(57)【要約】【課題】液液抽出装置を小型化することができ、液液抽出装置の設置箇所が制約されることがないようにする。【解決手段】原料及び抽剤を供給するための入口、並びに抽出液及び抽残液を排出するための出口が形成された塔壁本体３１と、該塔壁本体３１内において、塔壁本体３１の内周面に近接させて配設され、前記原料と抽剤とを攪拌（かくはん）する攪拌体と、前記塔壁本体３１の外周面に軸方向に配設された補強材とを有する。この場合、塔壁本体３１の外周面に軸方向に補強材が配設されるので、風、地震等によって抽出塔２２が揺れるのを防止することができる。したがって、抽出塔２２を支持するための架構が不要になる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）原料及び抽剤を供給するための入口、並びに抽出液及び抽残液を排出するための出口が形成された塔壁本体と、
（ｂ）該塔壁本体内において、塔壁本体の内周面に近接させて配設され、前記原料と抽剤とを攪拌する攪拌体と、
（ｃ）前記塔壁本体の外周面に軸方向に配設された補強材とを有することを特徴とする液液抽出装置。
【請求項２】
（ａ）前記補強材は、前記塔壁本体の少なくとも一部を包囲する包囲体から成り、
（ｂ）前記塔壁本体及び包囲体によって二重壁構造が形成される請求項１に記載の液液抽出装置。
【請求項３】
前記塔壁本体と包囲体との間に断熱材が配設される請求項２に記載の液液抽出装置。
【請求項４】
前記補強材は、前記塔壁本体の径方向外方に向けて突出させて形成されたリブである請求項１に記載の液液抽出装置。
【請求項５】
前記補強材は、前記塔壁本体の外周面において上下方向に延びる支柱である請求項１に記載の液液抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液液抽出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、抽出装置のうちの液液抽出装置においては、原料（抽料）及び抽剤がいずれも液体の状態で抽出塔に供給され、該抽出塔内において原料中に含有される所定の成分（抽質）が他の成分から分離させられるようになっている。
【０００３】
図２は従来の液液抽出装置の概念図である。
【０００４】
図において、１１は架構、１２は該架構１１に取り付けられた抽出塔であり、該抽出塔１２に原料及び抽剤がいずれも液体の状態で供給される。前記抽剤は、原料と比重を異ならせて選択され、例えば、抽剤の比重が原料の比重より小さい場合、原料は重液とされて抽出塔１２の塔頂に、抽剤は軽液とされて抽出塔１２の塔底に供給される。そして、原料は、塔頂から塔底に向けて下方に移動し、抽剤は塔底から塔頂に向けて上方に移動し、その間に、原料中の前記所定の成分が抽剤に溶解させられる。
【０００５】
前記抽出塔１２内には、複数の図示されない多孔板を備えたプレートスタック１４が塔頂から懸架させられ、モータ１５を駆動することによって前記プレートスタック１４を上下方向（矢印Ａ方向）に移動させると、例えば、前記抽出塔１２内において前記抽剤は原料中に液滴となって分布させられ、原料と抽剤との界面が活性化される。
【０００６】
そして、前記所定の成分が溶解させられた抽剤は、塔頂から抽出液として排出され、原料の残りの成分は、塔底から抽残液として排出される。
【０００７】
ところで、前記プレートスタック１４を上下方向に移動させたときに、プレートスタック１４と抽出塔１２の塔壁１３とが接触しないように、プレートスタック１４の外周面と塔壁１３の内周面との間に所定の間隙（げき）が形成される。該間隙が大きいと、プレートスタック１４をバイパスして間隙を通過する原料及び抽剤が多くなり、抽出効率が低くなってしまう。そこで、プレートスタック１４と塔壁１３とが接触することがなく、抽出効率が低くなるのを抑制することができるように、通常、前記間隙は１０〜１５〔ｍｍ〕に設定される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２１９３０２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の液液抽出装置においては、風、地震等によって抽出塔１２が揺れると、プレートスタック１４が矢印Ｂ方向に揺れ、プレートスタック１４と塔壁１３とが接触してしまう。そこで、抽出塔１２が揺れるのを抑制するために、塔底の所定の箇所にブラケット１６を取り付け、該ブラケット１６を介して抽出塔１２を架構１１に固定するとともに、架構１１に揺れ止め用の固定部１７を形成し、該固定部１７を介して、塔壁１３の上方の所定の箇所を架構１１に固定するようにしている。
【００１０】
このように、抽出塔１２を架構１１によって支持する必要があるので、液液抽出装置が大型化してしまうだけでなく、液液抽出装置の設置箇所が制約されてしまう。
【００１１】
本発明は、前記従来の液液抽出装置の問題点を解決して、小型化することができ、設置箇所が制約されることがない液液抽出装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の液液抽出装置においては、原料及び抽剤を供給するための入口、並びに抽出液及び抽残液を排出するための出口が形成された塔壁本体と、該塔壁本体内において、塔壁本体の内周面に近接させて配設され、前記原料と抽剤とを攪拌（かくはん）する攪拌体と、前記塔壁本体の外周面に軸方向に配設された補強材とを有する。
【００１３】
本発明の他の液液抽出装置においては、さらに、前記補強材は、前記塔壁本体の少なくとも一部を包囲する包囲体から成る。そして、前記塔壁本体及び包囲体によって二重壁構造が形成される。
【００１４】
本発明の更に他の液液抽出装置においては、さらに、前記塔壁本体と包囲体との間に断熱材が配設される。
【００１５】
本発明の更に他の液液抽出装置においては、さらに、前記補強材は、前記塔壁本体の径方向外方に向けて突出させて形成されたリブである。
【００１６】
本発明の更に他の液液抽出装置においては、さらに、前記補強材は、前記塔壁本体の外周面において上下方向に延びる支柱である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における液液抽出装置の概念図、図３は本発明の第１の実施の形態における液液抽出装置の斜視図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるプレートスタックの詳細図である。
【００１９】
図において、２１は床、２２は該床２１上にベースプレート２３及び支持機構２４を介して自立式に設置された抽出塔であり、該抽出塔２２は、高さ方向における中央に、所定の距離にわたって延在させて形成された胴部２５、該胴部２５より上方の塔頂の近傍に形成された第１の集液部２６、及び前記胴部２５より下方の塔底の近傍に形成された第２の集液部２７を備える。また、２８は円筒形の形状を有する塔壁構造体であり、該塔壁構造体２８は、塔壁本体３１、及び該塔壁本体３１の外周面に沿って軸方向に配設され、かつ、塔壁本体３１の少なくとも一部を覆う包囲体３２を備える。そして、塔壁本体３１と包囲体３２とは、いずれも円筒形の形状を有し、同心状に形成され、塔壁本体３１と包囲体３２との間に環状の密閉された空間３０が形成される。すなわち、塔壁本体３１及び包囲体３２によって二重壁構造が形成される。
【００２０】
本実施の形態においては、塔壁構造体２８が円筒形の形状を有し、プレートスタック１４が円柱状の形状を有するようになっているが、塔壁構造体２８及びプレートスタック１４が他の形状を有するようにすることもできる。
【００２１】
そして、前記塔壁本体３１は、前記胴部２５に位置し、所定の径を有する小径部３３、前記第１の集液部２６に位置し、前記小径部３３の上端から斜め上方に延び、上方ほど径が大きくされるテーパ部３４、前記第１の集液部２６に位置し、前記テーパ部３４の上端から上方に延び、前記小径部３３より大きい径を有する大径部３５、前記第２の集液部２７に位置し、前記小径部３３の下端から斜め下方に延び、下方ほど径が大きくされるテーパ部３６、及び前記第２の集液部２７に位置し、前記テーパ部３６の下端から下方に延び、前記小径部３３より大きい径を有する大径部３７を有する。また、前記包囲体３２は、前記大径部３５、３７と同じ径を有し、包囲体３２の上端及び下端において塔壁本体３１に固定される。そのために、包囲体３２の上端が、テーパ部３４と大径部３５との境界部分に、包囲体３２の下端が、テーパ部３６と大径部３７との境界部分に溶接される。
【００２２】
そして、前記抽出塔２２の塔頂の近傍、本実施の形態においては、テーパ部３４の上端部及び大径部３５の上端部に、それぞれ第１の入口４１及び第１の出口４３が形成され、抽出塔２２の塔底の近傍、本実施の形態においては、小径部３３の下端部、及び大径部３７の上端部に、それぞれ第２の入口４２及び第２の出口４４が形成される。
【００２３】
ところで、液液抽出装置において、原料及び抽剤は、いずれも、図示されない原料タンク及び抽剤タンクからポンプによって吸引され、各水槽内において所定の温度に調整された後、液体の状態で抽出塔２２に供給され、抽出塔２２内において、原料の所定の成分が抽剤に溶解させられて抽出されるようになっている。
【００２４】
そのために、抽剤は、原料と比重を異ならせて選択され、本実施の形態においては、抽剤の比重が原料の比重より小さく、原料は重液とされて第１の入口４１に、抽剤は軽液とされて第２の入口４２に供給される。そして、抽出塔２２内において、原料は、塔頂から塔底に向けて下方に移動し、抽剤は塔底から塔頂に向けて上方に移動し、その間に、原料中の前記所定の成分が抽剤に溶解させられる。このようにして、原料中の所定の成分を抽出することができる。
【００２５】
そして、該所定の成分が溶解させられた抽剤は、第１の出口４３から抽出液として排出され、図示されない抽出液タンクに収容され、原料の残りの成分は、第２の出口４４から抽残液として排出され、図示されない抽残液タンクに収容される。
【００２６】
このように、抽剤の比重が原料の比重より小さい場合、第１の入口４１は原料入口として、第２の入口４２は抽剤入口として、第１の出口４３は抽出液出口として、第２の出口４４は抽残液出口として機能する。
【００２７】
なお、抽剤の比重が原料の比重より大きい場合、原料は軽液とされて第２の入口４１に、抽剤は重液とされて第１の入口４１に供給される。そして、抽出塔２２内において、原料は、塔底から塔頂に向けて上方に移動し、抽剤は塔頂から塔底に向けて下方に移動し、その間に、原料中の前記所定の成分が抽剤に溶解させられる。
【００２８】
そして、前記所定の成分が溶解させられた抽剤は、第２の出口４４から抽出液として排出され、抽出液タンクに収容され、原料の残りの成分は、第１の出口４３から抽残液として排出され、抽残液タンクに収容される。
【００２９】
このように、抽剤の比重が原料の比重より大きい場合、第１の入口４１は抽剤入口として、第２の入口４２は原料入口として、第１の出口４３は抽残液出口として、第２の出口４４は抽出液出口として機能する。
【００３０】
なお、抽出塔２２、支持機構２４、原料タンク、抽剤タンク、抽出液タンク、抽残液タンク等によって液液抽出装置が構成される。
【００３１】
ところで、前記塔壁本体３１内には、塔壁本体３１の内周面に近接させて、攪拌体としての円柱状の形状を有するプレートスタック１４が塔頂から懸架され、上下方向に移動自在に配設される。そして、駆動部としてのモータ１５を駆動することによって、前記プレートスタック１４を所定のストロークで上下方向に移動させると、前記抽出塔２２内において原料と抽剤とが攪拌され、例えば、前記抽剤は原料中に液滴となって分布させられ、原料と抽剤との界面が活性化される。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、プレートスタック１４は上下方向に移動させられて原料及び抽剤を攪拌するようになっているが、塔壁本体３１内において攪拌体を回転自在に配設して、攪拌体を回転させることによって原料及び抽剤を攪拌することもできる。また、本実施の形態においては、抽剤が原料中に液滴となって分布させられ、抽剤によって分散相が、原料によって連続相が形成されるようになっているが、抽剤及び原料に含まれる各成分によって、原料を抽剤中に液滴として分布させ、原料によって分散相を、抽剤によって連続相を形成することもできる。
【００３３】
そのために、前記プレートスタック１４は、最も上端及び最も下端に配設され、網状の形状を有する第１、第２のスパイダープレート５１、５２、該第１、第２のスパイダープレート５１、５２間に配設され、円形の形状を有する複数（例えば、１５〜６０枚）の多孔板４５、並びに第１のスパイダープレート５１と最も上の多孔板４５との間、第２のスパイダープレート５２と最も下の多孔板４５との間、及び所定の枚数（本実施の形態においては、５枚）の多孔板４５ごとに環状のバッフルプレート４７を備える。
【００３４】
前記各多孔板４５には多数の穴が形成され、多孔板４５の開口率が５０〜６０〔％〕にされる。また、各多孔板４５は、炭素鋼、高合金鋼、ステンレス等の金属材料から成り、原料、抽剤等の性状に対応させて適正な材質のものが選択される。なお、前記各バッフルプレート４７の外径は、前記各多孔板４５の外径より大きくされる。
【００３５】
前記各多孔板４５は、中央に配設された筒状のスペーサｓｐ１、及び多孔板４５の円周方向における複数箇所に等ピッチで配設された複数の筒状のスペーサｓｐ２によって、所定の距離を置いて積層され、前記各多孔板４５及びバッフルプレート４７内を貫通して延びるタイロッド５３によって連結され、ユニット化される。各多孔板４５とバッフルプレート４７との間、最も下のバッフルプレート４７と第２のスパイダープレート５２との間、最も下の多孔板４５と第２のスパイダープレート５２との間等にも、スペーサｓｐ３〜ｓｐ５が配設される。なお、前記スペーサｓｐ１、ｓｐ２の長さは等しくされ、各スペーサｓｐ１〜ｓｐ５の長さを変更することによって、プレートスタック１４の各種の使用条件に対応させることができる。また、各バッフルプレート４７は、数枚おきに、他のものよりわずかに径が大きく、フッ素樹脂製のものが挿入される。必要に応じて所定の箇所にスパイダープレートを挿入することもできる。
【００３６】
前記プレートスタック１４の中央には、前記スペーサｓｐ１を貫通してシャフト４８が配設される。該シャフト４８は、下端において前記第２のスパイダープレート５２に固定され、上方に延び、上端において駆動機構５５と連結される。
【００３７】
該駆動機構５５は、モータ１５を駆動することによって発生させられた回転の回転運動を往復運動に変換する運動方向変換部として機能し、偏心軸、コネクティングロッド、調心軸受等を備える。
【００３８】
前記モータ１５を駆動すると、駆動機構５５は回転運動を往復運動に変換し、プレートスタック１４を上下方向に移動させる。これに伴って、各多孔板４５の各穴内を原料及び抽剤が通過し、抽剤の液滴を細かくする。また、各バッフルプレート４７は、小径部３３の内周面と各多孔板４５の外周縁との間を抜けようとする原料及び抽剤を中央側に偏向させて流し、原料と抽剤とを攪拌する。
【００３９】
ところで、本実施の形態においては、塔頂から抽出液が排出され、塔底から抽残液が排出されるようになっているが、抽出塔２２内においてプレートスタック１４が上下方向に移動させられるのに伴って塔頂の近傍で抽出液の流れが乱れることがあり、その場合、抽出液に原料、抽剤等が混入して抽出効率が低下してしまう。また、抽出塔２２内において塔底の近傍で原料と抽剤との界面が形成されるが、該界面で泡層が形成されると、液液抽出装置を連続運転することができなくなってしまう。そこで、前述されたように、塔壁本体３１は、前記第１、第２の集液部２６、２７において断面積が拡大された形状を有するようになっていて、前記第１の集液部２６において塔壁本体３１内が静置ゾーンとして機能し、塔頂の近傍で抽出液の流れが乱れるのを防止し、第２の集液部２７において塔壁本体３１内が分散ゾーンとして機能し、界面で泡層が形成されるのを防止する。
【００４０】
また、前記プレートスタック１４を上下方向に移動させたときに、プレートスタック１４と塔壁本体３１とが接触しないように、プレートスタック１４の外周面を構成するバッフルプレート４７、特に、各バッフルプレート４７のうちの径の大きいものの外周縁と、塔壁本体３１の内周面との間に所定の間隙が形成される。該間隙が大きいと、プレートスタック１４をバイパスして間隙を通過する原料及び抽剤が多くなり、抽出効率が低くなってしまう。そこで、プレートスタック１４と塔壁本体３１とが接触することがなく、抽出効率が低くなるのを抑制することができるように、通常、前記間隙は１０〜１５〔ｍｍ〕に設定される。
【００４１】
ところが、風、地震等によって抽出塔２２が揺れると、プレートスタック１４が揺れ、プレートスタック１４と塔壁本体３１とが接触してしまう。そこで、本実施の形態においては、前述されたように、前記包囲体３２によって塔壁本体３１の少なくとも一部が覆われ、包囲体３２の上端及び下端が塔壁本体３１に固定されるようになっている。したがって、包囲体３２が塔壁本体３１の補強材として機能するので、風、地震等によって抽出塔２２が揺れるのを防止することができる。その結果、プレートスタック１４の外周面と塔壁本体３１の内周面との間隙を大きくする必要がないので、プレートスタック１４をバイパスして間隙を通過する原料及び抽剤を少なくすることができ、液液抽出装置における抽出効率を高くすることができる。
【００４２】
また、前記プレートスタック１４を上下方向に移動させたときに、プレートスタック１４と塔壁本体３１とが接触しないので、液液抽出装置の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
そして、抽出塔２２を支持するための架構が不要になるので、液液抽出装置を小型化することができるだけでなく、液液抽出装置の設置箇所が制約されることがなくなる。
【００４４】
さらに、塔壁本体３１は、第１、第２の集液部２６、２７においてテーパ部３４、３６を備え、上方ほど、また、下方ほど径が大きくされるので、塔壁本体３１及び包囲体３２によって容易に二重壁構造を形成することができるだけでなく、包囲体３２の構造を簡素化することができる。したがって、液液抽出装置のコストを低くすることができる。
【００４５】
さらに、前記塔壁本体３１及び包囲体３２によって形成される空間３０が閉鎖されるので、空間３０によって断熱効果を持たせることができる。したがって、小径部３３を介した熱の移動が抑制され、抽出塔２２内の温度が変化するのを防止することができるので、抽出効率を高くすることができる。
【００４６】
なお、前記空間３０内に断熱材を充填（てん）して配設することもできる。その場合、空間３０によって断熱効果を一層持たせることができるので、抽出効率を一層高くすることができる。また、包囲体３２自体を断熱材料によって形成したり、包囲体３２の内周面に断熱材料を内貼（ば）りしたりすることもできる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４８】
図５は本発明の第２の実施の形態における液液抽出装置の概念図、図６は図５のＸ−Ｘ断面図である。
【００４９】
この場合、塔壁本体３１の径方向外方に向けて突出させてリブ６１が形成される。該リブ６１は、塔壁本体３１の外周面に沿って軸方向に延び、補強材として機能し、風、地震等によって抽出塔２２が揺れるのを防止する。
【００５０】
なお、前記リブ６１は、塔壁本体３１の径方向における大径部３５、３７より内方の部分、すなわち、小径部３３及びテーパ部３４、３６に沿って、また、円周方向において複数箇所、本実施の形態においては、４箇所に配設される。
【００５１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００５２】
図７は本発明の第３の実施の形態における液液抽出装置の概念図である。
【００５３】
図において、６３は、抽出塔２２の円周方向における複数箇所、例えば、４〜８箇所に配設され、塔壁本体３１の外周面において軸方向に延び、上端が大径部３５に、下端が大径部３７に溶接によって固定された支柱、６４は、支柱６３の軸方向における複数箇所、例えば、３箇所において、支柱６３と小径部３３との間に配設された付勢部材としてのスプリングである。
【００５４】
この場合、支柱６３及びスプリング６４は補強材として機能し、風、地震等によって抽出塔２２が揺れるのを防止する。
【００５５】
前記各実施の形態の液液抽出装置は、異性体を分離したり、製品中に含有される不純物を除去したり、中間製品を分離精製したり、水溶液を脱水精製したり、溶液中の主成分を抽出したり、溶剤を回収したり、廃水から溶剤を抽出したり、廃水・プロセス流体からフェノールを回収したり、水溶液から酢酸を回収したり、処理液中の有機物質又は無機物質を除去したりするために使用される。
【００５６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、液液抽出装置においては、原料及び抽剤を供給するための入口、並びに抽出液及び抽残液を排出するための出口が形成された塔壁本体と、該塔壁本体内において、塔壁本体の内周面に近接させて配設され、前記原料と抽剤とを攪拌する攪拌体と、前記塔壁本体の外周面に軸方向に配設された補強材とを有する。
【００５８】
この場合、塔壁本体の外周面に軸方向に補強材が配設されるので、風、地震等によって抽出塔が揺れるのを防止することができる。したがって、攪拌体の外周面と塔壁本体の内周面との間隙を大きくする必要がないので、攪拌体をバイパスして間隙を通過する原料及び抽剤を少なくすることができ、液液抽出装置における抽出効率を高くすることができる。
【００５９】
また、抽出塔を支持するための架構が不要になるので、液液抽出装置を小型化することができるだけでなく、液液抽出装置の設置箇所が制約されることがなくなる。
【００６０】
本発明の他の液液抽出装置においては、さらに、前記補強材は、前記塔壁本体の少なくとも一部を包囲する包囲体から成る。そして、前記塔壁本体及び包囲体によって二重壁構造が形成される。
【００６１】
この場合、塔壁本体と包囲体との間に形成された空間によって断熱効果を持たせることができる。したがって、塔壁本体を介した熱の移動が抑制され、抽出塔内の温度が変化するのを防止することができるので、抽出効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における液液抽出装置の概念図である。
【図２】従来の液液抽出装置の概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における液液抽出装置の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるプレートスタックの詳細図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における液液抽出装置の概念図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における液液抽出装置の概念図である。
【符号の説明】
１４    プレートスタック
２２    抽出塔
２４    支持機構
３１    塔壁本体
３２    包囲体
４１、４２    第１、第２の入口
４３、４４    第１、第２の出口
６１    リブ
６３    支柱
６４    スプリング
【図１】
2004243203.tif 000003
【図２】
2004243203.tif 000004
【図３】
2004243203.tif 000005
【図４】
2004243203.tif 000006
【図５】
2004243203.tif 000007
【図６】
2004243203.tif 000008
【図７】
2004243203.tif 000009