(57)【要約】【課題】洗浄を確実かつ効率よく行うことができるデカンタ型遠心分離機を提供すること。【解決手段】外側回転筒１をケーシング３内に配設するとともに、外側回転筒１のケーシング３に対する軸部にシール部材４を配設し、ケーシング３内部を貯液状態に維持できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入した原液を遠心分離する外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられたスクリューコンベアとを有するデカンタ型遠心分離機において、外側回転筒をケーシング内に配設するとともに、外側回転筒のケーシングに対する軸部にシール部材を配設し、ケーシング内部を貯液状態に維持できるようにしたことを特徴とするデカンタ型遠心分離機。
【請求項２】
シール部材に、中空部に圧力空気を供給することにより膨張し、供給した圧力空気の圧力がシール面圧として作用するシール部材を用いたことを特徴とする請求項１記載のデカンタ型遠心分離機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のデカンタ型遠心分離機を洗浄する際に、外側回転筒のケーシングに対する軸部をシール部材によって液密にシールするとともに、ケーシング内部を洗浄液で満たし、外側回転筒に対してスクリューコンベアを相対回転させることを特徴とするデカンタ型遠心分離機の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デカンタ型遠心分離機に関し、特に、医薬や食品等の製造ラインにおいてＣＩＰ洗浄（定置洗浄）やＳＩＰ洗浄（定置殺菌処理）を必要とする連続式のデカンタ型遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デカンタ型遠心分離機は、ケーシング内に配設され、高速回転する外側回転筒と、該外側円筒の内部に相対回転可能に配設されたスクリューコンベアとを備えている。
このデカンタ型遠心分離機は、スラリー等の供給液をスクリューコンベアの内部から外側回転筒内に供給し、該外側回転筒を高速回転すると、外側回転筒内で遠心力によって沈降分離された固形物は、外側回転筒と同軸上でわずかな回転差を有して回転するスクリューコンベアの羽根によって掻き寄せられる。
そして、固形物は、順次、外側回転筒先端のケーキ排出部の方向に進み、ケーキ排出部に至る斜面上で遠心力による脱液作用を受ける。
また、分離液は、遠心分離された状態で逆方向に戻り、可変インペラを介して分離液出口から回収される。
【０００３】
ところで、医薬や食品製造のプロセスでは、バッチ反応製造工程が多く見受けられる。
このバッチ反応製造工程の間に処理時間が空く場合は、製品の変質や腐敗のおそれがあるものに対しては、生産ラインの徹底した洗浄・滅菌の措置が採られる。
その生産ラインの中でも、連続式のデカンタ型遠心分離機は、固液分離を連続的かつ能率良く行うことができるため、広範囲に利用されている。
【０００４】
この連続式デカンタ型遠心分離機の遠心分離運転終了後の洗浄はＣＩＰ洗浄と称し、ケーシング内に取り付けられた洗浄ノズルや外側回転筒の効果により、ケーシング内面や外側回転筒の外面は比較的容易に洗浄が行える。
しかしながら、その機内洗浄においては、分解・開放洗浄が容易でないために、洗浄液を給液しながら、正転と逆転のインチング洗浄でＣＩＰ洗浄を行っているのが実状であり、この洗浄方法では、スクリューコンベアの胴内部や給液パイプ部に洗浄液の行き届かない死角が発生する。
給液パイプを二重パイプとし、その外管に洗浄ノズルを設けてスクリュー胴内部を洗浄しているが、それでも完全に洗浄液を行き届かせることは困難である。
さらに、機内洗浄で洗浄液を給液しながら正転・逆転のインチング洗浄を実施する際には、遠心力が働いているために、外側回転筒とスクリュー羽根のクリアランス部に残存するケーキの洗浄効果が悪く、また、このクリアランス部の隙間が小さいため、隙間に入り込んだ液やケーキの洗浄ができないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来のデカンタ型遠心分離機が有する問題点に鑑み、洗浄を確実かつ効率よく行うことができるデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のデカンタ型遠心分離機は、投入した原液を遠心分離する外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられたスクリューコンベアとを有するデカンタ型遠心分離機において、外側回転筒をケーシング内に配設するとともに、外側回転筒のケーシングに対する軸部にシール部材を配設し、ケーシング内部を貯液状態に維持できるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
この場合において、シール部材に、中空部に圧力空気を供給することにより膨張し、供給した圧力空気の圧力がシール面圧として作用するシール部材を用いることができる。
【０００８】
また、本発明のデカンタ型遠心分離機の洗浄方法は、上記のデカンタ型遠心分離機を洗浄する際に、外側回転筒のケーシングに対する軸部をシール部材によって液密にシールするとともに、ケーシング内部を洗浄液で満たし、外側回転筒に対してスクリューコンベアを相対回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法によれば、外側回転筒をケーシング内に配設するとともに、外側回転筒のケーシングに対する軸部にシール部材を配設し、ケーシング内部を貯液状態に維持できるようにし、デカンタ型遠心分離機を洗浄する際に、外側回転筒のケーシングに対する軸部をシール部材によって液密にシールするとともに、ケーシング内部を洗浄液で満たし、外側回転筒に対してスクリューコンベアを相対回転させることにより、洗浄液をスクリューコンベアの胴内部や外側回転筒とスクリュー羽根とのクリアランス部等の隅々まで行き渡らせて、洗浄液が到達しない死角をなくし、通常の洗浄では残存するようなケーキ等を完全に溶解、洗浄することができ、これにより、洗浄を確実かつ効率よく行うことができる。
【００１０】
また、シール部材に、中空部に圧力空気を供給することにより膨張し、供給した圧力空気の圧力がシール面圧として作用するシール部材を用いることにより、大径でかつ通常の遠心分離運転時に外側回転筒の高速回転による負荷がかかる外側回転筒のケーシングに対する軸部のシールを簡易かつ低廉に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図４に、本発明のデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法の一実施例を示す。
このデカンタ型遠心分離機は、投入した原液を遠心分離する外側回転筒１と、この外側回転筒１内に相対回転可能に設けられたスクリューコンベア２とを有している。
そして、このデカンタ型遠心分離機は、外側回転筒１をケーシング３内に配設するとともに、外側回転筒１のケーシング３に対する軸部にシール部材４を配設し、ケーシング３内部を貯液状態に維持できるようにしている。
【００１３】
外側回転筒１は、略裁頭円錐形の胴部を有し、先端側の大径プーリ５１を介してインバータモータ等の駆動源（図示省略）により高速で回転できるようにしている。
外側回転筒１のケーシング３に対する軸部には、遠心分離運転時に作用するラビリンスシール６と、このラビリンスシール６の外側に配設されたシール部材４とを備えている。
ラビリンスシール６は、主として外側回転筒１内のガスをシールするためのものであり、完全な液密性はないため、洗浄運転時は、シール部材４により軸部をシールする。
外側回転筒１の最大径となる部分には、外側回転筒１の洗浄液Ｗを排出するためのドレン口プラグ７が、外側回転筒１の直径方向に２個設けられている（１個は図示省略）。
【００１４】
外側回転筒１の基部には、沈降深さを変えることにより沈降分離部と脱液部との比を調節できる可変インペラ８が設けられており、遠心分離された分離液がこの可変インペラ８から導入され、給液パイプ９の外側に同心状に配設された分離液パイプ１０内を通って分離液出口１１から回収される。
一方、外側回転筒１の先端部には、排出孔１２ａを有するケーキ排出部１２が形成されるとともに、このケーキ排出部１２の周囲には、シュート３２ａを備えた排出部ケーシング３２がケーシング３の一部として、本体ケーシング３１と別に区画された状態で配設されている。
遠心分離された固形物は、図５に示すように、スクリューコンベア２によって送られながら、ケーキ排出部１２に至る斜面上で遠心力による脱液作用を受けた後、ケーキ排出部１２から排出され、スクリュー羽根２１に掻き出されてシュート３２ａから回収される。
【００１５】
スクリューコンベア２は、外側回転筒１の内部に同軸状に配設された略裁頭円錐形の中空の胴部を有し、先端側の小径プーリ５２を介してインバータモータ等の駆動源（図示省略）により、外側回転筒１と回転差を有して、高速で回転できるようにしている。
スクリューコンベア２には、スクリュー羽根２１が設けられており、このスクリュー羽根２１は、外側回転筒１との回転差によって、遠心分離した固形物を先端側に運び、ケーキ排出部１２から排出する。
また、スクリューコンベア２の軸心位置には給液パイプ９が配設されており、この給液パイプ９から供給された原液は、スクリューコンベア２の放出口２２を介して外側回転筒１の内部に供給される。
なお、本実施例では、スクリュー羽根２１と外側回転筒１のクリアランス部は隙間を大きくし、液や固形物の洗浄が十分にできるように配慮されている。
【００１６】
ケーシング３は、外側回転筒１の胴部を被覆する本体ケーシング３１と、外側回転筒１のケーキ排出部１２を被覆する排出部ケーシング３２とからなり、各々の上部には、洗浄ノズル１３とエア抜きパイプ１４とが設置されている。
本体ケーシング３１には洗浄液出口３１ａが、排出部ケーシング３２にはシュート３２ａがそれぞれ形成されており、これら洗浄液出口３１ａとシュート３２ａは各々液密に閉じることができる。
本体ケーシング３１と排出部ケーシング３２には、外側回転筒１が両者を貫通するように配設されており、外側回転筒１の軸部は、本体ケーシング３１の後部と排出部ケーシング３２の前部とにそれぞれ設けられている。
そして、この軸部は、前述のとおり、遠心分離運転時に作用するラビリンスシール６と、このラビリンスシール６の外側に配設されたシール部材４とを備えるようにしている。
【００１７】
シール部材４は、図４に示すように、ゴム状弾性体からなる環状のチューブ体からなり、軸受側の溝４１に配設されている。
このシール部材４は、中空部４２に圧力空気を供給することにより膨張し、溝４１から一部が突出して、供給した圧力空気の圧力がシール面圧として作用させることができるものである。
このシール部材４を作動させることにより、外側回転筒１は周囲から押圧され、回転できない状態に固定され、ラビリンスシール６を通過してきた洗浄液Ｗをこのシール部材４で止め、これにより、ケーシング３にはその上限まで洗浄液Ｗを貯留できるようになる。
これにより、大径でかつ通常の遠心分離運転時に外側回転筒１の高速回転による負荷がかかる外側回転筒１のケーシング３に対する軸部のシールを簡易かつ低廉に行うことができる。
また、図３に示すように、本実施例では、分離液出口１１付近にもシール部材４が配設されている。このシール部材４は、外側回転筒１から分離液パイプ１０に沿って流れる洗浄液Ｗの漏れを防止している。
なお、シール部材４には、このほか、大径でかつ通常の遠心分離運転時に外側回転筒１の高速回転による負荷がかかる外側回転筒１のケーシング３に対する軸部のシールを行うことができるメカニカルシール等の任意のシール部材を用いることができる。
【００１８】
次に、本実施例のデカンタ型遠心分離機の洗浄方法を説明する。
【００１９】
このデカンタ型遠心分離機の洗浄方法は、上記デカンタ型遠心分離機を洗浄する際に、外側回転筒１のケーシング３に対する軸部をシール部材４によって液密にシールし、ケーシング３内部を洗浄液Ｗで満たし、外側回転筒１に対してスクリューコンベア２を相対回転させる（本実施例においては、外側回転筒１を止めた状態でスクリューコンベア２を比較的低速で回転させる）ようにしたものである。
すなわち、遠心分離運転の終了後は、外側回転筒１の内部には勿論ケーキが付着残留しているが、ケーシング３内面、ケーキ排出部１２及び外側回転筒１の外面等にもケーキが付着している。
これらの付着残留しているケーキを完全洗浄するためには、通常の洗浄方法に加えて、外側回転筒１のケーシング３に対する軸部をシール部材４によって液密にシールするとともに、ケーシング３内部を洗浄液Ｗで満たし、外側回転筒１やスクリューコンベア２を洗浄液Ｗ中に浸漬し、この浸漬状態でケーキの洗浄を行うようにする。
【００２０】
次に、このデカンタ型遠心分離機の洗浄方法の実施例をさらに詳しく説明する。
遠心分離運転の終了後、外側回転筒１とスクリューコンベア２を遠心分離運転時の回転数の１／２程度の回転数とした後、洗浄液Ｗを洗浄ノズル１３と給液パイプ９から供給し、ケーシング３の内面と外側回転筒１の外面等の洗浄を実施する（図１及び図６参照）。
このとき、可変インペラ８の場合は、分離液出口１１の開閉を数回繰り返す。
分離液出口１１を閉にした場合は、外側回転筒１に洗浄液Ｗを貯め、この洗浄液Ｗをスクリューコンベア２によってケーキ排出部１２に送ることができるため、排出部ケーシング３２を洗浄液Ｗで満たしケーキ排出部１２を効果的に洗浄することができる（図７及び図８参照）。
【００２１】
洗浄終了後、機械を一旦停止させ、再度洗浄液Ｗを、外側回転筒１、スクリューコンベア２及びケーシング３内に供給しながら、外側回転筒１とスクリューコンベア２を正・逆転してインチングによる洗浄を数回繰り返した後、外側回転筒１とスクリューコンベア２の回転を停止させる。
【００２２】
外側回転筒１の２個のドレン口プラグ７を取り外し、再度、洗浄液Ｗを供給しながら外側回転筒１とスクリューコンベア２を正・逆転してインチングによる洗浄を数回繰り返した後、外側回転筒１とスクリューコンベア２の回転を停止させる。
【００２３】
外側回転筒１とスクリューコンベア２をケーシング３内で浸漬洗浄するために、外側回転筒１の両端及び分離液パイプ部の各シール部材４を作動させて、液密にシールする。その後、各洗浄ノズル１３と給液パイプ９から洗浄液Ｗを供給し、ケーシング３内部を洗浄液Ｗで満たす（図９参照）。
このとき、外側回転筒１は、シール部材４により液密にシールされるとともに固定され、また、外側回転筒１のドレン口は、上下方向に位置決めされ、外側回転筒１の内部にエア溜りがないようにされる。
【００２４】
外側回転筒１、スクリューコンベア２及びケーシング３の内部を洗浄液Ｗで満たした後、スクリューコンベア２のみの正・逆転運転を数回繰り返す。
スクリューコンベア２を正・逆転運転させることにより、外側回転筒１の内部に乱流を発生させ、外側回転筒１とスクリューコンベア２のクリアランス部に残存するケーキや外側回転筒１の内部に付着しているケーキを浸漬洗浄（溶解洗浄）する。
【００２５】
浸漬洗浄後、ケーシング３内の洗浄液Ｗを排出する。
ケーシング３内の洗浄液Ｗの排出後、３個のシール部材４を解除する。
【００２６】
外側回転筒１、スクリューコンベア２及びケーシング３内部の浸漬洗浄時の残液を完全に洗い流すために、ケーシング３の洗浄ノズル１３と給液パイプ９に洗浄液Ｗを再度供給しながら、外側回転筒１とスクリューコンベア２を正・逆転しインチングによる洗浄を１〜２回実施する。
そして、洗浄液Ｗの供給を止め、スクリューコンベア２と外側回転筒１内部の液切りをした後、外側回転筒１とスクリューコンベア２の回転を停止する。
【００２７】
さらに、蒸気滅薗を行う場合は、再度、シール部材４を作動させ、ケーシング３内を密閉状態とした後、各洗浄ノズル１３と給液パイプ９から蒸気を、外側回転筒１、スクリューコンベア２及びケーシング３内部に供給する。
なお、蒸気の供給量と供給時間は、規定に従うものとする。
【００２８】
蒸気滅菌の終了後、シール部材４を解除し、外側回転筒１内のドレン水を排出するために、外側回転筒１を低速で回転させる。
ドレン水の排出後、外側回転筒１端末の２個のドレン口プラグ７を取り付ける。
【００２９】
このように、本実施例のデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法は、外側回転筒１をケーシング３内に配設するとともに、外側回転筒１のケーシング３に対する軸部にシール部材４を配設し、ケーシング３内部を貯液状態に維持できるようにし、デカンタ型遠心分離機を洗浄する際に、外側回転筒１のケーシング３に対する軸部をシール部材４によって液密にシールするとともに、ケーシング３内部を洗浄液Ｗで満たし、外側回転筒１に対してスクリューコンベア２を相対回転させることにより、洗浄液Ｗをスクリューコンベア２の胴内部や外側回転筒１とスクリュー羽根２１とのクリアランス部等の隅々まで行き渡らせて、洗浄液Ｗが到達しない死角をなくし、通常の洗浄では残存するようなケーキ等を完全に溶解、洗浄することができ、これにより、洗浄を確実かつ効率よく行うことができる。
【００３０】
以上、本発明のデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のデカンタ型遠心分離機及びその洗浄方法は、通常の洗浄では残存するようなケーキ等を完全に溶解、洗浄して、洗浄を確実かつ効率よく行うことができることから、例えば、タンパク質を含む原液を遠心分離するようなデカンタ型遠心分離機等の医薬や食品等の製造ラインにおいて用いられるデカンタ型遠心分離機の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のデカンタ型遠心分離機の一実施例を示す断面図である。
【図２】同デカンタ型遠心分離機のケーシング前部を示す拡大断面図である。
【図３】同ケーシング後部を示す拡大断面図である。
【図４】シール部材を示し、（ａ）は膨張前の断面図、（ｂ）は膨張後の断面図である。
【図５】同デカンタ型遠心分離機の遠心分離運転を示す断面図である。
【図６】同デカンタ型遠心分離機の洗浄運転を示す第１工程の断面図である。
【図７】同デカンタ型遠心分離機の洗浄運転を示す第２工程の断面図である。
【図８】同デカンタ型遠心分離機の洗浄運転を示す第３工程の断面図である。
【図９】同デカンタ型遠心分離機の洗浄運転を示す第４工程の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    外側回転筒
２    スクリューコンベア
２１  スクリュー羽根
２２  放出口
３    ケーシング
３１  本体ケーシング
３１ａ  洗浄液出口
３２  排出部ケーシング
３２ａ  シュート
４    シール部材
４１  溝
４２  中空部
５１  大径プーリ
５２  小径プーリ
６    ラビリンスシール
７    ドレン口プラグ
８    可変インペラ
９    給液パイプ
１０  分離液パイプ
１１  分離液出口
１２  ケーキ排出部
１２ａ  排出孔
１３  洗浄ノズル
１４  エア抜きパイプ
Ｗ    洗浄液
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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