(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度スラリーを内部に保有可能であり、かつ下面が開放可能な耐圧ベッセル（１２）と、該耐圧ベッセルの下面を液密に塞ぎ、かつ上下面を連通する濾過部を有する濾過板（１４）と、該濾過板の上面から間隔を隔てた上下動が可能な攪拌羽根（１６ａ）を有する攪拌装置（１６）と、濾過板を耐圧ベッセルの下面より下方に移動しかつその中心軸を中心に高速回転させる濾過板移動回転装置（１８）とを備える、ことを特徴とする高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
【請求項２】
前記ベッセル（１２）と濾過板（１４）の下面を液密に覆い、かつ互いに交換可能な濾液シュート（２０）とケーキシュート（２２）とを備え、該濾液シュート（２０）は濾液を排出し、ケーキシュート（２２）はケーキを排出するようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置。
【請求項３】
（Ａ）耐圧ベッセル（１２）の下面を濾過板（１４）で液密に塞ぎ、濾過板の上面から間隔を隔てた攪拌羽根（１６ａ）を回転させながら、高濃度スラリーを濾過板で濾過し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラリーを乾燥させ、（Ｃ）濾過板を耐圧ベッセルの下面より下方に移動しかつその中心軸を中心に高速回転させて遠心力によりケーキを排出する、ことを特徴とする高濃度スラリーの濾過・乾燥方法。
【請求項４】
前記ベッセル（１２）と濾過板（１４）の下面を、濾液シュート（２０）で液密に覆って濾液を排出し、次いで濾過後の高濃度スラリーを乾燥させ、更に前記下面を、濾液シュート（２０）と互いに交換可能なケーキシュート（２２）に交換してケーキを排出する、ことを特徴とする請求項３に記載の高濃度スラリーの濾過・乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度スラリーの濾過・乾燥装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のリーフフィルターの模式図である。リーフフィルターとは、表面に濾過面を有する円板状の濾葉１（リーフ又はフィルターディスクと呼ぶ）を用い、タンク内を原液で満たして濾葉１の表面に原液中の固形物をプリコートし、このプリコート層２により、原液３を固形物４（ケーキ）と濾液５とに分離する固液分離装置である。かかるリーフフィルターは、薬品や化学物質の分離に従来から広く用いられている。しかし、リーフフィルターは比較的低濃度の固形分を含むスラリー（低濃度スラリー）を大量に処理するのには適しているが、固形分を４０Ｖｏｌ％以上含む高濃度スラリーを少量（１ｍ3程度）処理する場合には、濾過面に対してフィルター内のデッドスペースが多くなり、全量濾過が難しく、残液が多い欠点がある。
【０００３】
このため、従来、固形分を４０Ｖｏｌ％以上含む高濃度スラリーを少量（１ｍ3程度）処理するような場合には、図５、図６に示すような濾過・乾燥装置が用いられている。
【０００４】
図５の装置は、ヌッチェ又はローゼンモンド型単板濾板フィルターであり、水平な濾過板６、ケーキ攪拌装置７、ケーキ排出装置８を備えている。この装置は、（Ａ）に示すように、スラリー供給後、スクレーパ７ａを回転してスラリーを混合しながら濾過板６を通して全液を濾過した後、（Ｂ）ジャケットを熱媒で加熱しながら、スクレーパ７ａの上下動及び回転させて、ケーキを攪拌しながら乾燥させ、更に、ケーキ排出装置８を開いてスクレーパ７ａの回転によりケーキを排出するようになっている。
【０００５】
一方、図６の装置は、多室型キャンドルフィルタエレメント（特許第２５２４００４号、特開平６−３１２１０８号）である。この装置は、ベッセル１３内に格納された異なる高さの少なくとも２つの室（９ａ，９ｂ）が上下に配置されており、各室（９ａ，９ｂ）に濾液導出管（１０ａ，１０ｂ）が配属されたものである。各室（９ａ，９ｂ）は濾材（１１）で囲まれており、高濃度スラリーの液量が少なく上部の室（９ｂ）が液面から露出する場合でも、液面下にある室（９ａ）から濾過ができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した図５の装置（ヌッチェ又はローゼンモンド型単板濾板フィルター）では、スクレーパ７ａ（掻取羽根）と濾過板６の間に約５〜１０ｍｍ程度の隙間（クリアランス）が不可欠であり、その分のケーキの排出が不可能となる問題点があった。そのため、原液（少量高濃度スラリー）が薬品や食品の場合には、生産上の歩留まりが悪くなる問題があった。
また、図６の装置（多室型キャンドルフィルタエレメント）では、２段又は多段の濾過・濃縮が可能だが、乾燥工程は不十分であり水分値が図５の装置に比べて高く、かつ乾燥したケーキの排出が困難である問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した種々の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較的少量（例えば１ｍ3程度）の高濃度スラリーを、効率よく濾過・乾燥することができ、かつ乾燥後のケーキの全量を確実に排出でき、更に内部の分解清掃が容易である濾過・乾燥装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、高濃度スラリーを内部に保有可能であり、かつ下面が開放可能な耐圧ベッセル（１２）と、該耐圧ベッセルの下面を液密に塞ぎ、かつ上下面を連通する濾過部を有する濾過板（１４）と、該濾過板の上面から間隔を隔てた上下動が可能な攪拌羽根（１６ａ）を有する攪拌装置（１６）と、濾過板を耐圧ベッセルの下面より下方に移動しかつその中心軸を中心に高速回転させる濾過板移動回転装置（１８）とを備える、ことを特徴とする高濃度スラリーの濾過・乾燥装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、（Ａ）耐圧ベッセル（１２）の下面を濾過板（１４）で液密に塞ぎ、濾過板の上面から間隔を隔てた攪拌羽根（１６ａ）を回転させながら、高濃度スラリーを濾過板で濾過し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラリーを乾燥させ、（Ｃ）濾過板を耐圧ベッセルの下面より下方に移動しかつその中心軸を中心に高速回転させて遠心力によりケーキを排出する、ことを特徴とする高濃度スラリーの濾過・乾燥方法が提供される。
【００１０】
上記本発明の装置及び方法によれば、耐圧ベッセル（１２）、濾過板（１４）、及び攪拌装置（１６）により、（Ａ）耐圧ベッセル（１２）の下面を濾過板（１４）で液密に塞ぎ、濾過板の上面から間隔を隔てた攪拌羽根（１６ａ）を回転させながら、高濃度スラリーを濾過板で濾過し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラリーを乾燥させることができる。
【００１１】
従って、従来のヌッチェ又はローゼンモンド型単板濾板フィルターと同様に、スラリー供給後、スクレーパを回転してスラリーを混合しながら濾過板を通して全液を濾過し、その後、ジャケット等を熱媒で加熱しながら、攪拌羽根（１６ａ）の上下動及び回転させて、ケーキを攪拌しながら乾燥させることができ、比較的少量（例えば１ｍ３程度）の高濃度スラリーを、効率よく濾過・乾燥することができる。
【００１２】
また、本発明の装置及び方法によれば、濾過板移動回転装置（１８）により、（Ｃ）濾過板（１４）を耐圧ベッセルの下面より下方に移動し、かつその中心軸を中心に高速回転させることにより、乾燥後のケーキの全量を遠心力により確実に排出することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ベッセル（１２）と濾過板（１４）の下面を液密に覆い、かつ互いに交換可能な濾液シュート（２０）とケーキシュート（２２）とを備え、該濾液シュート（２０）は濾液を排出し、ケーキシュート（２２）はケーキを排出するようになっている。
また、前記ベッセル（１２）と濾過板（１４）の下面を、濾液シュート（２０）で液密に覆って濾液を排出し、次いで濾過後の高濃度スラリーを乾燥させ、更に前記下面を、濾液シュート（２０）と互いに交換可能なケーキシュート（２２）に交換してケーキを排出する、ことが好ましい。
【００１４】
この装置及び方法によれば、互いに交換可能な濾液シュート（２０）とケーキシュート（２２）を備えるので、これらを交換することにより濾液とケーキを別々に排出することができる。また、ベッセル（１２）の下部が容易に交換できるので、ケーキ排出後にベッセルの内部及び濾過板（１４）の上面へのアクセスが容易にでき、内部の分解清掃が容易にできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置の使用状態を示す図であり、図２は、使用状態を示す別の図である。図１及び図２に示すように、本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置は、ベッセル１２、濾過板１４、攪拌装置１６及び濾過板移動回転装置１８を備える。
【００１７】
ベッセル１２は、高濃度スラリーを内部に保有可能な耐圧容器であり、その下面に水平な開口を有する。この発明における高濃度スラリーとは、固形分を４０Ｖｏｌ％以上含むスラリー、例えば医薬品の中間体、食品、ファインケミカル、バイオケミカル、農薬中間体、染料・顔料、等である。ベッセル１２は、図示しないガス供給管を備え、加圧ガス（例えば不活性ガス）を内部に供給して、高濃度スラリーを加圧できるようになっている。また、ベッセルの外周部にはジャケット１２ａが設けられ、その内部に加熱媒体（例えば高温蒸気）を供給して、ベッセル内を加熱するようになっている。
【００１８】
この例では、円板状の濾過板１４は、その外周部に図示しないシールを有し、耐圧ベッセル１２の下面を液密に塞ぐようになっている。また、この濾過板１４の少なくとも一部には上下面を連通する濾過部（例えば貫通孔）が設けられ、この濾過部により高濃度スラリー中の液体を濾液として下方に透過させ、固形分をケーキとしてその上に残すようになっている。
【００１９】
攪拌装置１６は、濾過板１４の上面から間隔（例えば５〜１０ｍｍ）を隔てて回転する攪拌羽根１６ａを有する。また、この攪拌装置１６は、回転の他に上下動もできるように構成されている。更に、この例では、攪拌装置１６は、濾過板移動回転装置１８と係合可能な係合部１６ｂを備えている。
【００２０】
濾過板移動回転装置１８は、この例では、攪拌装置１６の係合部１６ｂと係合可能な係合部１８ａと、係合部１８ａの下方に連結され、下端が濾過板１４の中心に固定された回転軸１８ｂとを有する。係合部１６ｂと１８ａは、例えば、摩擦又はスプライン結合により、係合時に回転力を伝達でき、かつ上下方向に容易に分離可能に構成されている。この構成により、係合部１６ｂと１８ａを係合させたまま、攪拌装置１６を下降させることにより、濾過板１４を耐圧ベッセル１２の下面より下方に移動することができる。また、その状態で攪拌装置１６を２００〜３００ｒｐｍ程度の高速で高速回転させることができる。
【００２１】
なお、本発明は上述した構成の濾過板移動回転装置１８に限定されず、攪拌装置１６とは独立して濾過板１４を耐圧ベッセルの下面より下方に移動し、かつその中心軸を中心に高速回転させてもよい。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の濾過・乾燥装置は、更に、濾液シュート２０とケーキシュート２２を備えている。この濾液シュート２０とケーキシュート２２は、それぞれ単独にベッセル１２と濾過板１４の下面を液密に覆うことができる。また、これらは互いに短時間に容易に交換可能できるように、ベッセル１２の下部に設置されている。この交換手段としては、例えば両者を鉛直軸のまわりに回転可能に取付け、鉛直軸の回転により両者の位置を交換するように構成する。
図１に示すように、濾液シュート２０は濾過板１４を透過した濾液を排出するようになっている。また、図２に示すように、ケーキシュート２２は、濾過板移動回転装置１８により遠心力で分離したケーキ４を外部に排出するようになっている。
【００２３】
上述した高濃度スラリーの濾過・乾燥装置は、以下のように使用する。
図１（Ａ）に示すように、耐圧ベッセル１２の下面を濾過板１４で液密に塞ぎ、濾過板１４の上面から間隔を隔てた攪拌羽根１６ａを回転させながら、高濃度スラリーを濾過板１４で濾過する。この濾液は、濾液シュート２０を介して外部に排出する。
次いで、ジャケット１２ａ等を熱媒で加熱しながら、攪拌装置１６の上下動及び回転させて、ケーキを攪拌しながら乾燥させる。
【００２４】
次に、図１（Ｂ）に示すように、攪拌装置１６を上昇させて、攪拌装置の係合部１６ｂと濾過板移動回転装置１８の係合部１８ａを係合させて、濾過板１４の位置を保持したまま、濾液シュート２０を外し、図２（Ａ）に示すように、ケーキシュート２２に交換する。
【００２５】
次いで、攪拌装置の係合部１６ｂと濾過板移動回転装置１８の係合部１８ａを係合させたまま攪拌装置を下降させて、図２（Ｂ）に示すように、濾過板１４を耐圧ベッセルの下面より下方に移動し、かつその中心軸を中心に２００〜３００ｒｐｍ程度の高速回転をさせる。この回転による遠心力によりケーキ４は濾過板１４を滑って外方に移動され、ケーキシュート２２を介して外部に排出される。
【００２６】
最後に、その状態でケーキシュート２２を取り外し、ベッセルの内部及び濾過板１４を清掃した後、濾液シュート２０に交換して、１回の濾過・乾燥工程が完了する。
【００２７】
上述した本発明の装置及び方法によれば、耐圧ベッセル１２、濾過板１４、及び攪拌装置１６により、（Ａ）耐圧ベッセル１２の下面を濾過板１４で液密に塞ぎ、濾過板の上面から間隔を隔てた攪拌羽根１６ａを回転させながら、高濃度スラリーを濾過板で濾過し、（Ｂ）濾過後の高濃度スラリーを乾燥させることができる。
【００２８】
従って、従来のヌッチェ又はローゼンモンド型単板濾板フィルターと同様に、スラリー供給後、攪拌羽根１６ａを回転してスラリーを混合しながら濾過板を通して全液を濾過し、その後、ジャケット等を熱媒で加熱しながら、スクレーパの上下動及び回転させて、ケーキを攪拌しながら乾燥させることができ、比較的少量（例えば１ｍ3程度）の高濃度スラリーを、効率よく濾過・乾燥することができる。
【００２９】
また、本発明の装置及び方法によれば、濾過板移動回転装置１８により、濾過板１４を耐圧ベッセルの下面より下方に移動し、かつその中心軸を中心に高速回転させることにより、乾燥後のケーキの全量を遠心力により確実に排出することができる。
さらに、本発明の装置および方法では、濾過板１４を回転することにより固形分全体に物理的ショック（遠心力）を与えて、固形の排出を行ったが、別方法として、図３のように、固形排出時に濾過板１４を二つ折れにする方法もある。別法では、固形排出時に濾過板１４を二つに折ることで、固形にショックを与えて下部に落下させることで、固形の排出を行っている。
このように、固形排出時に濾過板１４に機械的に動きを与えることで、確実な排出を行うことができる。
【００３０】
なお本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述した本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置及び方法は、濾過・乾燥工程までは、従来のヌッチェ又はローゼンモンド型単板濾板フィルターと同様であるが、固形分（ケーテキ）の排出時に濾板を回転させることで、濾板上の残りをほぼ０にすることができる。
すなわち、固形分の排出時に濾板を回転させることにより、固形分全体に物理的ショック（遠心力）を与えて、濾板上の残りをなくす。従って、攪拌羽根と濾板のクリアランスの制御等が不要となり、装置を簡単にできる。
又、固形物４がベッセル１２内で詰まったブリッジ状態により、固形物４が物理的ショックのみで排出できない場合にも、攪拌羽根１６ａの上下回転動作により、固形物を容易に押し出すこともできる。
【００３２】
従って、本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置及び方法は、比較的少量（例えば１ｍ３程度）の高濃度スラリーを、効率よく濾過・乾燥することができ、かつ乾燥後のケーキの全量を確実に排出でき、更に内部の分解清掃が容易である、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置の使用状態を示す図である。
【図２】本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置の使用状態を示す別の図である。
【図３】本発明の高濃度スラリーの濾過・乾燥装置の使用状態を示すさらに別の図である。
【図４】従来のリーフフィルターの模式図である。
【図５】従来の濾過・乾燥装置の構成図である。
【図６】従来の濾過・乾燥装置の別の構成図である。
【符号の説明】
１  濾葉（リーフ又はフィルターディスク）、
２  プリコート層、３  原液、４  固形物（ケーキ）、
５  濾液、６  濾過板、７  ケーキ攪拌装置、７ａ  スクレーパ、
８  ケーキ排出装置、９ａ，９ｂ  室、
１０ａ，１０ｂ  濾液導出管、１１  濾材、
１２  ベッセル、１３  ベッセル、１４  濾過板、
１６  攪拌装置、１６ａ  攪拌羽根、
１８  濾過板移動回転装置、
２０  濾液シュート、２２  ケーキシュート
【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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