(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上の第１の濃縮缶と第２の濃縮缶とを垂直状に多重に配設すると共に、第１の濃縮缶のかん水の塩分濃度が約１８〜２８％になるまで濃縮しこの濃度に達したとき自動的に第２の濃縮缶に連通管を介してかん水を搬送する自然塩生成装置において、
第２の濃縮缶は底辺面部が中央に傾斜するように形成されると共に最底部に溝を設け、少なくとも第２の濃縮缶のかん水が飽和状態近傍に達したとき、撹拌することによりかん水をスラリー化し、更に濃縮して過飽和の状態までスラリー化を行わせ、この状態で塩と苦汁の分離槽に搬送することを特徴とする自然塩生成装置。
【請求項２】
上記第２の濃縮缶に撹拌開始時点と分離槽にスラリーを搬送すべき時点を検知するかん水位置検知センサが設けられていることを特徴とする請求項１記載の自然塩生成装置。
【請求項３】
逆浸透膜を通過させ塩分濃度を高めたかん水の煎熬装置の後工程に設けたスラリー化した過飽和かん水を塩と苦汁に分離する分離槽であって、分離槽には冷却機構が設けられ、分離槽下方部には撹拌器が付設され、塩と苦汁の境界面を感知する感圧板を具備すると共に苦汁を吸引する可動アームが設けられていることを特徴とする自然塩生成装置。
【請求項４】
逆浸透膜を通過させ塩分濃度を高めたかん水の煎熬装置の後工程に設けたスラリー化した過飽和かん水を塩と苦汁に分離する分離槽において、該分離槽に搬送した過飽和かん水は冷却機構をもって冷却されて塩と苦汁が分離されたのち、塩と苦汁の境界面を感知する感圧板を具備すると共に苦汁を吸引する可動アームが上記境界面に降りてきて感圧板の停止位置から境界面の上澄のみを苦汁として吸引することを特徴とする自然塩生成方法。
【請求項５】
逆浸透膜を通過させ塩分濃度を高めたかん水の煎熬装置の後工程に設けたスラリー化した過飽和かん水を塩と苦汁に分離する分離槽において、分離槽下方部には撹拌器が付設され、分離された沈降塩が該撹拌器の撹拌によって次工程に搬送されることを特徴とする自然塩生成方法。
【請求項６】
第１の濃縮缶と第２の濃縮缶の吐出濃度制御すると共に、分離槽での塩と苦汁の分離が終わったことを検知して自動的に苦汁を分離槽から排出する制御手段が具備されていることを特徴とする請求項１、請求項２および請求項３記載の自然塩生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然塩製造技術に係り、逆浸透膜を用いて海水中の塩分を濃縮した後かん水を煮詰めて塩を製造する製塩装置に関するものであり、更に詳述すると自動化に好適な塩の製造システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食料加工用／調味料等には塩化ナトリウムの純度を選択的に高めて精製した化学塩と、体内に入ったときミネラルバランスを保つようにカリウム、カルシウム等を比較的多く含む加工塩もしくは自然塩とが主として用いられている。
【０００３】
化学塩はポンプで汲み上げた海水を一旦海水槽に貯溜させた後、イオン交換膜電気透析装置を通過させて標準海水の塩化ナトリウム濃度を選択的に高めたものをかん水とし、このかん水を多重効用缶等の蒸発缶に入れ加熱し残余の水分を蒸発させ、結晶析出直前において遠心分離機を用いて固・液分離する。固・液分離したスラリー状物を更に乾燥して純度９９％以上の食塩としたものである。
【０００４】
上記の手法で得た化学塩は安価であり、塩化ナトリウムの純度が高いものの他のミネラル分が少ないので食料加工用／調味料等には味が劣るとされる。これに反して海水を天日乾燥した塩は食料加工用／調味料等に適し、健康によいとの識見から、塩化ナトリウム濃度を選択的に高めることなく、海水をそのまま煮詰め苦汁を分離した自然塩が使用される。
【０００５】
自然塩は比較的高価であるので、経済性を高めるために、岩塩単体を一旦溶解し再結晶したものや、岩塩を溶解したものに自然塩を加えて再結晶したものや、化学塩を混合した後、更に潮解を防ぐ後処理をしたもの、所望によって他のミネラルを添加して自然塩の組成を変えた加工塩等が使用されている。
【０００６】
海水を煮詰めて自然塩とするための濃縮装置として平釜類似の釜を用いてかん水を段階的に煮詰めて水分を蒸発する採鹹と塩祈出の煎熬法がある。
出願人は特願平１０−３２１４４０号で採鹹と煎熬法に関する新たな発明を開示した。すなわち、第１の濃縮缶と下底部に向かって傾斜面とその底部に溝を形成した第２の濃縮缶とを垂直状に多重に配設し、それぞれの缶体内部に蒸気流路を設け、第１の濃縮缶でかん水を所定濃度まで濃縮した後、連通管を介して第２の濃縮缶にかん水を送り、第２の濃縮缶で飽和領域まで濃縮して第２の濃縮缶の傾斜部から底部の溝に析出した塩を取り出しコンベアーをもって取り出し、遠心脱水機に入れ水分と苦汁を除去し自然塩を生成するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記装置の第２の濃縮缶の加熱によりかん水は飽和して、濃厚かん水から塩が析出するが、一旦塩が結晶化すると、その移動には多くのエネルギーを要し取り出しにくく、このため、搬送の不具合が発生し易いという課題があり、また、装置を自動的に連繋駆動しようとするとき、自動化を阻害する要因になっていた。また、搬送後の塩と苦汁の比が必ずしも一定せず、均一な食塩の生産の阻害要因になっていた。
【０００８】
そこで、本発明は濃厚かん水の塩濃度が飽和状態にあるとき、濃厚かん水を強く撹拌しながら搬送するとき、塩はスラリー状を呈し、液体の態様として取り扱うことができることを見いだし本発明に至った。少なくとも第２の濃縮缶の濃厚かん水が飽和状態近傍に達したとき、撹拌することにより食塩をスラリー化して搬送すると共に、搬送先に苦汁分離タンクを設け、ここに搬送されたスラリーを冷却して塩と苦汁を分離することにより、装置の全自動駆動を可能にすると共に、塩と苦汁の濃度を常時均一にして、経済性の高い自然塩生成装置を提供しようとするものである
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の自然塩生成装置は、少なくとも一つ以上の第１の濃縮缶と第２の濃縮缶とを垂直状に多重に配設すると共に、第１の濃縮缶のかん水の塩分濃度が約１８〜２８％になるまで濃縮しこの濃度に達したとき自動的に第２の濃縮缶に連通管を介してかん水を搬送する自然塩生成装置において、第２の濃縮缶は底辺面部が中央に傾斜するように形成されると共に最底部に溝を設け、少なくとも第２の濃縮缶のかん水が飽和状態近傍に達したとき、撹拌することによりかん水をスラリー化し、更に濃縮して過飽和の状態までスラリー化を行わせ、この状態で塩と苦汁の分離槽に搬送することを特徴とする自然塩生成装置。
【００１０】
本発明の請求項２記載の自然塩生成装置は、上記第２の濃縮缶に撹拌開始時点と分離槽にスラリーを搬送すべき時点を検知するかん水位置検知センサが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３記載の自然塩生成装置は、逆浸透膜を通過させ塩分濃度を高めたかん水の煎熬装置の後工程に設けたスラリー化した過飽和かん水を塩と苦汁に分離する分離槽であって、分離槽には冷却機構が設けられ、分離槽下方部には撹拌器が付設され、塩と苦汁の境界面を感知する感圧板を具備すると共に苦汁を吸引する可動アームが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４記載の自然塩生成方法は、逆浸透膜を通過させ塩分濃度を高めたかん水の煎熬装置の後工程に設けたスラリー化した過飽和かん水を塩と苦汁に分離する分離槽において、該分離槽に搬送した過飽和かん水は冷却機構をもって冷却されて塩と苦汁が分離されたのち、塩と苦汁の境界面を感知する感圧板を具備すると共に苦汁を吸引する可動アームが上記境界面に降りてきて感圧板の停止位置から境界面の上澄のみを苦汁として吸引することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項１記載の自然塩生成装置は、逆浸透膜を通過させ塩分濃度を高めたかん水の煎熬装置の後工程に設けたスラリー化した過飽和かん水を塩と苦汁に分離する分離槽において、分離槽下方部には撹拌器が付設され、分離された沈降塩が該撹拌器の撹拌によって次工程に搬送されることを特徴とする自然塩生成方法。
【００１４】
本発明の請求項６記載の自然塩生成装置は、第１の濃縮缶と第２の濃縮缶の吐出濃度制御すると共に、分離槽での塩と苦汁の分離が終わったことを検知して自動的に苦汁を分離槽から排出する制御手段が具備されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の生成装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、ポンプ１で汲み上げた海水は一旦海水槽２に貯溜させた後、濾過部材３を介して逆浸透膜装置４を通過させ、塩分濃度を高めたかん水とし、かん水槽５に貯溜する。この際、海水槽２の前後の流路に電極板を配設し、交流矩形波を印加して海水中の微生物や菌類の発生を抑制することにより、微生物を抑制する微生物抑制装置６を配備している。かん水槽５のかん水は配管７を通って複数の第１の濃縮缶８−１、８−２に送られる。かん水槽５と第１の濃縮缶８との間にはそれぞれのかん水の流入を制御するバルブ１３−１、１３−２が設けられている。第１の濃縮缶８−１、８−２で図示しないボイラ等の発生する蒸気で加熱され、水分を減少した濃厚かん水は連通管９に設けられた濃厚かん水を制御するバルブ１０を介して第２の濃縮缶１１に送られて加熱され、塩が析出する飽和塩水液に濃縮する。なお、１６−１はかん水の上水面位置を感知するセンサであり、１６−２はかん水の下水面位置を感知するセンサであり、１７はセンサ１６の信号を受けてバルブ１３、１０等を制御する制御装置である。制御装置１７は２つのセンサ１６−１、１６−２のオン／オフ信号に従って自動的にバルブ１３、１０を開閉する。
【００１７】
第２の濃縮缶１１の底辺面部は中央に傾斜するように形成されると共にその最底部に溝１２を設けてある。また、溝１２に沿って底辺面部に僅かの間隙をもって並行に移動できるようにし、往復運動する撹拌器として動作する撹拌扇１４が設けられている。第２の濃縮缶の所定位置には濃厚かん水の撹拌開始時点と分離槽に搬送すべき時点を検知するための下水面位置を検知するセンサ１６−３が設けられていて、この検知センサで少なくとも第２の濃縮缶のかん水が飽和状態近傍に達したことを検知したとき、制御装置１７の信号をもってこの飽和状態のかん水を撹拌することによりスラリー化しながら加熱し、更に濃縮して過飽和の状態でスラリー化を維持し、上記溝１２の一端部から加熱状態でスラリーを耐熱モノフレックスポンプなどのポンプ１５を介して塩と苦汁の分離槽２７に搬送する。なお、図には濃縮かん水の上水面位置を感知するセンサは表示していないが、設置してもよく、また、センサ１６−２の位置から第２の濃縮缶１１に送られる濃縮かん水の量は既知であるので、制御装置１７でソフト的にその位置を算出してもよい。
【００１８】
分離槽２７で加熱スラリーは塩と苦汁とに分離され、可動アーム１８の操作により苦汁はポンプ１９を介して苦汁槽２０に吸引されると共に、ポンプ２１を介して遠心分離器２２で再度固・液分離され、含水量を所定の値とした自然塩が取り出される。
【００１９】
図２は第１の濃縮缶と第２の濃縮缶の位置関係およびそれらを結ぶ配管を示す側面図である。
【００２０】
第１の濃縮缶８と第２の濃縮缶１１は図上方向からの投影寸法は略同寸法とされる密閉された缶体で、それぞれの内部には蒸気配管２５が設けられ、また、缶体の蓋板には蒸発した水蒸気を排出する孔部２６が設けられ、ダクト２４を介して図示しない排気ポンプで吸引排気されることにより、缶体の減圧排気を行っている。この際、蒸発した水蒸気は熱交換して再度利用することができる。第１の濃縮缶８と第２の濃縮缶１１は複数の第１の濃縮缶８を上方向に、第２の濃縮缶１１を下方向に設置する同一枠体２３をもって垂直状に多重に設置されている。
【００２１】
海水を逆浸透膜装置で海水を倍に濃縮すると約７％の塩分濃度のかん水が得られる。このかん水を第１の濃縮缶８にほぼ満たし、その液面が缶側面の１／３になるまで濃縮したならば塩分濃度は約２１％に達する。センサ１６はかん水位置を感知するセンサであるが、第１の濃縮缶８に入るかん水濃度が決まるときそれぞれのセンサ１６−１、１６−２の缶内高さ位置を設定することにより、連通管９を通る濃厚かん水の濃度を規定することができる。また、それぞれのセンサ１６−１、１６−２の少なくとも一方の缶内高さ位置を可変できるようにすることによって濃厚かん水の濃度を可変することができる。従って、図においては第１の濃縮缶８、２段に対して、第２の濃縮缶１１が１段の３段重ねとされているが、第２の濃縮缶１１の蒸発量を高めることにより第１の濃縮缶８、１段に対して、第２の濃縮缶１１を１段とすることもできる。すなわち、第２の濃縮缶１１の所定流入かん水濃度に適合するように第１の濃縮缶８の流出かん水濃度を定めるとき、第１の濃縮缶８の段数が定まる。
【００２２】
好適な濃縮では、かん水槽５での塩分濃度が約７％のかん水を第１の濃縮缶８で約１８〜２８％になるまで濃縮し、第２の濃縮缶１１で更に加熱をし過飽和まで濃縮する。前記したように少なくとも第２の濃縮缶のかん水が飽和状態近傍に達したならば撹拌扇をもって撹拌する。通常撹拌扇の移動速度は４００〜８００ｍｍ／ｓであるが、濃縮缶の構造や形状によって適宜変更することができる。また、撹拌扇に代えて循環ポンプや回転式撹拌機を用いて撹拌を行うことができるが、上記のような濃縮缶１１の形状ならば撹拌扇は好適に使用することができる。このような撹拌によって、過飽和かん水は濃縮缶底部への塩の堆積を起こすことなくスラリーとなり液状物質として取り扱うことができる。
【００２３】
図３は第２の濃縮缶の平面図で撹拌扇の移動機能を示す図である。
【００２４】
図において、第２の濃縮缶の溝１２上部方向には誘導杆２８が架設され、誘導杆上をモータ２９の駆動でガイドローラ３５を移動する駆動チエーン３７に板状の撹拌扇１４が固定され誘導杆２８に沿って左右に反転可能に移動する。撹拌扇１４は濃厚かん水を撹拌できるものであれば特に形状は問わないが傾斜した底辺面と僅かの間隙をもって並行に移動できる板形状にすることにより、傾斜した底辺面への濃厚かん水の付着を抑えることができる。矢示溝方向を移動する撹拌扇１４は濃縮缶１１の両端部に設けたリミットスイッチ３０を押すことにより反転し、制御装置１７の指示する間往復運動を繰り返す。
【００２５】
図４は塩と苦汁の分離槽の構造と可動アームの機能を示す図である。
【００２６】
分離槽２７はその底部に撹拌装置３１が設けられ、その外周には分離槽を冷却するための強制冷却部材３２が具備されている。強制冷却部材としては、例えば、分離槽上端部を環状に取り巻く管に多数の細孔を設けその細孔から分離槽に向かって冷水を粉霧することで達成される。また、その上方部から苦汁を吸引する配管３３が配設され、その先端方向は矢示方向に所望によって回動する回動部３４を介して可動自在に形成され可動アーム１８を形成している。可動アーム１８はその先端がＬ字状に上方に屈曲しているＬ字管で、屈曲外方向にはその位置を制御する感圧板３６が接合されている。
【００２７】
分離槽２７に流入したスラリーを撹拌装置３１を用いて緩く撹拌しながら冷却部材３２をもって強制冷却することにより、スラリーを比較的速やかに固液分離状態にさせて、分離槽下方に塩を析出させることができる。所定の時間が過ぎると回動部３４をスラリー方向に落下させ、回動することにより可動アーム１８が上方に分離した苦汁中に沈水して、その屈曲外方向に設けられた感圧板３６は析出した塩に接触して回動を停止する。停止と共に、吸引ポンプ１９をもって苦汁を上澄表面からＬ字状先端部まで吸い上げる。可動アーム１８のＬ字形状と感圧板３６との構成とにより、固液境界面が多少曖昧な場合でも、吸入口からＬ字形状屈曲部までの距離１の余裕を持って所望の苦汁のみを吸引することができる。なお、スラリーから固液分離状態に至るまでの時間は撹拌速度、スラリーの濃度、分離槽の形状、冷却水温などによって変わるので、これらを実装置で試験し、その時間を把握する。この結果をもって、制御装置１７で可動アームの動作時間を設定する。設定時間に合わせポンプ２１を駆動する
【００２８】
上記したようにセンサ１６−１、１６−２および１６−３の検知信号は制御装置１７に入力され、バルブ１３および１０を所定の時期に開閉すると共に、所定の時期にモータ２９を介して撹拌扇１４を駆動することにより、一定濃度のスラリーを溝１２から排出する。上記排出時期は制御装置１７からポンプ１５の始動信号として伝えられることにより定まった時間に分離槽２７に送られる。また、分離槽２７では上述した実装試験に基づく設定時間により固液分離が行われ所定の時間が過ぎると回動部３４が作動して可動アーム１８が降り、苦汁のみを吸引し、吸引の終了に合わせて撹拌装置３１を撹拌しながらポンプ２１を駆動させると沈下した塩は自動的に遠心分離機２２に送られる。このように、センサからの信号と記憶された実装試験データに基づく信号によって各工程は動作するので、これらの一連の動作を自動化することができる。
【００２９】
分離された、塩は遠心分離機で脱水され、その後乾燥されて指定の規格の自然塩となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、濃縮缶や分離槽で飽和かん水を強制撹拌することによりスラリー状態にして液体の態様として搬送することにより、塩を容易に次工程に搬送することができるので、搬送に伴う不具合の発生を軽減することができると共に装置を連繋駆動できるので、自動化を容易に行うことができる。
【００３１】
分離槽では濃縮缶から搬送したスラリーを強制冷却して塩と苦汁を分離を速やかにすると共に、可動アームの駆動により、指定濃度の苦汁を選択的に除去することができ、これらの動作を制御装置に記憶させることにより、塩と苦汁の濃度を常時均一にすることができる。
【００３２】
採鹹と煎熬システムが自動化されているので、自然塩を経済的に生成することができる。また、設置後の維持管理においても、点検修理等が容易にでき、経済性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明に関わる第１の濃縮缶と第２の濃縮缶の位置関係およびそれらを結ぶ配管を示す側面図である。
【図３】  本発明に関わる第２の濃縮缶の平面図で撹拌扇の移動機能を示す図である。
【図４】  本発明に関わる塩と苦汁の分離槽と構造と可動アームの機能を示す図である。
【符号の説明】
８  第１の濃縮缶
９  連通管
１０  バルブ
１１  第２の濃縮缶
１４  撹拌扇
１７  制御装置
１８  可動アーム
２７  分離槽
３１  撹拌装置
３２  強制冷却部材
３４  回動部
３６  感圧板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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