(57)【要約】【課題】液中濾過方式で圧搾を行う圧搾機を備える固液分離装置において、適切な濾過処理能力を維持しながら、固液分離処理を長時間に亘って安定的に効率良く行うことができるようにする。【解決手段】取出口２１に接続される液搬出手段３に減圧手段３４を設け、減圧手段３４に由来する減圧吸引作用により、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口２１を介して液室１４から液体成分６を取り出す。これにより、圧搾スクリーン１０の内方からの圧搾作用に加えて、圧搾スクリーン１０の外方からの負圧作用を圧搾スクリーン１０に作用させることができるので、従来の圧搾作用のみで濾過を行う形態に比べて、圧搾スクリーン１０は目詰まりを起こし難く、当該圧搾スクリーン１０の濾過処理能力が急激に低下することを防ぐことができる。【選択図】図１
2019181387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固液混在の処理対象物（４）に対して圧搾を行い、固形成分（５）と液体成分（６）とに分離する圧搾手段（１）と、圧搾手段（１）に処理対象物（４）を送り込む処理対象物供給手段（２）と、圧搾手段（１）から液体成分（６）を取り出す液搬出手段（３）とを備え、
圧搾手段（１）は、多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン（１０）と、圧搾スクリーン（１０）の外周面を覆うジャケット（１１）と、圧搾スクリーン（１０）の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー（１２）とを備え、圧搾スクリーン（１０）とジャケット（１１）との間が液室（１４）とされ、圧搾スクリーン（１０）の内部が圧搾室（１５）とされており、
液室（１４）内の圧搾スクリーン（１０）の上面よりも上方に位置するジャケット（１１）の周壁に、液体成分（６）を取り出すための取出口（２１）が設けられており、液室（１４）内で圧搾スクリーン（１０）が浸漬する状態で処理対象物（４）に対する濾過が行われるようになっており、
取出口（２１）に接続される液搬出手段（３）は減圧手段（３４）を備えており、当該減圧手段（３４）に由来する減圧吸引作用により、液室（１４）内で圧搾スクリーン（１０）が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口（２１）を介して液室（１４）から液体成分（６）が取り出されるように構成されていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
減圧手段（３４）の減圧吸引作用により、処理対象物供給手段（２）から圧搾室（１５）内に処理対象物（４）が送給される、請求項１記載の固液分離装置。
【請求項３】
液搬出手段（３）が、取出口（２１）に接続された取出流路（３０）と、取出流路（３０）に接続された気液分離手段（３１）と、気液分離手段（３１）に接続された減圧流路（３３）と、減圧流路（３３）に接続された減圧手段である減圧ポンプ（３４）とを含む、請求項１又は２記載の固液分離装置。
【請求項４】
気液分離手段は真空タンク（３１）であり、
真空タンク（３１）に液体成分（６）の搬出流路（３２）が接続されており、
減圧流路（３３）に、搬出流路（３２）の開操作時に真空タンク（３１）に外部空気を取り込むための空気供給手段（４７）が設けられている、請求項３記載の固液分離装置。
【請求項５】
気液分離手段は真空タンク（３１）であり、
真空タンク（３１）に液体成分の搬出流路（３２）が接続されており、
搬出流路（３２）に、真空タンク（３１）内の液体成分（６）を圧送するとともに、減圧ポンプ（３４）と協同して減圧吸引作用を発揮する吸込ポンプ（６０）が設けられている、請求項３記載の固液分離装置。
【請求項６】
処理対象物供給手段（２）が、処理対象物（４）を圧搾手段（１）に向って圧送する移送ポンプ（２８）を備える、請求項１乃至５のいずれかひとつに記載の固液分離装置。
【請求項７】
多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン（１０）と、圧搾スクリーン（１０）の外周面を覆うジャケット（１１）と、圧搾スクリーン（１０）の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー（１２）と、圧搾スクリーン（１０）とジャケット（１１）との間に形成された液室（１４）と、圧搾スクリーン（１０）の内部に形成された圧搾室（１５）と、液室（１４）内の圧搾スクリーン（１０）の上面より上方に位置するジャケット（１１）の周壁に形成され、液体成分（６）を取り出すための取出口（２１）とを備え、圧搾室（１５）内に送給されてきた固液混在の処理対象物（４）に対して、液室（１４）内で圧搾スクリーン（１０）が液体成分（６）に浸漬する状態で圧搾を行って、処理対象物（４）を固形成分（５）と液体成分（６）とに分離する液中濾過方式の圧搾手段（１）を用いた固液分離方法であって、
取出口（２１）に減圧吸引作用を付与して、液室（１４）内で圧搾スクリーン（１０）が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口（２１）を介して液室（１４）から液体成分（６）を取り出すことを特徴とする固液分離方法。
【請求項８】
減圧吸引作用により、圧搾室（１５）内に処理対象物（４）を送給する、請求項７記載の固液分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中濾過方式で圧搾を行うスクリュー型の圧搾機を備える固液分離装置と、当該装置を用いた固液分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液中濾過方式で圧搾を行うスクリュー型の圧搾機を備える固液分離装置は、本出願人による特許文献１に公知である。特許文献１に記載の圧搾機は、豆腐製造用の圧搾機であり、多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーンと、この圧搾スクリーンの外周に所定間隔を置いて配置されたジャケットと、圧搾スクリーンの内部で回転駆動されるスクリューとを備える。ジャケットの内部が圧搾スクリーンにより圧搾室と豆乳室とに内外に区画されており、豆乳室内の圧搾スクリーンの上面を越える液位線を基準にして、この液位線より上方に位置するジャケットの周壁に、豆乳を排出する取出口が開口されている。ジャケットの出口側の上面中央には、先の取出口が設けられ、ジャケットの出口側の下面中央にはドレン口が設けられている。蒸煮釜で加熱した煮ごを圧搾機へ移送するために、蒸煮釜の排出口と圧搾機の軸受ケースとの間はステンレス管からなる移送通路が接続されており、移送通路の中途部に設けられた移送ポンプを駆動させることで、蒸煮釜中の煮ごを圧搾機に圧送することができる。
【０００３】
圧搾機の軸受ケースに圧送された煮ごは、スクリューで下流側へ移送される間に圧搾され、圧搾スクリーンから豆乳が絞り出される。圧搾室内の圧搾かすであるおからは、圧搾機の下流端に設けられた排出口よりシュートを介して落下排出される。かかる圧搾時には下方側のドレン口は閉じられており、絞られた豆乳は豆乳室内に留まり、圧搾開始後まもなく圧搾スクリーンの全体が豆乳中に浸漬する状態で豆乳室内に充満する。豆乳の液位が上昇するのに伴って、豆乳室内にあった空気は取出口から排出される。圧搾処理の進行に伴って取出口から溢れ出た豆乳は、取出口に接続した豆乳通路を介して豆乳容器で受けられ、或いは次の処理装置へと送給される。
【０００４】
以上のように特許文献１の圧搾機では、ジャケット内の豆乳室に豆乳を充満し、少なくとも圧搾スクリーンが豆乳中に浸漬する状態で圧搾を行っているため、圧搾時に圧搾スクリーンから噴出する豆乳がジャケットの内面壁と衝突して気泡を生じることを抑えて、気泡を含まない良質の豆乳を煮ごから圧搾することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２７５７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように従来の圧搾機では、移送ポンプにより圧搾機の上流側に移送された煮ごは、スクリューの推進力により圧搾機の下流側に移送され、下流端へ到達するまでの間に圧搾・濾過されて液体分（豆乳）と、固形分（おから）とに分離される。しかしながら従来の圧搾機では、圧搾スクリーンの網目に固形分が付着して目詰まりを起こすと、スクリューの推進力によって固形分が網目から豆乳室側へ押し出されなければ、当該網目における目詰まりは解消されず、適切に煮ごを濾過することが困難となる。最悪の場合には、圧搾スクリーンの内面に固形分の堆積層が形成されると、当該圧搾スクリーンが機能喪失に陥るおそれもある。圧搾スクリーンに目詰まりが生じると、固形分であるおからに含まれる水分量が変動することも避けられない。以上より、従来の圧搾機においては、適切な濾過処理能力を維持しながら、煮ごに対する圧搾処理を長時間にわたって安定的に効率よく行うことは困難となっていた。
【０００７】
加えて従来の圧搾機では、移送ポンプにより圧搾機に向けて煮ごを圧送しているため、大量の気泡を含む煮ごや高温の煮ごの場合にはキャビテーションが発生することが避けられず、煮ごをスムーズに圧搾機に移送させることができず、結果として圧搾機の濾過処理能力の低下を招いていた。また、移送ポンプの通過時に煮ごが加圧されて、その物性が変化するおそれもあった。
【０００８】
本発明は、液中濾過方式で圧搾を行う圧搾機を備える固液分離装置と当該装置を用いた固液分離方法において、適切な濾過処理能力を維持しながら、固液分離処理を長時間に亘って安定的に効率よく行うことができるようにすることを第１の目的とする。
加えて本発明は、液中濾過方式で圧搾を行う圧搾機を備える固液分離装置と当該装置を用いた固液分離方法において、処理対象物が気泡を含むような場合や、処理対象物が高温である場合でもキャビテーションが発生せず、安定的に圧搾対象を圧搾機に供給することができるようにすることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、固液混在の処理対象物４に対して圧搾を行い、固形成分５と液体成分６とに分離する圧搾手段１と、圧搾手段１に処理対象物４を送り込む処理対象物供給手段２と、圧搾手段１から液体成分６を取り出す液搬出手段３とを備える固液分離装置を対象とする。圧搾手段１は、多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン１０と、圧搾スクリーン１０の外周面を覆うジャケット１１と、圧搾スクリーン１０の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー１２とを備える。圧搾スクリーン１０とジャケット１１との間が液室１４とされ、圧搾スクリーン１０の内部が圧搾室１５とされている。液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置するジャケット１１の周壁に、液体成分６を取り出すための取出口２１が設けられており、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する状態で処理対象物４に対する濾過が行われるようになっている。そして、取出口２１に接続される液搬出手段３が減圧手段３４を備えており、当該減圧手段３４に由来する減圧吸引作用により、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口２１を介して液室１４から液体成分６が取り出されるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
減圧手段３４の減圧吸引作用により、処理対象物供給手段２から圧搾室１５内に処理対象物４が送給されるように構成することができる。
【００１１】
液搬出手段３が、取出口２１に接続された取出流路３０と、取出流路３０に接続された気液分離手段３１と、気液分離手段３１に接続された減圧流路３３と、減圧流路３３に接続された減圧手段である減圧ポンプ３４とを含むものとすることができる。
【００１２】
気液分離手段は真空タンク３１であり、この真空タンク３１に液体成分の搬出流路３２が接続されており、減圧流路３３に、搬出流路３２の開操作時に真空タンク３１に外部空気を取り込むための空気供給手段４７が設けられている構成を採ることができる。
【００１３】
気液分離手段は真空タンク３１であり、この真空タンク３１に液体成分の搬出流路３２が接続されており、搬出流路３２に、真空タンク３１内の液体成分６を圧送するとともに、減圧ポンプ３４と協同して減圧吸引作用を発揮する吸込ポンプ６０が設けられている構成を採ることができる。
【００１４】
処理対象物供給手段２は、処理対象物４を圧搾手段１に向って圧送する移送ポンプ２８を備えるものとすることができる。
【００１５】
本発明は、多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン１０と、圧搾スクリーン１０の外周面を覆うジャケット１１と、圧搾スクリーン１０の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー１２と、圧搾スクリーン１０とジャケット１１との間に形成された液室１４と、圧搾スクリーン１０の内部に形成された圧搾室１５と、液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面より上方に位置するジャケット１１の周壁に形成され、液体成分６を取り出すための取出口２１とを備え、圧搾室１５内に送給されてきた固液混在の処理対象物４に対して、液室１４内で圧搾スクリーン１０が液体成分６に浸漬する状態で圧搾を行って、処理対象物４を固形成分５と液体成分６とに分離する液中濾過方式の圧搾手段１を用いた固液分離方法を対象とする。そして、取出口２１に減圧吸引作用を付与して、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口２１を介して液室１４から液体成分６を取り出すことを特徴とする。
【００１６】
減圧吸引作用により、圧搾室１５内に処理対象物４を送給することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の固液分離装置、および固液分離方法においては、液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置するジャケット１１の周壁に、液体成分６を取り出すための取出口２１を設けて、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する状態で処理対象物４に対して濾過（液中濾過）を行うようにしたので、濾過時に圧搾スクリーン１０から噴出する液体成分６がジャケット１１の内壁面に接触して気泡が生じることを解消でき、気泡を含まない良質の液体成分６を処理対象物４から得ることができる。加えて、減圧手段３４に由来する減圧吸引作用により、圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置する取出口２１から液体成分６を取り出すので、液体成分６の取出口２１からの取出時に液中濾過状態が損なわれることはなく、この点でも濾過時に圧搾スクリーン１０から噴出する液体成分６がジャケット１１の内壁面に接触して気泡が生じることを抑えて、液体成分６の品質向上に貢献できる。特に本発明を豆乳製造用の圧搾装置に適用した場合には、気泡を含まない良質の豆乳を煮ごから得ることができる。
【００１８】
また、本発明の固液分離装置、および固液分離方法によれば、減圧手段３４の減圧吸引作用を受けて液室１４側を圧搾室１５側よりも負圧とすることができるので、圧搾スクリュー１２による処理対象物４の推進力に由来する内方からの圧搾作用に加えて、外方からの負圧作用を圧搾スクリーン１０に作用させることができる。従って、本発明によれば、従来の圧搾作用のみで濾過を行う形態に比べて、圧搾スクリーン１０は目詰まりを起こし難く、圧搾手段１の濾過処理能力が急激に低下することを防ぐことができ、固液分離処理をより長時間に亘って安定的に実行することができる。実例を挙げると、従来の豆乳製造用の圧搾装置（固液分離装置）では、圧搾スクリーン１０の目詰まりに由来する濾過処理能力の低下に鑑みると、約１０時間の連続運転が可能であり、当該約１０時間の運転毎に洗浄動作が必要となっていたのに対して、本発明の圧搾装置（固液分離装置）を用いれば、２０時間を越える連続運転が可能となり、従来装置に比べて生産性の格段の向上を図ることができる。また、濾過処理能力が低下した結果、固形成分５に含まれる水分量が増加するような不都合が発生することも防ぐことができる。圧搾スクリーン１０の全体で負圧作用による濾過処理を行うことができるので、換言すれば圧搾作用と負圧作用の両作用により濾過処理を行うことができるので、圧搾作用のみにより濾過処理を行う従来形態に比べて、より効率的に固液分離処理を実行できる。
【００１９】
圧搾手段１から液体成分６を取り出す液搬出手段３に減圧手段３４を設けて、換言すれば、圧搾手段１の下流側に減圧手段３４を設けて、この減圧手段３４の減圧吸引作用により圧搾手段１に向けて処理対象物４を供給するようにしたので、処理対象物４が気泡を含むような場合や、処理対象物４が高温である場合でも、減圧手段３４がキャビテーションを起こすことはなく、安定的に処理対象物４を圧搾手段１に供給することができる。処理対象物４が粘度の高い場合でも、より安定的に処理対象物４を圧搾手段１に供給することができる。
【００２０】
具体的には、液搬出手段３は、取出口２１に接続された取出流路３０と、取出流路３０に接続された気液分離手段３１と、気液分離手段３１に接続された減圧流路３３と、減圧流路３３に接続された減圧手段である減圧ポンプ３４とを含むものとすることができる。これにより、取出流路３０および気液分離手段３１を介して、減圧手段３４の減圧吸引作用を圧搾手段１に作用させることができる。
【００２１】
気液分離手段は真空タンク３１であり、真空タンク３１に液体成分６の搬出流路３２が接続されており、減圧流路３３に、搬出流路３２の開操作時に真空タンク３１に外部空気を取り込むための空気供給手段４７が設けられている構成を採ることができる。これによれば、真空タンク３１の液体成分６を搬出流路３２から搬出するときに、空気供給手段４７を介して真空タンク３１内に外部空気を取り込むことでスムーズに液体成分６を真空タンク３１から搬出することができる。
【００２２】
処理対象物供給手段２が、処理対象物４を圧搾手段１に向って圧送する移送ポンプ２８を備えるものとしていると、減圧手段（減圧ポンプ）３４と移送ポンプ２８の両者の移送力が相俟って、処理対象物４を圧搾手段１に向けてより安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係る固液分離装置を示す概略構成図である。
【図２】固液分離装置を構成する圧搾機の縦断正面図である。
【図３】固液分離装置を構成する液搬出部を示す正面図である。
【図４】固液分離方法を説明するための概略構成図である。
【図５】固液分離方法を説明するための概略構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係る固液分離装置を示す概略構成図である
【図７】本発明の実施例３に係る固液分離装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施例１）  図１ないし図５に本発明に係る固液分離装置および固液分離方法を豆乳製造用の圧搾装置に適用した実施例１を示す。本実施例における左右、上下とは、図２に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した左右、上下の表示に従う。図１および図２に示すように、圧搾装置は、固液混在の処理対象物である煮ご４に対して圧搾を行い、固形成分であるおから５と、液体成分である豆乳６とに分離する圧搾機（圧搾手段）１と、圧搾機１の上流側に配されて、圧搾機１に煮ご４を送り込む処理対象物供給部（処理対象物供給手段）２と、圧搾機１から豆乳６を取り出す液搬出部（液搬出手段）３とを備える。
【００２５】
図２に示すように、圧搾機１は、鋼合金製多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン１０と、圧搾スクリーン１０の外周面を覆うジャケット１１と、圧搾スクリーン１０の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー１２と、圧搾スクリーン１０の右端の出口端に設けられた弁機構１３などで構成されたスクリュープレス型の圧搾機である。圧搾スクリーン１０とジャケット１１は内外二重に配されており、液室１４と圧搾室１５とを内外に区画する。ここでは、圧搾スクリーン１０とジャケット１１との間が液室１４とされ、圧搾スクリーン１０の内部が圧搾室１５とされている。
【００２６】
ジャケット１１の内径寸法は、左右方向に亘って均一に設定されているのに対して、圧搾スクリーン１０は、出口側（右側）に行くに従って漸次径寸法が小さくなるテーパー筒状に形成されている。圧搾スクリュー１２は、回転自在に支持される軸１２ａと、軸１２ａの周面に固定された螺旋状の圧搾羽根１２ｂとで構成される。圧搾羽根１２ｂは出口側（右側）に向って先細りテーパー状に形成され、さらに羽根ピッチは出口側（右側）に近付くほど小さくされており、圧搾羽根１２ｂの先端は、その全長に亘って圧搾スクリーン１０に内接するように構成されている。
【００２７】
図１に示すように、圧搾スクリュー１２の駆動機構は、減速機付きのモータ１７と、圧搾スクリュー１２の基端を支持する軸受１８とで構成されている。図１および図２において符号１９は、ジャケット１１の下流側に連結された搬入室を示しており、この搬入室１９に設けられた流入口２０を介して処理対象物供給部２より圧搾機１内に煮ご４が送り込まれるようになっている。
【００２８】
液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面より上方に位置するジャケット１１の周壁に、豆乳を取り出す取出口２１が開設されている。この実施例では、ジャケット１１の上面に取出口２１が設けられ、ジャケット１１の下面に排水用のドレン口２２が設けられている。このように圧搾スクリーン１０の上面より上方に取出口２１が設けられていると、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する状態で圧搾スクリーン１０により煮ご４に対する濾過を行うことができる。すなわち液中濾過を実行できる。また、液中濾過状態を維持しながら取出口２１を介して液室１４から豆乳６を搬出することができる。
【００２９】
ジャケット１１の出口側の端部（右端）には封止栓２３が固定されている。封止栓２３には絞り粕でありケーキ状に形成されたおから５の出口、すなわちケーキ出口２４が開設され、このケーキ出口２４に弁機構１３が設けられている。弁機構１３は、ケーキ出口２４の開口縁に設けられたヒンジ軸を中心に揺動可能に装着されて、ケーキ出口２４を開閉操作する弁体１３ａと、封止栓２３から右方向に片持ち状に伸びるロッド１３ｂと、ロッド１３ｂに沿って左右方向にスライド移動可能に構成されて弁体１３ａの外側面を受け止める牽制アーム１３ｃと、ロッド１３ｂに装着されて牽制アーム１３ｃの抜け止めを規制するロック体１３ｄと、牽制アーム１３ｃとロック体１３ｄとの間に配置されて、牽制アーム１３ｃを介して弁体１３ａを閉姿勢に付勢するばね１３ｅとで構成される。圧搾スクリュー１２の推進力により圧搾室１５の右端に移動されたおから５は、ばね１３ｅの付勢力に抗して弁体１３ａを開き、ケーキ出口２４を介してジャケット１１の外部に落下排出される。
【００３０】
図１において、処理対象物供給部２は、図外の蒸煮釜により茹で上げられた煮ご４が収容される原料タンク２６と、原料タンク２６と流入口２０とを連結するステンレス管からなる移送流路２７と、移送流路２７の流路途中に設けられた移送ポンプ２８とを備える。原料タンク２６は、下窄まりテーパー状の中空容器であり、底部に移送流路２７が連結されている。
【００３１】
液搬出部３は、取出口２１に接続されて圧搾機１の液室１４から豆乳を取り出すための取出流路３０と、取出流路３０に接続された真空タンク（気液分離手段）３１と、真空タンク３１に接続されて該真空タンク３１内に収容された豆乳を搬出するための搬出流路３２と、真空タンク３１に接続されて該真空タンク３１内の空気を排出して減圧するための減圧流路３３と、減圧流路３３の流路途中に設けられた減圧ポンプ（減圧手段）３４と、ドレン口２２に接続されたドレン流路３５などで構成される。取出流路３０、減圧流路３３、およびドレン流路３５のそれぞれには、各流路を開閉するための第１〜第３コック３６〜３８が設けられ、搬出流路３２には、これを開閉する第１電磁弁３９が設けられている。取出流路３０の下流端はドレン流路３５の下流端に接続されており、該ドレン流路３５の下流端を介して取出流路３０に取り出された豆乳は真空タンク３１内に供給されるようになっている。
【００３２】
真空タンク３１は、縦長に形成された金属製の中空円筒体であり、図１および図３に示すように、筒壁の下部に豆乳の供給口４１が開設され、底壁に搬出口４２が開設され、天壁に排気口４３が開設されている。供給口４１にはドレン流路３５の下流端が接続され、供給口４１には搬出流路３２が接続され、排気口４３には減圧流路３３が接続されている。減圧流路３３は、真空タンク３１の排気口４３から上方に伸びる第１流路３３ａと、第１流路３３ａの途中に接続されて水平方向に伸びる第２流路３３ｂと、第２流路３３ｂに連続して下方向に伸びて第２コック３７に至る第３流路３３ｃと、第２コック３７から搬出流路３２に至る第４流路３３ｄと、第２コック３７から減圧ポンプ３４に至る第５流路３３ｅとで構成される。第２コック３７は三方コックであり、第３流路３３ｃと第４流路３３ｄとの間を連通状態とする待機姿勢と、第３流路３３ｃと第５流路３３ｅとを連通状態とする運転姿勢との間で切り替え可能に構成されている。
【００３３】
第１流路３３ａの上端には静電容量形の液位センサ４５が固定されており、真空タンク３１内に伸びる検知プローブ４６により、真空タンク３１内の豆乳６の液位の変動に応じて液位信号を出力する。ここでは、液位が真空タンク３１の所定位置まで上昇したときと、液位が所定位置まで下降したときに、液位信号が出力されるようになっている。第２流路３３ｂには、第１電磁弁３９により搬出流路３２を開いたときに、真空タンク３１に外部空気を取り込むための空気供給路４７が接続されており、この空気供給路４７は流路途中に設けられた第２電磁弁４８により開閉可能に構成されている。符号４９は空気供給路４７の上端に設けられた塵埃除去用のフィルターを示す。なお、液位センサ４５からの液位信号は、図外の圧搾装置の全体を制御する制御装置に送られる。
【００３４】
第３流路３３ｃの上端には、減圧ポンプ３４の駆動時に冷却水を供給するための冷却水供給路５０が接続されている。この冷却水供給路５０は流路途中に設けられた第３電磁弁５１により開閉可能に構成されている。
【００３５】
図３に示すように、液搬出部３を構成する真空タンク３１、減圧ポンプ３４などは吸込ユニット５２としてユニット化されている。図３において、符号５３は吸込ユニット５２の全体を支持するベース、符号５４はベース５３から上方に伸びて真空タンク３１を支持する脚柱を示す。また図３において符号５５は減圧ポンプ３４を駆動するモータを示す。
【００３６】
以上のような構成からなる圧搾装置の固液分離動作について、図４および図５を参照して説明する。まず原料タンク２６内に煮ご４が収容されている状態で、移送ポンプ２８、減圧ポンプ３４および圧搾機１のモータ１７を起動させる。このとき図４に示すように、圧搾装置のオペレータは、第１コック３６を取出流路３０が連通する開姿勢とし、第２コック３７を第３流路３３ｃと第５流路３３ｅとが連通する運転姿勢とし、第３コック３８をドレン流路３５を閉じる閉姿勢に操作する。また制御装置からの制御信号により、第１電磁弁３９は搬出流路３２を閉じる閉姿勢とされ、第２電磁弁４８は空気供給路４７を閉じる閉姿勢とされ、第３電磁弁５１は冷却水供給路５０を開ける開姿勢とされる。冷却水供給路５０から第３流路３３ｃに供給された冷却水は、第５流路３３ｅを介して減圧ポンプ３４に供給される。以上より、原料タンク２６内の煮ご４は、移送ポンプ２８により吸い出されたのち、減圧ポンプ３４に由来する減圧吸引作用により移送流路２７と流入口２０とを介して圧搾機１の搬入室１９に送られる。搬入室１９内に送られた煮ご４は、圧搾スクリュー１２の推進力によりケーキ出口２４の側に向って圧搾室１５内を移送され、その間に圧搾室１５内に残留するおから５と、圧搾スクリーン１０の圧搾孔を介して液室１４内に移行する豆乳６とに圧搾分離される。加えて、減圧ポンプ３４の減圧吸引作用により液室１４側は圧搾室１５側より負圧となるため、高圧の圧搾室１５内の煮ご４に含まれる豆乳６が低圧の液室１４側に吸込まれることによっても、豆乳６を煮ご４から分離することができる。以上のように本実施例の圧搾装置では、圧搾スクリュー１２による圧搾作用と、減圧ポンプ３４による負圧作用の両作用により、濾過動作、すなわち固液分離動作を実行することができる。なお、圧搾作用による固液分離は圧搾スクリーン１０の下流側の端部（右端部）でのみ行われるのに対して、負圧作用による固液分離は圧搾スクリーン１０の全体で行われる。
【００３７】
上記のように固液分離動作時には、第３コック３８は閉姿勢とされており、ドレン流路３５は閉じられている。このため、圧搾スクリーン１０により絞られた豆乳６は液室１４内に溜まり、圧搾開始後まもなく圧搾スクリーン１０の全体が豆乳６中に浸漬する状態で液室１４内に充満する。液室１４内の豆乳６の液位が上昇するのに伴って、液室１４内にあった空気は取出口２１から排出される。圧搾かすであるおから５は、ケーキ出口２４を介して落下排出される。
【００３８】
このように豆乳６が液室１４内に充満する状態（液中濾過状態）で煮ご４の圧搾を行うと、圧搾スクリーン１０から絞り出される豆乳６の噴出流は、液室１４内に充満する豆乳６中を流動するだけで直ちに豆乳６内に溶け込むので、噴出流がジャケット１１の内面に衝突して気泡が発生することはない。かかる液中濾過状態においても、減圧ポンプ３４の減圧吸引作用を受けて液室１４側は圧搾室１５側よりも負圧となるため、先の負圧作用によっても、煮ご４から豆乳６は分離される。液室１４内の豆乳６は、減圧ポンプ３４の減圧吸引作用により取出口２１を介して取出流路３０に吸上げられるので、液中濾過状態を維持しながら、液室１４から豆乳６を取り出すことができる。取出流路３０に吸上げられた豆乳６は、供給口４１から真空タンク３１に送られて貯留される。
【００３９】
圧搾の進行に伴って真空タンク３１内の液位が所定位置にまで上昇したことが液位センサ４５により検知されると、真空タンク３１から搬出流路３２を介して豆乳６を送り出す。具体的には、図５に示すように、オペレータは第１コック３６を取出流路３０を閉じる閉姿勢に操作する。制御装置からの制御信号により、第１電磁弁３９は搬出流路３２を開く開姿勢とされ、第２電磁弁４８は空気供給路４７を開く開姿勢とされ、第３電磁弁５１は冷却水供給路５０を閉じる閉姿勢とされる。減圧ポンプ３４と圧搾機１のモータ１７の駆動は停止される。以上より、空気供給路４７を介して真空タンク３１内に空気を供給しながら、真空タンク３１内の豆乳６を搬出流路３２からスムーズに送り出すことができる。真空タンク３１内の液位が所定位置まで下がったことが液位センサ４５により検知されると、再び図４の運転状態に復帰して、圧搾機１による固液分離動作を行う。以上のように、圧搾装置は、真空タンク３１への豆乳６の貯留と、真空タンク３１からの豆乳６の送出とを繰り返すバッチ方式により固液分離を実行する。
【００４０】
洗浄動作時には、原料タンク２６に洗浄液を充填させたうえで、移送ポンプ２８、減圧ポンプ３４を駆動させて圧搾機１に洗浄液を送り込むことで、圧搾スクリュー１２や圧搾スクリーン１０を洗浄することができる。このときに、第３コック３８を開姿勢とすることで、ドレン流路３５を介して洗浄液を圧搾機１から排出することができる。
【００４１】
以上のように本実施例に係る圧搾装置においては、液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置するジャケット１１の周壁に、豆乳６を取り出すための取出口２１を設けて、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する状態で煮ご４に対して濾過（液中濾過）を行うようにしたので、濾過時に圧搾スクリーン１０から噴出する豆乳６がジャケット１１の内壁面に接触して気泡が生じることを解消でき、気泡を含まない良質の豆乳６を煮ご４から得ることができる。また、減圧ポンプ３４に由来する減圧吸引作用により、圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置する取出口２１から豆乳６を取り出すので、豆乳６の取出口２１からの取出時に液中濾過状態が損なわれることはなく、この点でも濾過時に圧搾スクリーン１０から噴出する豆乳６がジャケット１１の内壁面に接触して気泡が生じることを抑えて、豆乳６の品質向上に貢献できる。
【００４２】
圧搾スクリーン１０の内方からの圧搾作用に加えて、圧搾スクリーン１０の外方からの負圧作用を圧搾スクリーン１０に作用させることができるので、従来の圧搾作用のみで濾過を行う形態に比べて、圧搾スクリーン１０は目詰まりを起こし難く、当該圧搾スクリーン１０の濾過処理能力が急激に低下することを防ぐことができる。従って本実施例に係る圧搾装置によれば、より長期に亘って適切な濾過処理能力を維持することができ、固液分離処理をより長時間に亘って安定的に実行できる。実例を挙げると、従来の豆乳製造用の圧搾装置では、圧搾スクリーン１０の目詰まりに由来する濾過処理能力の低下に鑑みると、約１０時間の連続運転が可能であり、当該約１０時間の運転毎に洗浄動作が必要となっていたのに対して、本実施例の圧搾装置を用いれば、２０時間を越える連続運転が可能となり、従来装置に比べて生産性の格段の向上を図ることができる。また、濾過処理能力が低下した結果、おから５に含まれる水分量が増加するような不都合の発生も防止できる。圧搾スクリーン１０の全体で負圧作用による濾過処理を行うことができるので、圧搾作用のみにより濾過処理を行う従来形態に比べて、より効率的に固液分離処理を実行できる。
【００４３】
圧搾機１の下流側に配置された減圧ポンプ３４の減圧吸引作用により、原料タンク２６内から圧搾機１に向けて煮ご４を供給するようにしたので、煮ご４が気泡を含むような場合や、煮ご４が高温である場合でも、当該減圧ポンプ３４がキャビテーションを起こすことはなく、安定的に煮ご４を圧搾機１に供給することができる。なお、本実施例では処理対象物供給部２の移送ポンプ２８がキャビテーションを起こすおそれはあるが、その場合でも（キャビテーションを起こした場合でも）減圧ポンプ３４の減圧吸引作用により圧搾機１に向けて煮ご４を供給することができるので、より安定的に煮ご４の供給を進めることができる。また、両ポンプ（減圧ポンプ３４と移送ポンプ２８）の移送力が相俟って、煮ご４を圧搾機１に向けて供給することができるので、減圧ポンプ３４の減圧吸引作用だけで煮ご４を供給する形態に比べて、より安定的に煮ご４を圧搾機１に供給できる利点もある。
【００４４】
（実施例２）図６に本発明の実施例２に係る固液分離装置（豆乳製造用の圧搾装置）を示す。この圧搾装置では、搬出流路３２の流路途中に吸込ポンプ６０を設けた点が、先の実施例１と相違する。それ以外の点は、先の実施例１と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
実施例２の圧搾装置によれば、固液分離動作時においては、減圧ポンプ３４、移送ポンプ２８、および吸込ポンプ６０の３つのバランス制御により、連続的に固液分離動作を実行することが可能となる。従って、実施例１のような真空タンク３１内への豆乳６の貯留と、真空タンク３１からの豆乳６の送出を繰り返すバッチ式の圧搾装置に比べて、より迅速に固液分離処理を実行して、豆乳６を得ることができる。
【００４６】
（実施例３）図７に本発明の実施例３に係る固液分離装置（豆乳製造用の圧搾装置）を示す。この圧搾装置では、圧搾機１が立直姿勢に配された縦型である点が、実施例１と相違する。それ以外の点は、先の実施例１と同様である。
【００４７】
本発明の固液分離装置として、上記実施例では豆乳製造用の圧搾装置を例にして説明したが、本発明はこれに限られず、例えばりんご等の果実飲料製造用の圧搾装置にも本発明は適用できる。上記実施例においては、処理対象物供給部２に移送ポンプ２８が設けられていたが、本発明はこれに限られず、移送ポンプ２８を廃して、減圧ポンプ３４の減圧吸引作用のみで原料タンク２６から処理対象物を圧搾機１に送給されるように構成することができる。上記実施例においては、減圧手段としては真空ポンプである減圧ポンプを挙げたが、本発明はこれに限られず、エゼクタ等であっても良く、要は減圧吸引作用を発揮するものであればよい。
【００４８】
１  圧搾手段（圧搾機）
２  処理対象物供給手段（処理対象物供給部）
３  液搬出手段（液搬出部）
４  処理対象物（煮ご）
５  固形成分（おから）
６  液体成分（豆乳）
１０  圧搾スクリーン
１１  ジャケット
１２  圧搾スクリュー
１４  液室
１５  圧搾室
２１  取出口
２８  移送ポンプ
３０  取出流路
３１  気液分離手段（真空タンク）
３２  搬出流路
３３  減圧流路
３４  減圧手段（減圧ポンプ）
４７  空気供給手段（空気供給路）
６０  吸込ポンプ
【図１】
2019181387.tif 000003
【図２】
2019181387.tif 000004
【図３】
2019181387.tif 000005
【図４】
2019181387.tif 000006
【図５】
2019181387.tif 000007
【図６】
2019181387.tif 000008
【図７】
2019181387.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月13日(2018.7.13)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、液中濾過方式で圧搾を行うスクリュー型の圧搾機を備える固液分離装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、液中濾過方式で圧搾を行う圧搾機を備える固液分離装置において、適切な濾過処理能力を維持しながら、固液分離処理を長時間に亘って安定的に効率よく行うことができるようにすることを第１の目的とする。
加えて本発明は、液中濾過方式で圧搾を行う圧搾機を備える固液分離装置において、処理対象物が気泡を含むような場合や、処理対象物が高温である場合でもキャビテーションが発生せず、安定的に圧搾対象を圧搾機に供給することができるようにすることを第２の目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、固液混在の処理対象物４に対して圧搾を行い、固形成分５と液体成分６とに分離する圧搾手段１と、圧搾手段１に処理対象物４を送り込む処理対象物供給手段２と、圧搾手段１から液体成分６を取り出す液搬出手段３とを備える固液分離装置を対象とする。圧搾手段１は、多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン１０と、圧搾スクリーン１０の外周面を覆うジャケット１１と、圧搾スクリーン１０の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー１２とを備える。圧搾スクリーン１０とジャケット１１との間が液室１４とされ、圧搾スクリーン１０の内部が圧搾室１５とされている。液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置するジャケット１１の周壁に、液体成分６を取り出すための取出口２１が設けられており、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する状態で処理対象物４に対する濾過が行われるようになっている。取出口２１に接続される液搬出手段３が減圧手段３４を備えており、当該減圧手段３４に由来する減圧吸引作用により、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口２１を介して液室１４から液体成分６が取り出されるように構成されている。液搬出手段３は、取出口２１に接続された取出流路３０と、取出流路３０に接続された気液分離手段３１と、気液分離手段３１に接続された減圧流路３３と、減圧流路３３に接続された減圧手段３４とを含む。気液分離手段は真空タンク３１であり、この真空タンク３１に液体成分の搬出流路３２が接続されており、減圧流路３３に、搬出流路３２の開操作時に真空タンク３１に外部空気を取り込むための空気供給手段４７が設けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
搬出流路３２に、真空タンク３１内の液体成分６を圧送するとともに、減圧手段３４と協同して減圧吸引作用を発揮する吸込ポンプ６０が設けられている構成を採ることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の固液分離装置においては、液室１４内の圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置するジャケット１１の周壁に、液体成分６を取り出すための取出口２１を設けて、液室１４内で圧搾スクリーン１０が浸漬する状態で処理対象物４に対して濾過（液中濾過）を行うようにしたので、濾過時に圧搾スクリーン１０から噴出する液体成分６がジャケット１１の内壁面に接触して気泡が生じることを解消でき、気泡を含まない良質の液体成分６を処理対象物４から得ることができる。加えて、減圧手段３４に由来する減圧吸引作用により、圧搾スクリーン１０の上面よりも上方に位置する取出口２１から液体成分６を取り出すので、液体成分６の取出口２１からの取出時に液中濾過状態が損なわれることはなく、この点でも濾過時に圧搾スクリーン１０から噴出する液体成分６がジャケット１１の内壁面に接触して気泡が生じることを抑えて、液体成分６の品質向上に貢献できる。特に本発明を豆乳製造用の圧搾装置に適用した場合には、気泡を含まない良質の豆乳を煮ごから得ることができる
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の固液分離装置によれば、減圧手段３４の減圧吸引作用を受けて液室１４側を圧搾室１５側よりも負圧とすることができるので、圧搾スクリュー１２による処理対象物４の推進力に由来する内方からの圧搾作用に加えて、外方からの負圧作用を圧搾スクリーン１０に作用させることができる。従って、本発明によれば、従来の圧搾作用のみで濾過を行う形態に比べて、圧搾スクリーン１０は目詰まりを起こし難く、圧搾手段１の濾過処理能力が急激に低下することを防ぐことができ、固液分離処理をより長時間に亘って安定的に実行することができる。実例を挙げると、従来の豆乳製造用の圧搾装置（固液分離装置）では、圧搾スクリーン１０の目詰まりに由来する濾過処理能力の低下に鑑みると、約１０時間の連続運転が可能であり、当該約１０時間の運転毎に洗浄動作が必要となっていたのに対して、本発明の圧搾装置（固液分離装置）を用いれば、２０時間を越える連続運転が可能となり、従来装置に比べて生産性の格段の向上を図ることができる。また、濾過処理能力が低下した結果、固形成分５に含まれる水分量が増加するような不都合が発生することも防ぐことができる。圧搾スクリーン１０の全体で負圧作用による濾過処理を行うことができるので、換言すれば圧搾作用と負圧作用の両作用により濾過処理を行うことができるので、圧搾作用のみにより濾過処理を行う従来形態に比べて、より効率的に固液分離処理を実行できる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（実施例１）  図１ないし図５に本発明に係る固液分離装置を豆乳製造用の圧搾装置に適用した実施例１を示す。本実施例における左右、上下とは、図２に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した左右、上下の表示に従う。図１および図２に示すように、圧搾装置は、固液混在の処理対象物である煮ご４に対して圧搾を行い、固形成分であるおから５と、液体成分である豆乳６とに分離する圧搾機（圧搾手段）１と、圧搾機１の上流側に配されて、圧搾機１に煮ご４を送り込む処理対象物供給部（処理対象物供給手段）２と、圧搾機１から豆乳６を取り出す液搬出部（液搬出手段）３とを備える。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固液混在の処理対象物（４）に対して圧搾を行い、固形成分（５）と液体成分（６）とに分離する圧搾手段（１）と、圧搾手段（１）に処理対象物（４）を送り込む処理対象物供給手段（２）と、圧搾手段（１）から液体成分（６）を取り出す液搬出手段（３）とを備え、
圧搾手段（１）は、多孔板で円筒状に形成された圧搾スクリーン（１０）と、圧搾スクリーン（１０）の外周面を覆うジャケット（１１）と、圧搾スクリーン（１０）の内部に回転駆動可能に配された圧搾スクリュー（１２）とを備え、圧搾スクリーン（１０）とジャケット（１１）との間が液室（１４）とされ、圧搾スクリーン（１０）の内部が圧搾室（１５）とされており、
液室（１４）内の圧搾スクリーン（１０）の上面よりも上方に位置するジャケット（１１）の周壁に、液体成分（６）を取り出すための取出口（２１）が設けられており、液室（１４）内で圧搾スクリーン（１０）が浸漬する状態で処理対象物（４）に対する濾過が行われるようになっており、
取出口（２１）に接続される液搬出手段（３）は減圧手段（３４）を備えており、当該減圧手段（３４）に由来する減圧吸引作用により、液室（１４）内で圧搾スクリーン（１０）が浸漬する液中濾過状態を維持しながら取出口（２１）を介して液室（１４）から液体成分（６）が取り出されるように構成されており、
液搬出手段（３）が、取出口（２１）に接続された取出流路（３０）と、取出流路（３０）に接続された気液分離手段（３１）と、気液分離手段（３１）に接続された減圧流路（３３）と、減圧流路（３３）に接続された減圧手段（３４）とを含み、
気液分離手段は真空タンク（３１）であり、
真空タンク（３１）に液体成分（６）の搬出流路（３２）が接続されており、
減圧流路（３３）に、搬出流路（３２）の開操作時に真空タンク（３１）に外部空気を取り込むための空気供給手段（４７）が設けられていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
減圧手段（３４）の減圧吸引作用により、処理対象物供給手段（２）から圧搾室（１５）内に処理対象物（４）が送給される、請求項１記載の固液分離装置。
【請求項３】
搬出流路（３２）に、真空タンク（３１）内の液体成分（６）を圧送するとともに、減圧手段（３４）と協同して減圧吸引作用を発揮する吸込ポンプ（６０）が設けられている、請求項１又は２記載の固液分離装置。
【請求項４】
処理対象物供給手段（２）が、処理対象物（４）を圧搾手段（１）に向って圧送する移送ポンプ（２８）を備える、請求項１乃至３のいずれかひとつに記載の固液分離装置。