(57)【要約】【課題】装置構成を簡素化して装置の製造コストを低減する。【解決手段】蒸留装置１００は、原料液供給口１１２および原料液供給口１１２の下方に形成された缶出液排出口１１４を有する加熱管１１０と、加熱管１１０の上方に設けられ、留出蒸気排出口１２２および留出蒸気排出口１２２の下方に形成された凝縮液排出口１２４を有する冷却管１２０と、加熱管１１０を加熱する加熱部１４０と、冷却管１２０を冷却する冷却部１５０と、を備える。【選択図】図１
2018161626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
留出蒸気排出口と、前記留出蒸気排出口の下方に形成された原料液供給口と、前記原料液供給口の下方に形成された缶出液排出口とを有する１または複数の蒸留管と、
前記蒸留管における前記原料液供給口と前記缶出液排出口との間を加熱する加熱部と、
前記蒸留管における前記原料液供給口と前記留出蒸気排出口との間を冷却する冷却部と、
を備える蒸留装置。
【請求項２】
前記蒸留管は、
前記原料液供給口と、前記缶出液排出口とを有する加熱管と、
前記加熱管の上方に配され、前記留出蒸気排出口と、前記留出蒸気排出口の下方に形成された凝縮液排出口とを有する冷却管と、
を備える請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項３】
前記加熱部は、鉛直方向の位置を異にして設けられる複数の加熱ブロックを備え、
相対的に下方に位置する前記加熱ブロックによる前記蒸留管の加熱温度は、相対的に上方に位置する前記加熱ブロックによる前記蒸留管の加熱温度より高い請求項１または２に記載の蒸留装置。
【請求項４】
前記加熱ブロックは、
前記蒸留管が挿通され、内部を熱媒が通過する加熱本体と、
前記加熱本体に形成された熱媒供給口および熱媒排出口と、
を備え、
前記加熱部は、前記熱媒供給口に前記熱媒を供給する熱媒供給部を備える請求項３に記載の蒸留装置。
【請求項５】
前記熱媒供給部は、相対的に下方に位置する前記加熱ブロックの前記熱媒排出口から排出された熱媒を、相対的に上方に位置する前記加熱ブロックの前記熱媒供給口に供給する請求項４に記載の蒸留装置。
【請求項６】
前記留出蒸気排出口から排出された蒸気を圧縮する圧縮機を備え、
前記熱媒供給部は、前記圧縮機によって圧縮された蒸気を前記熱媒として前記加熱本体に供給する請求項４または５に記載の蒸留装置。
【請求項７】
前記冷却部は、鉛直方向の位置を異にして設けられる複数の冷却ブロックを備え、
相対的に上方に位置する前記冷却ブロックによる前記蒸留管の冷却温度は、相対的に下方に位置する前記冷却ブロックによる前記蒸留管の冷却温度より低い請求項１から６のいずれか１項に記載の蒸留装置。
【請求項８】
前記冷却ブロックは、
前記蒸留管が挿通され、内部を冷媒が通過する冷却本体と、
前記冷却本体に形成された冷媒供給口および冷媒排出口と、
を備え、
前記冷却部は、前記冷媒供給口に前記冷媒を供給する冷媒供給部を備える請求項７に記載の蒸留装置。
【請求項９】
前記冷媒供給部は、相対的に上方に位置する前記冷却ブロックの前記冷媒排出口から排出された冷媒を、相対的に下方に位置する前記冷却ブロックの前記冷媒供給口に供給する請求項８に記載の蒸留装置。
【請求項１０】
前記蒸留管の内壁のうち少なくとも一部には、鉛直方向と交差する方向に延在した１または複数の溝が形成される請求項１から９のいずれか１項に記載の蒸留装置。
【請求項１１】
前記蒸留管の少なくとも一部に充填された充填材を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の蒸留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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、留出蒸気と缶出液とに分離する蒸留装置に関する。
【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（または留出蒸気）と缶出液とに分離する装置である。
【０００３】
蒸留装置として、原料液が導入される塔と、塔内に設けられた複数の棚と、コンデンサと、リボイラとを備えた棚段塔が知られている（例えば、特許文献１）。棚段塔では、塔頂から排出される蒸気をコンデンサが冷却して凝縮させ、凝縮された留出液は塔内に還流される。また、棚段塔では、塔底から排出される缶出液をリボイラが加熱して蒸発させ、蒸発させたガスは塔内に還流される。
【０００４】
また、棚段塔よりも熱効率を向上させた蒸留装置として、非断熱蒸留塔が開発されている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０８９６７４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Optimization of a Diabatic Distillation Column with Sequential Heat Exchangers, Ind. Eng. Chem. Res. 2004, 43, 7566-7571
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記非断熱蒸留塔は、コンデンサとして機能させる多数の伝熱管、および、リボイラとして機能させる多数の伝熱管を塔内の棚間に設置している。このため、装置構成が複雑になり、装置コストが増加するという問題がある。
【０００８】
本開示は、このような課題に鑑み、装置構成を簡素化して装置の製造コストを低減す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】
【０００９】
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、留出蒸気排出口と、前記留出蒸気排出口の下方に形成された原料液供給口と、前記原料液供給口の下方に形成された缶出液排出口とを有する１または複数の蒸留管と、前記蒸留管における前記原料液供給口と前記缶出液排出口との間を加熱する加熱部と、前記蒸留管における前記原料液供給口と前記留出蒸気排出口との間を冷却する冷却部と、を備える。
【００１０】
また、前記蒸留管は、前記原料液供給口と、前記缶出液排出口とを有する加熱管と、前記加熱管の上方に配され、前記留出蒸気排出口と、前記留出蒸気排出口の下方に形成された凝縮液排出口とを有する冷却管と、を備えてもよい。
【００１１】
また、前記加熱部は、鉛直方向の位置を異にして設けられる複数の加熱ブロックを備え、相対的に下方に位置する前記加熱ブロックによる前記蒸留管の加熱温度は、相対的に上方に位置する前記加熱ブロックによる前記蒸留管の加熱温度より高くてもよい。
【００１２】
また、前記加熱ブロックは、前記蒸留管が挿通され、内部を熱媒が通過する加熱本体と、前記加熱本体に形成された熱媒供給口および熱媒排出口と、を備え、前記加熱部は、前記熱媒供給口に前記熱媒を供給する熱媒供給部を備えてもよい。
【００１３】
また、前記熱媒供給部は、相対的に下方に位置する前記加熱ブロックの前記熱媒排出口から排出された熱媒を、相対的に上方に位置する前記加熱ブロックの前記熱媒供給口に供給してもよい。
【００１４】
また、前記留出蒸気排出口から排出された蒸気を圧縮する圧縮機を備え、前記熱媒供給部は、前記圧縮機によって圧縮された蒸気を前記熱媒として前記加熱本体に供給してもよい。
【００１５】
また、前記冷却部は、鉛直方向の位置を異にして設けられる複数の冷却ブロックを備え、相対的に上方に位置する前記冷却ブロックによる前記蒸留管の冷却温度は、相対的に下方に位置する前記冷却ブロックによる前記蒸留管の冷却温度より低くてもよい。
【００１６】
また、前記冷却ブロックは、前記蒸留管が挿通され、内部を冷媒が通過する冷却本体と、前記冷却本体に形成された冷媒供給口および冷媒排出口と、を備え、前記冷却部は、前記冷媒供給口に前記冷媒を供給する冷媒供給部を備えてもよい。
【００１７】
また、前記冷媒供給部は、相対的に上方に位置する前記冷却ブロックの前記冷媒排出口から排出された冷媒を、相対的に下方に位置する前記冷却ブロックの前記冷媒供給口に供給してもよい。
【００１８】
また、前記蒸留管の内壁のうち少なくとも一部には、鉛直方向と交差する方向に延在した１または複数の溝が形成されてもよい。
【００１９】
また、前記蒸留管の少なくとも一部に充填された充填材を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本開示は、装置構成を簡素化して装置の製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蒸留装置の鉛直断面図である。
【図２】加熱管、冷却管、原料供給部、加熱ブロック、冷却ブロック、留出蒸気回収部、凝縮液回収部の斜視図である。
【図３】蒸留装置における流体の流れを説明する図である。
【図４】第１の変形例の加熱管を説明する図である。
【図５】第２の変形例の蒸留装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、蒸留装置１００の鉛直断面図である。図２は、加熱管１１０、冷却管１２０、原料供給部１３０、加熱ブロック１４２、冷却ブロック１５２、留出蒸気回収部１６０、凝縮液回収部１７０の斜視図である。本実施形態の図１、図２を始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２中、理解を容易にするために、本体１３２の内部に配される原料供給管１３４、原料供給ポンプ１３６を省略する。
【００２４】
蒸留装置１００は、低沸点成分（例えば、メタノール）と、低沸点成分より沸点が高い高沸点成分（例えば、水）とを含んで構成される原料液を、原料液より低沸点成分が高濃度の留出蒸気と、原料液より高沸点成分が高濃度の缶出液とに分離する装置である。
【００２５】
図１に示すように、蒸留装置１００は、複数の加熱管１１０と、複数の冷却管１２０と、原料供給部１３０と、加熱部１４０と、冷却部１５０と、留出蒸気回収部１６０と、凝縮部１６４と、凝縮液回収部１７０と、蒸発部１７４とを備える。
【００２６】
加熱管１１０（蒸留管）は、鉛直方向（図１、図２中Ｚ軸方向）に延在した管である。加熱管１１０は、上端に原料液供給口１１２が形成されており、下端に缶出液排出口１１４が形成されている。詳しくは後述するが、加熱管１１０の上端（原料液供給口１１２）は、原料供給部１３０の本体１３２に連通される。また、加熱管１１０の下端（缶出液排出口１１４）は、凝縮液回収部１７０に連通される。
【００２７】
冷却管１２０（蒸留管）は、加熱管１１０（原料液供給口１１２）の上方に配される。冷却管１２０は、鉛直方向に延在した管である。冷却管１２０は、上端に留出蒸気排出口１２２が形成されており、下端に凝縮液排出口１２４が形成されている。冷却管１２０は、凝縮液排出口１２４が原料液供給口１１２と対向するように設けられる。また、詳しくは後述するが、冷却管１２０の下端（凝縮液排出口１２４）は、原料供給部１３０の本体１３２内に配される。また、冷却管１２０の上端は、留出蒸気回収部１６０に連通される。
【００２８】
加熱管１１０および冷却管１２０は、内径が０．５ｍｍ以上１０ｃｍ以下であり、好ましくは、内径が０．５ｍｍ以上５ｃｍ以下である。
【００２９】
原料供給部１３０は、本体１３２と、原料供給管１３４と、原料供給ポンプ１３６とを含んで構成される。
【００３０】
本体１３２は、円柱形状の中空部材である。本体１３２の上面には、冷却管１２０が貫通される。冷却管１２０の凝縮液排出口１２４（下端）は、本体１３２内に配される。また、本体１３２の底面に原料液供給口１１２が開口するように、本体１３２に加熱管１１０が接続される。つまり、本体１３２の底面と、加熱管１１０の上端とが面一となるように、本体１３２および加熱管１１０が接続される。このように、加熱管１１０と冷却管１２０とは、本体１３２を介して連通する。
【００３１】
原料供給管１３４は、一部が本体１３２内に配される管であり、複数のノズル１３４ａが形成されている。複数のノズル１３４ａは、加熱管１１０の原料液供給口１１２それぞれに臨んで配される。詳細に説明すると、ノズル１３４ａは、原料液が加熱管１１０の内壁を伝って流れる位置に配される。
【００３２】
原料供給ポンプ１３６は、原料供給管１３４に原料液を供給する。これにより、原料供給管１３４、ノズル１３４ａ、原料液供給口１１２を介して、原料液が加熱管１１０に供給される。
【００３３】
加熱部１４０は、加熱管１１０における原料液供給口１１２と缶出液排出口１１４との間を加熱する。本実施形態において、加熱部１４０は、鉛直方向の位置を異にして設けられる複数の加熱ブロック１４２と、熱媒供給部１４４とを含んで構成される。
【００３４】
加熱ブロック１４２は、加熱本体１４２ａと、熱媒供給口１４２ｂと、熱媒排出口１４２ｃとを含んで構成される。加熱本体１４２ａは、円柱形状の中空部材であり、加熱管１１０が挿通される。つまり、加熱管１１０は、加熱本体１４２ａ内に配される。
【００３５】
熱媒供給口１４２ｂおよび熱媒排出口１４２ｃは、加熱本体１４２ａの外周に形成される。熱媒供給口１４２ｂは、熱媒排出口１４２ｃと対向する位置に設けられる。熱媒供給部１４４は、例えば、ポンプで構成され、熱媒供給口１４２ｂを通じて、加熱本体１４２ａ内に熱媒を供給する。これにより、加熱本体１４２ａは、所定の高温に維持される。つまり、加熱本体１４２ａに挿通された加熱管１１０は、所定温度に加熱される。本実施形態において、相対的に下方に位置する加熱ブロック１４２に供給される熱媒の温度は、相対的に上方に位置する加熱ブロック１４２に供給される熱媒の温度より高い。つまり、相対的に下方に位置する加熱ブロック１４２による加熱管１１０の加熱温度は、相対的に上方に位置する加熱ブロック１４２による加熱管１１０の加熱温度より高い。したがって、加熱管１１０は、上方から下方に向かうに従って温度が高くなる。
【００３６】
冷却部１５０は、冷却管１２０における留出蒸気排出口１２２と凝縮液排出口１２４との間を冷却する。本実施形態において、冷却部１５０は、鉛直方向の位置を異にして設けられる複数の冷却ブロック１５２と、冷媒供給部１５４とを含んで構成される。
【００３７】
冷却ブロック１５２は、冷却本体１５２ａと、冷媒供給口１５２ｂと、冷媒排出口１５２ｃとを含んで構成される。冷却本体１５２ａは、円柱形状の中空部材であり、冷却管１２０が挿通される。つまり、冷却管１２０は、冷却本体１５２ａ内に配される。
【００３８】
冷媒供給口１５２ｂおよび冷媒排出口１５２ｃは、冷却本体１５２ａの外周に形成される。冷媒供給口１５２ｂは、冷媒排出口１５２ｃと対向する位置に設けられる。冷媒供給部１５４は、例えば、ポンプで構成され、冷媒供給口１５２ｂを通じて、冷却本体１５２ａ内に冷媒を供給する。これにより、冷却本体１５２ａは、所定の低温に維持される。つまり、冷却本体１５２ａに挿通された冷却管１２０は、所定温度に冷却される。本実施形態において、相対的に上方に位置する冷却ブロック１５２に供給される冷媒の温度は、相対的に下方に位置する冷却ブロック１５２に供給される冷媒の温度より低い。つまり、相対的に上方に位置する冷却ブロック１５２による冷却管１２０の冷却温度は、相対的に下方に位置する冷却ブロック１５２による冷却管１２０の冷却温度より低い。したがって、冷却管１２０は下方から上方に向かうに従って温度が低くなる。なお、本体１３２に隣接する冷却本体１５２ａ内を通過する冷媒の温度は、本体１３２に隣接する加熱本体１４２ａ内を通過する熱媒の温度よりも低い。
【００３９】
留出蒸気回収部１６０は、円柱形状の中空部材である。留出蒸気回収部１６０は、底面に留出蒸気排出口１２２が開口するように、冷却管１２０が接続される。留出蒸気回収部１６０の上面には、配管１６２が接続されている。配管１６２には、凝縮部１６４が接続されている。
【００４０】
凝縮部１６４は、留出蒸気排出口１２２、留出蒸気回収部１６０、配管１６２を通じて、冷却管１２０から送出された気体を冷却する。凝縮部１６４が冷却することによって生じた液体（留出液）は、外部に送出される。
【００４１】
凝縮液回収部１７０は、円柱形状の中空部材である。凝縮液回収部１７０は、上面に缶出液排出口１１４が開口するように、加熱管１１０が接続される。凝縮液回収部１７０の底面には、配管１７２が接続されている。なお、凝縮液回収部１７０の底面は、縁部から配管１７２に向かって鉛直下方に傾斜している。配管１７２には、蒸発部１７４が接続されている。
【００４２】
蒸発部１７４は、缶出液排出口１１４、凝縮液回収部１７０、配管１７２を通じて、加熱管１１０から送出された液体（凝縮液）を加熱する。蒸発部１７４が加熱することによって生じた気体は、凝縮液回収部１７０に還流される。また、蒸発部１７４によって気体が取り除かれた凝縮液（缶出液）は、外部に送出される。
【００４３】
図３は、蒸留装置１００における流体の流れを説明する図である。なお、図３中、熱媒および冷媒の流れを白抜き矢印で示し、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。
【００４４】
図３に示すように、原料供給部１３０のノズル１３４ａから供給された原料液は、原料液供給口１１２を通じて加熱管１１０に導入される。原料液は、自重で加熱管１１０内（詳細には、加熱管１１０の内壁）を流下する。上記したように、加熱部１４０によって加熱管１１０は、上方から下方に向かうに従って温度が高くなっている。このため、原料液は、加熱管１１０を流下する過程で加熱され、原料液の一部（低沸点成分および高沸点成分）が蒸発する。そして、蒸発した気体は、加熱管１１０を上昇する。したがって、加熱管１１０において、気液接触が為される。
【００４５】
こうして、加熱管１１０を上昇した気体は、原料液供給口１１２、原料供給部１３０の本体１３２、凝縮液排出口１２４を通じて冷却管１２０に導入される。上記したように、冷却部１５０によって冷却管１２０は、下方から上方に向かうに従って温度が低くなっている。このため、気体の一部（高沸点成分および低沸点成分）は、冷却管１２０を上昇する過程で冷却され、凝縮する。そして、凝縮した液体（凝縮液）は、冷却管１２０を流下する。したがって、冷却管１２０において、気液接触が為される。そして、冷却管１２０を流下した凝縮液は、凝縮液排出口１２４、原料供給部１３０の本体１３２、原料液供給口１１２を通じて加熱管１１０に導入される。
【００４６】
このように、加熱管１１０において原料液および凝縮液と気体とが気液接触し、冷却管１２０において凝縮液と気体とが気液接触することにより、気体中の低沸点成分の濃度が上昇し、凝縮液中の高沸点成分の濃度が上昇する。
【００４７】
そして、冷却管１２０の留出蒸気排出口１２２を上昇した気体は、留出蒸気回収部１６０、配管１６２を通じて、凝縮部１６４に送出される。一方、加熱管１１０の缶出液排出口１１４から流下した凝縮液は、凝縮液回収部１７０、配管１７２を通じて、蒸発部１７４に送出される。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の蒸留装置１００は、加熱部１４０が複数の加熱管１１０を纏めて加熱し、冷却部１５０が複数の冷却管１２０を纏めて冷却する。これにより、気液接触が為される空間（加熱管１１０内、冷却管１２０内）に多数の伝熱管を配することなく、この空間を適切な温度に調整することが可能となる。したがって、従来の非断熱蒸留塔と比較して、装置を簡素化することができる。これにより、従来の非断熱蒸留塔よりも装置の製造コストを低減することが可能となる。
【００４９】
また、上記したように、加熱管１１０および冷却管１２０は、内径が０．５ｍｍ以上１０ｃｍ以下である。加熱管１１０および冷却管１２０の内径を０．５ｍｍ以上とすることで、毛細管現象によって液体の流下を阻害してしまう事態を回避することができる。
【００５０】
また、加熱管１１０および冷却管１２０の内径を１０ｃｍ以下とすることにより、管の比表面積を相対的に大きくすることが可能となる。つまり、熱媒や冷媒との熱交換面積を相対的に大きくすることができる。したがって、同一の原料液を同一の分離効率で蒸留する場合であっても、熱媒や冷媒と、原料液（低沸点成分、高沸点成分）との熱交換温度差を、従来の非断熱蒸留塔より小さくすることが可能となる。これにより、従来の非断熱蒸留塔と比較して、熱媒の温度を低くすることができ、また、冷媒の温度を高くすることができる。したがって、蒸留装置１００全体のエクセルギー損失を小さくすることができ、省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００５１】
また、比表面積が大きいため、気体と液体との界面を相対的に大きくすることができる。これにより、界面における物質の移動速度を向上することが可能となる。したがって、低沸点成分と高沸点成分の分離効率（蒸留効率）を向上することが可能となる。
【００５２】
さらに、塔径が数ｍ程度の従来の蒸留塔と比較して、加熱管１１０の壁面と、中心との距離が短い。つまり、加熱管１１０の壁面を流下する液体と、加熱管１１０の中心を上昇する気体との距離が短い。これにより、気液接触効率を高くすることができ、低沸点成分と高沸点成分の分離効率（蒸留効率）を向上することが可能となる。
【００５３】
また、加熱管１１０および冷却管１２０の内径を１０ｃｍ以下とすることにより、蒸留装置１００を小型化することができる。さらに、蒸留装置１００は、少量の原料液を蒸留することが可能となる。
【００５４】
（第１の変形例）
図４は、第１の変形例の加熱管１１０を説明する図である。図４に示すように、第１の変形例の加熱管１１０は、内壁１１０ａに溝２１０が複数形成されている。溝２１０は、水平方向（図４中ＸＹ方向）に延在している。複数の溝２１０は、互いに離隔して内壁１１０ａに形成されている。
【００５５】
加熱管１１０に供給された液体（原料液および凝縮液）は、溝２１０に導入される。そうすると、液体は、溝２１０に沿って水平方向に移動する。その後、さらに液体が溝２１０に導入されると、液体は、溝２１０から溢れ、溝２１０の下方に位置する内壁１１０ａを流下する。このように、加熱管１１０の内壁１１０ａに溝２１０を備えることにより、加熱管１１０における液体の流下時間を延長することができる。したがって、液体への伝熱効率を向上させることが可能となる。なお、溝２１０の深さは、伝熱効率および原料液の供給量に応じて適宜設計される。
【００５６】
また、冷却管１２０の内壁に、複数の溝２１０を形成してもよい。これにより、冷却管１２０における液体（凝縮液）の流下時間を延長することができる。
【００５７】
（第２の変形例）
図５は、第２の変形例の蒸留装置３００を説明する図である。なお、図５中、熱媒および冷媒の流れを白抜き矢印で示し、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。図５に示すように、蒸留装置３００は、複数の加熱管１１０と、複数の冷却管１２０と、原料供給部１３０と、加熱部１４０と、冷却部１５０と、留出蒸気回収部１６０と、圧縮機３１０と、凝縮液回収部１７０と、蒸発部１７４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。
【００５８】
蒸留装置３００は、蒸留装置１００と比較して、凝縮部１６４に代えて圧縮機３１０を含んで構成される。
【００５９】
圧縮機３１０は、留出蒸気排出口１２２から排出された蒸気を圧縮する。そして、熱媒供給部１４４は、圧縮機３１０によって圧縮された蒸気を熱媒として加熱ブロック１４２に供給する。これにより、熱媒に要するコスト、および、熱媒を加熱するためのエネルギーを削減することが可能となる。
【００６０】
（第３の変形例）
熱媒供給部１４４は、相対的に下方に位置する加熱ブロック１４２の熱媒排出口１４２ｃから排出された熱媒を、相対的に上方に位置する加熱ブロック１４２の熱媒供給口１４２ｂに供給してもよい。
【００６１】
また、冷媒供給部１５４は、相対的に上方に位置する冷却ブロック１５２の冷媒排出口１５２ｃから排出された冷媒を、相対的に下方に位置する冷却ブロック１５２の冷媒供給口１５２ｂに供給してもよい。
【００６２】
これにより、熱媒を加熱するためのエネルギー、および、冷媒を冷却するためのエネルギーを削減することができる。
【００６３】
（第４の変形例）
加熱管１１０および冷却管１２０のいずれか一方または両方に充填材を充填してもよい。これにより、気液接触効率を向上させることができる。充填材は、例えば、金属の多孔質、ハニカム形状の金属、金属ビーズで構成される。これにより、伝熱効率を向上させることが可能となる。なお、金属は、例えば、アルミニウムやステンレスである。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、上記実施形態において、蒸留管が、加熱管１１０および冷却管１２０で構成される例について説明した。しかし、加熱管１１０および冷却管１２０は、一体で構成されてもよい。この場合、１の蒸留管に、原料液供給口１１２、留出蒸気排出口１２２、缶出液排出口１１４が形成されればよい。なお、原料液供給口１１２は、留出蒸気排出口１２２の下方に位置し、缶出液排出口１１４は、原料液供給口１１２の下方に位置すればよい。
【００６６】
また、上記実施形態において、加熱管１１０および冷却管１２０の内径が同一である場合を例に挙げて説明した。しかし、加熱管１１０と、冷却管１２０との内径は異なっていてもよい。また、上記実施形態において、加熱管１１０および冷却管１２０が同数設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、加熱管１１０の数と、冷却管１２０の数とが異なってもよい。加熱管１１０の数（容積）と、冷却管１２０の数（容積）とは、蒸留効率に応じて適宜設計される。例えば、留出液を缶出液より多量にする場合には、冷却管１２０より加熱管１１０の本数（容積）を多くする。また、缶出液を留出液より多量にする場合には、加熱管１１０より冷却管１２０の本数（容積）を多くする。また、加熱管１１０は１以上設けられていればよく、冷却管１２０も１以上設けられていればよい。つまり、蒸留管は、１以上設けられていればよい。
【００６７】
また、上記実施形態において、加熱管１１０および冷却管１２０が鉛直方向に延在した直管で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、加熱管１１０は、原料液供給口１１２の下方に缶出液排出口１１４が形成されていればよい。同様に、冷却管１２０は、留出蒸気排出口１２２の下方に凝縮液排出口１２４が形成されていればよい。加熱管１１０、冷却管１２０は、例えば、らせん形状であってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態において、冷却管１２０の凝縮液排出口１２４が水平方向に亘って形成される場合を例に挙げて説明した。しかし、凝縮液排出口１２４は、鉛直方向に傾いて形成されてもよい（斜めに形成されてもよい）。また、加熱管１１０が、原料液供給口１１２から下方に向かって径が漸減するテーパ部と、テーパ部から缶出液排出口１１４まで連続する同径の同径部とで構成されてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、加熱ブロック１４２および冷却ブロック１５２が複数設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、加熱ブロック１４２および冷却ブロック１５２は、少なくとも１以上設けられていればよい。
【００７０】
また、上記実施形態において、熱媒供給口１４２ｂおよび熱媒排出口１４２ｃがそれぞれ１ずつ加熱本体１４２ａに形成される構成を例に挙げて説明した。しかし、熱媒供給口１４２ｂおよび熱媒排出口１４２ｃの数に限定はない。同様に、冷媒供給口１５２ｂおよび冷媒排出口１５２ｃの数に限定はない。
【００７１】
また、上記実施形態において、加熱部１４０が、熱媒を通過させることで加熱管１１０を加熱する構成を例に挙げて説明した。しかし、加熱部１４０は、加熱管１１０を加熱することができれば構成に限定はない。加熱部１４０は、例えば、電気ヒータやペルチェ素子で構成されてもよい。同様に、冷却部１５０が、冷媒を通過させることで冷却管１２０を冷却する構成を例に挙げて説明した。しかし、冷却部１５０は、冷却管１２０を冷却することができれば構成に限定はない。冷却部１５０は、例えば、ペルチェ素子で構成されてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態において、原料液がメタノールと水との混合液である場合を例に挙げて説明した。しかし、原料液は、沸点が異なる物質が２以上含まれていればよい。例えば、蒸留装置１００、３００は、原料液として食用油、生理活性物質等を蒸留することができる。
【００７３】
また、上記第１の変形例において、溝２１０同士が互いに離隔する構成を例に挙げて説明した。しかし、溝２１０同士が連通していてもよい。例えば、溝２１０をネジ溝としてもよい。溝２１０をネジ溝とすることにより、容易に加工することができる。
【００７４】
また、上記第１の変形例において、溝２１０が水平方向に延在する構成を例に挙げて説明した。しかし、溝２１０は、鉛直方向と交差する方向に延在していればよい。
【００７５】
また、熱媒供給部１４４は、蒸発部１７４が加熱することで生じた蒸気を熱媒として加熱ブロック１４２に供給してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示は、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、留出蒸気と缶出液とに分離する蒸留装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００  蒸留装置
１１０  加熱管（蒸留管）
１１０ａ  内壁
１１２  原料液供給口
１１４  缶出液排出口
１２０  冷却管（蒸留管）
１２２  留出蒸気排出口
１２４  凝縮液排出口
１４０  加熱部
１４２  加熱ブロック
１４２ａ  加熱本体
１４２ｂ  熱媒供給口
１４２ｃ  熱媒排出口
１４４  熱媒供給部
１５０  冷却部
１５２  冷却ブロック
１５２ａ  冷却本体
１５２ｂ  冷媒供給口
１５２ｃ  冷媒排出口
１５４  冷媒供給部
２１０  溝
３００  蒸留装置
３１０  圧縮機
【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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