【手続補正書】
【提出日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【手続補正１】
【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】
液体を蒸発させて濃縮する濃縮システムにおいて、
少なくとも１台の濃縮器と、この濃縮器を加熱しこの濃縮器内部の液体から蒸発成分を蒸発させて液体と気体を分離するための加熱手段と、前記濃縮器から排出された蒸発または気化した成分を冷却する冷却手段と、前記濃縮器から排出された濃縮液を集めヒーターが取付けられた濃縮液バッファータンクと、前記冷却手段で冷却され液化した蒸発液を集める蒸発液バッファータンクと、少なくとも前記濃縮器からこの蒸発液バッファータンクまでを減圧する減圧手段と、前記濃縮器と前記濃縮液バッファーとを接続しヒーターが取付けられた第１の管路と、前記濃縮器と前記蒸発液バッファータンクとを接続する第２の管路と、前記第１の管路に介在されこの管路内を流通する濃縮液の温度を検出する第１の計測手段と、前記濃縮器内の温度を検出する第２の計測手段と、前記第１の管路および前記濃縮液バッファータンクの少なくともいずれかに設けられたヒータを調整す温度調整手段と、前記加熱手段および冷却手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする濃縮システム。
【請求項２】
前記濃縮器は直径の異なる３本の管を重ねた三重管構造をしており、中間の管の上端には被濃縮液体を受け放射状の微細な溝が多数形成されたフタ材が配置されており、最内側の管の内周面には管の軸方向に伸びる多数の微細溝が形成されており、最外側の管と中間の管で囲まれた第１の空間を、中間の管と最内側の管で囲まれた第２の空間よりも高温にし、第２の空間および最内側の管の内部である第３の空間を減圧状態にして、液体と気体を分離することを特徴とする請求項１に記載の濃縮システム。
【請求項３】
前記第１の管路に２個のバルブを取付け、この２個のバルブ間にバッファー部を形成し、２個のバルブを交互に開閉して濃縮液内への蒸気の混入を防止可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の濃縮システム。
【請求項４】
前記濃縮器内に形成される第３の空間の下部に鏡面化した傾斜路を形成し、前記加熱手段がこの傾斜路を加熱して分離された液体の粘度を低下させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の濃縮システム。
【手続補正２】
【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】
上記目的を達成する本発明の特徴は、液体を蒸発させて濃縮する濃縮システムにおいて、少なくとも１台の濃縮器と、この濃縮器を加熱しこの濃縮器内部の液体から蒸発成分を蒸発させて液体と気体を分離するための加熱手段と、前記濃縮器から排出された蒸発または気化した成分を冷却する冷却手段と、前記濃縮器から排出された濃縮液を集めヒーターが取付けられた濃縮液バッファータンクと、前記冷却手段で冷却され液化した蒸発液を集める蒸発液バッファータンクと、少なくとも前記濃縮器からこの蒸発液バッファータンクまでを減圧する減圧手段と、前記濃縮器と前記濃縮液バッファーとを接続しヒーターが取付けられた第１の管路と、前記濃縮器と前記蒸発液バッファータンクとを接続する第２の管路と、前記第１の管路に介在されこの管路内を流通する濃縮液の温度を検出する第１の計測手段と、前記濃縮器内の温度を検出する第２の計測手段と、前記第１の管路および前記濃縮液バッファータンクの少なくともいずれかに設けられたヒータを調整す温度調整手段と、前記加熱手段および冷却手段を制御する制御部とを備えたことにある。
この特徴において、前記濃縮器は直径の異なる３本の管を重ねた三重管構造をしており、中間の管の上端には被濃縮液体を受け放射状の微細な溝が多数形成されたフタ材が配置されており、最内側の管の内周面には管の軸方向に伸びる多数の微細溝が形成されており、最外側の管と中間の管で囲まれた第１の空間を、中間の管と最内側の管で囲まれた第２の空間よりも高温にし、第２の空間および最内側の管の内部である第３の空間を減圧状態にして、液体と気体を分離することが好ましく、前記第１の管路に２個のバルブを取付け、この２個のバルブ間にバッファー部を形成し、２個のバルブを交互に開閉して濃縮液内への蒸気の混入を防止可能とすることがさらに好ましい。
また、前記濃縮器内に形成される第３の空間の下部に鏡面化した傾斜路を形成し、前記加熱手段がこの傾斜路を加熱して分離された液体の粘度を低下させるようにしてもよい。
【手続補正３】
【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】
本発明の概要は、直径の異なる３本の管を重ねた三重管構造であり、外側の管と中間の管の間を高温に、中間の管と内側の管の間および内側の管内を減圧状態にし、中間の管の上端に配され供給液体を受けるフタ材に放射状の微細な溝を多数設け、毛細管現象を利用して液体を高温に温められた中間の管の円周全体に送液し、該管の円周内面に設けられた多数の微細な溝に液体を供給して溝底と液面に生じる界面張力を利用し均一な薄膜を形成することで、液体を効率よく短時間で加熱蒸発させ高濃度の濃縮液を生成し、該濃縮液が通る流路を高温に温めることが可能な鏡面処理した傾斜路とすることで濃縮器内部に該濃縮液が残留することなくスムーズに排出でき、濃縮時に発生した蒸気は内側の管に取り込み分離することで液体の濃縮を行う濃縮器を中心に、処理量に応じて単一、或いは並列に設けた複数の濃縮器を搭載可能な濃縮システムであり、システム内の流路を減圧する真空ポンプ、各濃縮器に均一に液体を送液するためのバッファーとポンプ、所望の成分を蒸発させ液体と気体に分離させるために濃縮器に熱エネルギーを加える加熱源、気化した成分から熱エネルギーを奪い液体に戻す冷却源、各濃縮器から排出された濃縮液に蒸気が流入することを防止する一対の弁、濃縮液と液化した蒸発液を集めるバッファータンク、減圧されたバッファータンクから大気圧下の貯蔵容器へ液体を送液するポンプ、濃縮液体の濃度や濃縮器の温度状態を計測するセンサ、濃縮器〜濃縮液バッファータンク間で濃縮液体粘度を調整するために温度調整機能を付加した流路を備え、加えて上記の全要素を制御し所望の濃度を持った濃縮液を自動的に製造する制御部を備えた、ことにある。
以下、食用酢を濃縮対象とし、原液から特定の揮発性成分を取り出し濃縮する場合の実施形態について説明するが、濃縮する液体としては、沸点の異なる液体同士の混合液であっても良い。この場合、沸点の低い液体が揮発性成分、沸点の高い液体が非揮発性成分となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
９８ａと９８ｂは蒸気が濃縮液ラインに流入することを防止するための蒸気流入防止弁、９９は濃縮液の水位を観測するための透明管、１００は濃縮液を貯蔵する濃縮液タンク、１０１は真空雰囲気である濃縮液タンク１００と蒸発液タンク９７から各液体を大気圧下へ排出する排出ポンプ、１０２は排出ポンプ１０１から排出される各液体を貯蔵する貯蔵容器、１０３は原料バッファー９２から蒸発液タンク９７と濃縮液タンク１００までの流路を下流側から減圧し液体の移動と真空雰囲気の形成を行う真空ポンプ、２００は小型パソコンなどから構成され図中鎖線で囲んだシステム全体の制御を行う制御部、２０１は原料バッファー内の水位を計測する水位センサ、２０２は濃縮器１０の温度を計測する濃縮器温度センサ、２０３は濃縮された液体の水位を計測する濃縮液水位センサ、２０４は図中に二重線で示す濃縮液流路と濃縮液タンク１００の温度調節を行うために設けた温調用ヒーター、２０５は温調用ヒーター２０４により温度調整される濃縮液流路と濃縮液タンク１００の温度を計測する温調用温度センサである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
下側の調整バルブ９６の上に濃縮液が所定量溜まったことを液面センサ９７が検出すると、制御装置５０は上側の調整バルブ９６を閉じ、下側の調整バルブ９６を開く。これにより、下側の調整バルブ９６の上方に溜まった濃縮液は、濃縮液タンク１０１に排出される。下側の調整バルブ９６の上方に溜まった濃縮液が排出されたら、下側の調整バルブ９６を閉じ、上側の調整バルブ９６を開き、濃縮を継続する。これにより、濃縮液側へ蒸気が混入するのを防止または低減でき、濃縮率を安定化させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
上述した本実施例によれば、液体濃縮器１が可動部を有しておらず、液体濃縮中には液体濃縮器１の内部の部材が動かないスタティックな構造であるから、可動部に起因する故障等を防止でき、信頼性が向上する。また、蒸発空間内の真空圧と蒸発面の温度を自動的に調整できるので、濃縮対象液が、高温では変性する恐れのある物質等であっても、変性しないような温度条件で、濃縮が可能になる。さらに、上記実施例では、液体濃縮器１内の圧力と、循環温水の温度とを制御装置５０に入力して、圧力調整バルブ８６を制御するようにしているが、制御装置５０を省いて人手で圧力調整バルブ８６を調整するようにしてもよい。これは、濃縮対象液体が特定のものに定まっており、濃縮の条件が予めほぼ知られている場合に有効で、高価な制御装置が不要であるから、安価になる。