする分離性能、ポンプ１１４による原料液の供給流速（処理速度）に基づいて、適宜設定されればよい。
【００８６】
また、上記実施形態において、留出ガス排出口２１６ａ、留出液導入口２１６ｂ、缶出液排出口２１６ｃ、および、缶出ガス導入口２１６ｄが側部２１６に設けられる構成を例に挙げた。しかし、留出ガス排出口２１６ａおよび缶出ガス導入口２１６ｄのいずれか一方または両方は、上部２１４に設けられてもよい。また、留出液導入口２１６ｂおよび缶出液排出口２１６ｃのいずれか一方または両方は、底部２１２に設けられてもよい。また、原料液供給口２１２ｆは、上部２１４または側部２１６に設けられてもよい。いずれにせよ、本体２１０は、留出ガス排出口２１６ａと、缶出液排出口２１６ｃと、留出ガス排出口２１６ａと缶出液排出口２１６ｃとの間に設けられた原料液供給口２１２ｆとを有していればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本開示は、蒸留装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１００  蒸留装置
１３６  加熱器
１４６  冷却器
２１０  本体
２１２ｆ  原料液供給口
２１６ａ  留出ガス排出口
２１６ｂ  留出液導入口
２１６ｃ  缶出液排出口
２１６ｄ  缶出ガス導入口
２２０Ａ  リブ
２２０Ｂ  リブ
４００  蒸留装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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