(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022164375
(43)【公開日】2022-10-27
(54)【発明の名称】凍結濃縮方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/22 20060101AFI20221020BHJP
B01D 9/04 20060101ALI20221020BHJP
【ＦＩ】
C02F1/22 A
B01D9/04
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021069819
(22)【出願日】2021-04-16
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】390018474
【氏名又は名称】新日本空調株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002321
【氏名又は名称】弁理士法人永井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】黒田 尚紀
(72)【発明者】
【氏名】宮川 裕司
【テーマコード（参考）】
4D037
【Ｆターム（参考）】
4D037AA13
4D037AB18
4D037BA21
4D037BB01
(57)【要約】
【課題】解氷工程の終了時に氷分が完全に溶けた状態となる凍結濃縮方法を提供する。
【解決手段】課題は、被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法において、得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものであることを特徴とする凍結濃縮方法によって解決される。
【選択図】図１
【解決手段】課題は、被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法において、得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものであることを特徴とする凍結濃縮方法によって解決される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法において、
得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、
前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものである、
ことを特徴とする凍結濃縮方法。
得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、
前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものである、
ことを特徴とする凍結濃縮方法。
【請求項2】
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【請求項3】
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）と前記残りの被処理液の温度（ｔ４）の差が１℃以上であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）と前記残りの被処理液の温度（ｔ４）の差が１℃以上であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【請求項4】
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記残りの被処理液の温度（ｔ４）が７℃以下であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記残りの被処理液の温度（ｔ４）が７℃以下であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【請求項5】
前記温水の温度（ｔ２）と前記解氷水の温度（ｔ３）の差が０．５℃以下になったときに前記解氷工程を終了する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【請求項6】
前記製氷工程で用いられる被処理液を系外から補充する補充工程を有し、
前記補充工程は、前記製氷工程が終了した後に行うものである、
請求項２記載の凍結濃縮方法。
前記補充工程は、前記製氷工程が終了した後に行うものである、
請求項２記載の凍結濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、凍結濃縮方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近時、凍結濃縮に関する技術は、福島第一原子力発電所のマスク洗浄排水に用いられる等、その重要性が増してきており、各種の提案がなされている。凍結濃縮とは、水溶液の水分のみを凍結させて、生成する氷結晶を未凍結の処理済液と分離することにより濃縮を達成する技術であり、基本的には所定量の被処理液を所定の濃縮限度まで凍結濃縮するとともに、濃縮限度まで濃縮された処理済液と氷分とを分離するものである。
【0003】
凍結濃縮は、処理済液と氷分との分離の観点からは、濃縮限度までの一回の濃縮処理を終えた後に分離操作を行う回分型と、濃縮過程で連続的に分離する連続型とに大別される。また氷の生成・成長形態の観点からは、冷却伝熱面に氷を付着・成長させる前進凍結法と、溶液中に粒状の氷を生成・成長させる懸濁結晶法とに大別される。
【0004】
特に前進凍結法の例としては、特許文献１において提案している凍結濃縮（凍結分離）装置がある。この凍結濃縮装置は、凍結濃縮槽内に冷却コイルを設け、その上方に散布部を設け、冷却コイルの下方に貯水部を設け、被処理液を散布部から冷却コイルに対して散布し、この被処理液は各冷却コイルと接触しながら下段側へ順次落下し、冷却コイルと液膜状態で接触しながら流下する過程で被処理液が冷却凍結されるように構成されたものである。また、凍結せずに貯水部に至った被処理液は散布部に対して循環供給され、再度冷却される。この循環供給を継続して行うことで、所定量の被処理液を濃縮限度（約１０倍）まで濃縮することができるというものである。濃縮限度に達した処理済液は系外に排出される。なお、以下ではこの技術を流下液膜式凍結濃縮という。
【0005】
また、特許文献２記載のものも前進凍結法の範疇に入るものである。この先行技術は、冷却体表面における氷生成に際し、過冷却度が大きすぎることによる氷結晶中への溶質取込を解決しようとするものであり、このために蒸留水を用いて冷却体表面に純氷を予め生成させておくことで、冷却体近傍の処理液の過度な過冷却を抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００１－４７０３４号公報
【特許文献2】特開平１０－５４６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の凍結濃縮技術には下記のような問題点があった。通常の運転時においては、凍結濃縮装置は、製氷する工程と解氷する工程を繰り返すことによって被処理液が濃縮されるが、冷却コイルに形成される氷分の製氷量は、凍結濃縮槽に被処理液を供給する被処理液供給タンクの液位の変化によって計測され、解氷量は、解氷された水（以下、「解氷水」ともいう。）の容器である解氷水タンクの液位の変化によって計測される。しかしながら、停電等が発生すると、それまでの運転履歴が不明となってしまい、冷却コイルにどのくらいの氷分が形成された状態になっているかを把握することが困難になってしまう場合がある。冷却コイルに着氷のある状態で自動運転を再開すると、冷却コイルに形成されるべき氷分の最大量を超える量の被処理液が、被処理液タンクに供給されて製氷される結果、氷分が冷却コイルに過剰に形成されてしまう。これは、氷分のブリッジングや冷却コイルの破損をもたらす原因となりうる。
【0008】
そこで、本発明の主たる課題は、解氷工程の終了時に氷分が完全に溶けた状態にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するための発明の態様は次記のとおりである。
（第１の態様）
被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法において、
得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、
前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものである、
ことを特徴とする凍結濃縮方法。
（第１の態様）
被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法において、
得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、
前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものである、
ことを特徴とする凍結濃縮方法。
【0010】
本発明者は、鋭意研究を重ね、解氷工程で温水により氷分を溶かす際、氷分が残っている間は解氷水が低い温度で推移するが、上記温度以上で、氷分が完全に溶けているを確認できた。氷分が完全に溶けていれば、製氷工程を行っても氷分を製造し過ぎることがなく、氷分のブリッジングや冷却コイルの破損をもたらすおそれがないので、凍結濃縮を安定して行うことができる。
【0011】
（第２の態様）
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【0012】
製氷工程を行っている最中に、例えば、停電が発生して復電した場合、凍結濃縮処理の制御プログラムによってはそれまでの運転履歴がリセットされ、補充工程から再開することになる。そうすると、供給タンクに被処理液が補充されて製氷工程に移行して製氷すると、製氷されるべき本来の氷分を超過して製氷されてしまい、このことは氷分のブリッジングや冷却コイルの破損をもたらす原因となり得る。本態様は、前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始するものであるので、氷分が残っている状態で製氷工程が開始されたとしても、ｔ１＞ｔ４の判定によって製氷工程が終了する結果、氷分を超過して製氷されることがない。
【0013】
（第３の態様）
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）と前記残りの被処理液の温度（ｔ４）の差が１℃以上であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記被処理液の温度（ｔ１）と前記残りの被処理液の温度（ｔ４）の差が１℃以上であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【0014】
第２の態様と同様に、｜ｔ１－ｔ４｜≧１℃の判定によって製氷工程が終了する結果、氷分を超過して製氷されることがない。
【0015】
（第４の態様）
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記残りの被処理液の温度（ｔ４）が７℃以下であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
被処理液を冷却処理して当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る製氷工程を有し、
前記製氷工程と前記解氷工程が交互に繰り返し行われ、
前記残りの被処理液の温度（ｔ４）が７℃以下であるときは、前記製氷工程を終了し、前記解氷工程を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【0016】
第２の態様と同様に、ｔ４≦７℃の判定によって製氷工程が終了する結果、氷分を超過して製氷されることがない。
【0017】
（第５の態様）
前記温水の温度（ｔ２）と前記解氷水の温度（ｔ３）の差が０．５℃以下になったときに前記解氷工程を終了する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
前記温水の温度（ｔ２）と前記解氷水の温度（ｔ３）の差が０．５℃以下になったときに前記解氷工程を終了する、
ことを特徴とする請求項１記載の凍結濃縮方法。
【0018】
解氷水の温度（ｔ３）が温水の温度（ｔ２）に近づくということは、解氷水が温まることを意味し、｜ｔ２－ｔ３｜≦０．５℃の判定によって氷分が完全に溶けた状態と判断でき、製氷工程に移行する準備が整ったといえる。
【0019】
（第６の態様）
前記製氷工程で用いられる被処理液を系外から補充する補充工程を有し、
前記補充工程は、前記製氷工程が終了した後に行うものである、
請求項２記載の凍結濃縮方法。
前記製氷工程で用いられる被処理液を系外から補充する補充工程を有し、
前記補充工程は、前記製氷工程が終了した後に行うものである、
請求項２記載の凍結濃縮方法。
【0020】
製氷工程の最中に補充工程が行われると、氷分の過剰な製造の原因となるので、補充工程を製氷工程が終了した後に行うことで、氷分の過剰な製造を回避することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によると、解氷工程の終了時に氷分が完全に溶けた状態となる凍結濃縮方法となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施形態を表す図である。
【図2】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図3】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図4】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図5】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図6】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図7】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図8】実施形態を用いた運転例を示す概要図である。
【図9】各工程における温度と液量の経時変化を示すグラフである。
【図10】温度と液量の経時変化を示すグラフである。
【図11】温度と液量の経時変化を示すグラフである。
【図12】温度と液量の経時変化を示すグラフである。
【図13】凍結濃縮処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、本実施の形態は、本発明の一例である。本発明の範囲は、本実施の形態の範囲に限定されない。
【0024】
図１に示す本発明に係る凍結濃縮装置１は、被処理液を凍結して氷分と処理済液に分離する凍結濃縮槽４と、被処理液を凍結濃縮槽４に供給する供給タンク２と、系外から補充された被処理液Ｊ１を一時的に貯留するとともに、供給タンク２に供給する被処理液貯留タンク６と、氷分が解氷されて得られた解氷水を受ける解氷水タンク３と、解氷水タンク３から供給される解氷水を一時的に貯留し、系外に流出する解氷水貯留タンク７とで主に構成される。
【0025】
本発明で行う凍結濃縮処理とは、不純物が混じる被処理液を冷却し、当該被処理液の一部を氷分として凍結させて分離し、残分、すなわち処理済液を得る処理をいい、得られる処理済液は当初被処理液よりも不純物の濃度が高まったものとなる。ここで、被処理液を冷却する手法としては、例えば、被処理液よりも低温の物体に被処理液を通す等の手法を挙げることができる。以下、凍結濃縮処理の一連の工程について詳述する。
【0026】
（被処理液貯留タンク）
被処理液Ｊ１は、系外から供給され、系外から被処理液貯留タンク６に接続された流路６Ｂを流れて、被処理液貯留タンク６に導かれ一時的に貯留される。被処理液貯留タンク６とその下流に設けられた供給タンク２とは流路６Ａで接続され、被処理液貯留タンク６に設けられたポンプＰ５によって、被処理液Ｊ１が流路６Ａを流れ供給タンク２に供給される。
被処理液Ｊ１は、系外から供給され、系外から被処理液貯留タンク６に接続された流路６Ｂを流れて、被処理液貯留タンク６に導かれ一時的に貯留される。被処理液貯留タンク６とその下流に設けられた供給タンク２とは流路６Ａで接続され、被処理液貯留タンク６に設けられたポンプＰ５によって、被処理液Ｊ１が流路６Ａを流れ供給タンク２に供給される。
【0027】
（供給タンク）
供給タンク２には、凍結濃縮処理によって所定レベルまで濃縮された処理済液Ｊ２を系外に排出するための、ポンプＰ３と流路２Ｂが設けられている。また、供給タンク２には、ポンプＰ１と供給タンク２と凍結濃縮槽４を接続する流路２Ａが設けられ、ポンプＰ１の圧力により供給タンク２内の被処理液が、流路２Ａを流れて凍結濃縮槽４に供給される。流路２Ａには、流路２Ａを流れる被処理液の温度（ｔ１）を計測する温度センサーＴ１が備わる。
供給タンク２には、凍結濃縮処理によって所定レベルまで濃縮された処理済液Ｊ２を系外に排出するための、ポンプＰ３と流路２Ｂが設けられている。また、供給タンク２には、ポンプＰ１と供給タンク２と凍結濃縮槽４を接続する流路２Ａが設けられ、ポンプＰ１の圧力により供給タンク２内の被処理液が、流路２Ａを流れて凍結濃縮槽４に供給される。流路２Ａには、流路２Ａを流れる被処理液の温度（ｔ１）を計測する温度センサーＴ１が備わる。
【0028】
（凍結濃縮槽）
凍結濃縮槽４は、冷却コイル４Ｃと、当該冷却コイル４Ｃの上方に離間して備わる散布部４Ｇと、当該冷却コイル４Ｃの下方に備わる貯液部４Ｗと、貯液部４Ｗに溜まった液体が凍結濃縮槽４から流出される流出部を主に有する。貯液部４Ｗは、溜まった液体の液面が冷却コイル４Ｃの下方に離間するように維持される構成となっていると好ましい。当該流出部には当該液体が流出する流路４Ａが備わり、当該流路４Ａの下流端が２つに分岐されて、一方が供給タンク２に接続される流路４Ｂ、他方が解氷水タンク３に接続される流路４Ｄに接続されている。流路４Ａには流路４Ａを流れる液体の温度を計測する温度センサーＴ３が設けられ、流路４ＢにはバルブＶ１、流路４ＤにはバルブＶ２が設けられている。冷却コイル４Ｃは、冷却管からなり、冷却管内を流れる冷媒が当該冷却コイル４Ｃに備わるポンプＰ７による圧力によって循環し、冷凍機４Ｆによって冷却される、ものとなっている。散布部４Ｇは、液体を冷却コイル４Ｃに散布するものであり、散布部４Ｇから散布される液体としては、被処理液、解氷水、温水、浄水Ｇ２を例示できる。なお、浄水Ｇ２は、散布部４Ｇに接続されている流路４Ｅを流れて散布部４Ｇから散布される。流路４ＥにはバルブＶ３を設けることができる。この凍結濃縮槽４自体は、特開２００１－４７０３４号公報に記載のものと基本的に同じであり、流下液膜式のものである。冷凍機４Ｆは、特に限定されず一般的なものを用いることができ、蒸発温度が－５～－１０℃であるとよい。
凍結濃縮槽４は、冷却コイル４Ｃと、当該冷却コイル４Ｃの上方に離間して備わる散布部４Ｇと、当該冷却コイル４Ｃの下方に備わる貯液部４Ｗと、貯液部４Ｗに溜まった液体が凍結濃縮槽４から流出される流出部を主に有する。貯液部４Ｗは、溜まった液体の液面が冷却コイル４Ｃの下方に離間するように維持される構成となっていると好ましい。当該流出部には当該液体が流出する流路４Ａが備わり、当該流路４Ａの下流端が２つに分岐されて、一方が供給タンク２に接続される流路４Ｂ、他方が解氷水タンク３に接続される流路４Ｄに接続されている。流路４Ａには流路４Ａを流れる液体の温度を計測する温度センサーＴ３が設けられ、流路４ＢにはバルブＶ１、流路４ＤにはバルブＶ２が設けられている。冷却コイル４Ｃは、冷却管からなり、冷却管内を流れる冷媒が当該冷却コイル４Ｃに備わるポンプＰ７による圧力によって循環し、冷凍機４Ｆによって冷却される、ものとなっている。散布部４Ｇは、液体を冷却コイル４Ｃに散布するものであり、散布部４Ｇから散布される液体としては、被処理液、解氷水、温水、浄水Ｇ２を例示できる。なお、浄水Ｇ２は、散布部４Ｇに接続されている流路４Ｅを流れて散布部４Ｇから散布される。流路４ＥにはバルブＶ３を設けることができる。この凍結濃縮槽４自体は、特開２００１－４７０３４号公報に記載のものと基本的に同じであり、流下液膜式のものである。冷凍機４Ｆは、特に限定されず一般的なものを用いることができ、蒸発温度が－５～－１０℃であるとよい。
【0029】
（解氷水タンク）
流路４Ｄを流れる液体は、解氷水タンク３に流入する。解氷水タンク３には、ポンプＰ２と、解氷水タンク３と凍結濃縮槽４を接続する流路３Ａが設けられ、ポンプＰ２の圧力により解氷水タンク３内の解氷水が、流路３Ａを流れて凍結濃縮槽４に供給される。流路３Ａには上流側から下流側に向かって、熱交換器５と、熱交換器５を通過し散布部４Ｇに供給される液体の温度を計測する温度センサーＴ２が設けられている。
流路４Ｄを流れる液体は、解氷水タンク３に流入する。解氷水タンク３には、ポンプＰ２と、解氷水タンク３と凍結濃縮槽４を接続する流路３Ａが設けられ、ポンプＰ２の圧力により解氷水タンク３内の解氷水が、流路３Ａを流れて凍結濃縮槽４に供給される。流路３Ａには上流側から下流側に向かって、熱交換器５と、熱交換器５を通過し散布部４Ｇに供給される液体の温度を計測する温度センサーＴ２が設けられている。
【0030】
また、解氷水タンク３には、ポンプＰ４と、解氷水タンク３と解氷水貯留タンク７を接続する流路３Ｂが設けられ、ポンプＰ４の圧力により解氷水タンク３内の解氷水が、流路３Ｂを流れて解氷水貯留タンク７に供給される。
【0031】
（解氷水貯留タンク）
解氷水貯留タンク７は、解氷水タンク３から供給される解氷水を一時的に貯留し、系外に流出させるものである。解氷水貯留タンク７は、解氷水が排出される排出部と、当該流出部から系外に解氷水が流れる流路７Ａ、及び当該流路７Ａに設けられたポンプＰ６、系外から供給される浄水Ｇ１が流入する流路７Ｂと流入部を有する。流路７ＢにはバルブＶ４を設けることができる。
解氷水貯留タンク７は、解氷水タンク３から供給される解氷水を一時的に貯留し、系外に流出させるものである。解氷水貯留タンク７は、解氷水が排出される排出部と、当該流出部から系外に解氷水が流れる流路７Ａ、及び当該流路７Ａに設けられたポンプＰ６、系外から供給される浄水Ｇ１が流入する流路７Ｂと流入部を有する。流路７ＢにはバルブＶ４を設けることができる。
【0032】
（運転例）
本実施形態は、被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法であり、得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものである、ことを特徴とする。本実施形態によれば、着氷がある状態では製氷を行なわず、過剰な製氷を防止することができる。また、被処理液を最終的に処理済液と解氷水に分離することができる。凍結濃縮装置１を用いて被処理液を解氷水と処理済液に分離する一連の工程を以下に説明する。
本実施形態は、被処理液を凍結濃縮処理により濃縮して氷分と処理済液とを得る凍結濃縮方法であり、得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う解氷工程を有し、前記解氷工程は、前記解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するものである、ことを特徴とする。本実施形態によれば、着氷がある状態では製氷を行なわず、過剰な製氷を防止することができる。また、被処理液を最終的に処理済液と解氷水に分離することができる。凍結濃縮装置１を用いて被処理液を解氷水と処理済液に分離する一連の工程を以下に説明する。
【0033】
凍結濃縮処理により被処理液を解氷水と処理済液に分離する一連の工程は、製氷工程と解氷工程に大別され、製氷工程と解氷工程が交互に繰り返される。製氷工程は、さらに製氷濃縮工程、洗浄工程に区分される、解氷工程の後に、さらに解氷水移動工程を設けることができる。なお、製氷工程と解氷工程は同時に行わないものとすることができる。凍結濃縮処理のフローの一例を図１３に示すが、この図に限定されるものではない。なお、ある工程の終了の判断及びその次の工程の開始の命令等は、図示しない中央演算処理装置で行うことができる。
【0034】
このほか、被処理液を系外から補充する補充工程を設けることができる。当該補充工程は製氷工程が終了した後に行うとよい。仮に製氷工程中に補充工程が行われるとすると、製氷工程中に停電その他の何らかの要因で凍結濃縮装置１が停止した場合に、再起動したときに、補充工程によって補充された被処理液を用いて製氷が再開されると、停止時において冷却コイル４Ｃに既に着氷された氷分の表層に、さらに氷分が形成されて過剰に成長し、冷却管間で氷分がブリッジングしたり、冷却コイル４Ｃの破損をもたらしたりするという不具合が発生する。また、再起動後に解氷工程を行うことによって、過剰に形成された氷分が溶けて解氷水となり、解氷水タンク３から溢れてしまうおそれもある。このようなことを発生させないように、補充工程を行うタイミングを製氷工程が終了した後とするとよい。製氷工程又は解氷工程において、解氷水貯留タンク７に溜まっている解氷水は、任意のタイミングで流路７ＡからポンプＰ６を起動させて系外に排出水として排出してもよい。
【0035】
（待機時）
製氷工程を説明する前に待機時について説明する。図２は、待機時を示す概略図である。待機時では冷却コイル４Ｃに氷分が着氷されていない。待機時においては、被処理液Ｊ１が系外から流路６Ｂを流れて被処理液貯留タンク６に供給される。解氷水タンク３には、解氷工程を行う前までに、解氷水タンク３と凍結濃縮槽４を循環するのに必要な量の水を溜めておくとよい。なお、各工程で利用されている設備機器や流路等を図面において太く、又は黒く塗りつぶして示してあることに留意されたい。
製氷工程を説明する前に待機時について説明する。図２は、待機時を示す概略図である。待機時では冷却コイル４Ｃに氷分が着氷されていない。待機時においては、被処理液Ｊ１が系外から流路６Ｂを流れて被処理液貯留タンク６に供給される。解氷水タンク３には、解氷工程を行う前までに、解氷水タンク３と凍結濃縮槽４を循環するのに必要な量の水を溜めておくとよい。なお、各工程で利用されている設備機器や流路等を図面において太く、又は黒く塗りつぶして示してあることに留意されたい。
【0036】
（補充工程）
図３に示す補充工程は、ポンプＰ５を起動させて、被処理液貯留タンク６から被処理液が流路６Ａを流れ補充されて、冷却コイル４Ｃに着氷する液量を供給タンク２に用意する工程である。冷却コイル４Ｃに着氷させる液量は、供給タンク２の液位で管理することができ、例えば液位があらかじめ定めておいた液位であるＨレベルのときに、冷却コイル４Ｃに着氷される液量が用意されたと判断することができる。このＨレベルのときの供給タンク２の液量を特に初期液量という。供給タンク２に用意された被処理液の温度は、特に限定されず周囲の雰囲気に依存するが、例えば、１０～３０℃であると、その後の工程に支障がなく好ましい。
図３に示す補充工程は、ポンプＰ５を起動させて、被処理液貯留タンク６から被処理液が流路６Ａを流れ補充されて、冷却コイル４Ｃに着氷する液量を供給タンク２に用意する工程である。冷却コイル４Ｃに着氷させる液量は、供給タンク２の液位で管理することができ、例えば液位があらかじめ定めておいた液位であるＨレベルのときに、冷却コイル４Ｃに着氷される液量が用意されたと判断することができる。このＨレベルのときの供給タンク２の液量を特に初期液量という。供給タンク２に用意された被処理液の温度は、特に限定されず周囲の雰囲気に依存するが、例えば、１０～３０℃であると、その後の工程に支障がなく好ましい。
【0037】
（製氷濃縮工程）
製氷工程は、被処理液を冷却処理して、当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る工程である。製氷工程のうちの製氷濃縮工程は補充工程が終了した後に行うとよい。図４に示す製氷濃縮工程は、被処理液が、供給タンク２から始まり流路２Ａを流れ、凍結濃縮槽４に至り、流路４Ａ及び流路４Ｂを流れ、供給タンク２に戻る、という循環を行って、冷却コイル４Ｃに氷分を着氷させ成長させるという冷却処理を行う工程である。冷凍機４Ｆ及びポンプＰ７が起動され、冷却管を流れる冷媒の循環により冷却コイル４Ｃは、およそ－５～－１０℃に冷却される。流路４Ｂに設けられたバルブＶ１は、製氷濃縮工程の間は開けておくとよい。
製氷工程は、被処理液を冷却処理して、当該被処理液の一部が凍結されて生成した氷分を分離し、残りの被処理液を再度、冷却処理に利用する工程を繰り返して、所定レベルまで濃縮された処理済液を得る工程である。製氷工程のうちの製氷濃縮工程は補充工程が終了した後に行うとよい。図４に示す製氷濃縮工程は、被処理液が、供給タンク２から始まり流路２Ａを流れ、凍結濃縮槽４に至り、流路４Ａ及び流路４Ｂを流れ、供給タンク２に戻る、という循環を行って、冷却コイル４Ｃに氷分を着氷させ成長させるという冷却処理を行う工程である。冷凍機４Ｆ及びポンプＰ７が起動され、冷却管を流れる冷媒の循環により冷却コイル４Ｃは、およそ－５～－１０℃に冷却される。流路４Ｂに設けられたバルブＶ１は、製氷濃縮工程の間は開けておくとよい。
【0038】
ポンプＰ１を起動して流路２Ａを流れ凍結濃縮槽４に至った被処理液は、凍結濃縮槽４に備わる散布部４Ｇから下方に離間して備わる冷却コイル４Ｃに散布される。散布された被処理液は、冷却コイル４Ｃの表面又は冷却コイル４Ｃに付着した氷分の表面を、液膜状をなして巡りながら流下し、その流下過程で被処理液（流下液）が冷却される。流下液の純水分の一部のみが冷却コイル４Ｃの表面又は冷却コイル付着氷分の表面に着氷し、残部は濃縮された被処理液（濃縮分）になる。これによって、凍結濃縮による氷分と濃縮分とへの分離がなされる。そしてこの残部濃縮分は、被処理液の連続循環によって順次当該着氷部位を通り流下する被処理液に順次取込まれ、洗い流される。かかる濃縮分を取り込みつつ流下し貯液部４Ｗに到達した被処理液は流路４Ａ、４Ｂを介して供給タンク２に返送されて、タンク内の被処理液と混合された後、再度散布部４Ｇへと連続的に循環される。かかる供給タンク２と凍結濃縮槽４との間の被処理液の連続循環において、被処理液中の実質的に水のみが氷となり冷却コイル４Ｃに蓄えられ、不純物は蓄氷には取り込まれずに循環し続けるので、循環する被処理液の不純物濃度が経時的に高くなるとともに、被処理液から純粋な水が氷として分離されることになる。
【0039】
特徴的には、前述のとおり冷却コイル付着氷の表面を常に流下液が舐めるように流下し濃縮分を取り込み洗浄するので、濃縮分に含まれる不純物が一ヶ所に高濃度で留まりにくくなり、そのため製造した氷に不純物が取り込まれにくいとともに、製氷効率も高くなる。その結果、被処理液の９０％以上を実質的に純水分のみからなる氷として蓄えることができる。製氷濃縮工程は、例えば、供給タンク２に用意した被処理液量（初期液量）の９０％が氷分となったときの、供給タンク２の液位（Ｌレベル）をもって、終了と判断することができる。
【0040】
製氷工程では、被処理液が凍結濃縮処理により濃縮されて氷分が分離され、残りの被処理液が再度、凍結濃縮処理に利用されるが、前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であるときは、製氷工程を終了し、解氷工程を開始するとよい。前記被処理液の温度（ｔ１）が前記残りの被処理液の温度（ｔ４）より大であると、冷却コイル４Ｃに氷分が残留している可能性があり、製氷工程を継続すると氷分が過剰に形成されてしまうおそれがある。
【0041】
また、製氷工程を開始して、被処理液の温度（ｔ１）と残りの被処理液の温度（ｔ４）の差が１℃以上であるとき、又は、残りの被処理液の温度（ｔ４）が７℃以下であるときは、製氷工程を終了し、解氷工程を開始するものとしてもよい。
【0042】
処理済液は、特に限定されないが例えば、製氷濃縮工程前における被処理液に含まれる不純物濃度が１０倍に高められた（濃縮された）液体ということができる。
【0043】
（洗浄工程）
図６に示す洗浄工程は、製氷濃縮工程の終了後に行うとよい。洗浄工程は、製氷濃縮工程で散布部４Ｇや冷却コイル付着氷分の表面に残留した被処理液を洗い落とす工程である。流路４Ｅに備わるバルブＶ３を開け、浄水Ｇ２を流路４Ｅを介して散布部４Ｇに供給して、当該散布部４Ｇから冷却コイル４Ｃに散布する。浄水は冷却コイル４Ｃに残留する被処理液と混ざりつつ滴り落ちて、貯液部４Ｗから流路４Ａ、４Ｂを流れ、供給タンク２に流れ込み、供給タンク２に入っている混合液と混ざる。浄水は一回の洗浄工程当たり所定量、用いるとよい。ここで、浄水としては、例えば上水、蒸留水等を用いることができる。洗浄工程を終えたら、バルブＶ３、バルブＶ１を閉じる。洗浄工程は、凍結濃縮槽４に供給された浄水が供給タンク２に回収された段階で終了するとよい。
図６に示す洗浄工程は、製氷濃縮工程の終了後に行うとよい。洗浄工程は、製氷濃縮工程で散布部４Ｇや冷却コイル付着氷分の表面に残留した被処理液を洗い落とす工程である。流路４Ｅに備わるバルブＶ３を開け、浄水Ｇ２を流路４Ｅを介して散布部４Ｇに供給して、当該散布部４Ｇから冷却コイル４Ｃに散布する。浄水は冷却コイル４Ｃに残留する被処理液と混ざりつつ滴り落ちて、貯液部４Ｗから流路４Ａ、４Ｂを流れ、供給タンク２に流れ込み、供給タンク２に入っている混合液と混ざる。浄水は一回の洗浄工程当たり所定量、用いるとよい。ここで、浄水としては、例えば上水、蒸留水等を用いることができる。洗浄工程を終えたら、バルブＶ３、バルブＶ１を閉じる。洗浄工程は、凍結濃縮槽４に供給された浄水が供給タンク２に回収された段階で終了するとよい。
【0044】
図５に示すように供給タンク２に溜まった濃縮された処理済液は、洗浄工程が終了した後にポンプＰ３を起動させて、流路２Ｂから系外に排出することができる。しかしながら、洗浄工程を終えた後に、処理済液Ｊ２として排出すると、処理済液に浄水が混じり、処理済液に含まれる不純物の濃度が薄まってしまう。そのため、処理済液Ｊ２として排出するタイミングを、製氷濃縮工程と洗浄工程の間とする方が、処理済液を濃いまま排出できるので好ましい。処理済液Ｊ２の排出量は、例えば、液量の収支バランスを考慮して、補充工程で被処理液貯留タンク６から供給タンク２に補充された被処理液の液量（補充量）の１０％とするとよい。なお、処理済液Ｊ２が排出された後の供給タンク２の液位を特にＬＬレベルという。
【0045】
（解氷工程）
解氷工程は、製氷工程で得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う工程である。図7に示す解氷工程では、解氷水タンク３に溜まる解氷水が、解氷水タンク３から始まり流路３Ａを流れながら熱交換器５により温められ、凍結濃縮槽４に至り、流路４Ａ及び流路４Ｄを流れ、解氷水タンク３に戻る、という循環を連続して行って、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分を溶かすものとなっている。解氷工程の間は、熱交換器５を起動し、流路４Ｄに設けられるバルブＶ２を開けておく。
解氷工程は、製氷工程で得られた氷分に、温水を掛けて溶かし解氷水を得て、当該解氷水を加温して再度氷分を溶かす温水として利用する工程を、繰り返し行う工程である。図7に示す解氷工程では、解氷水タンク３に溜まる解氷水が、解氷水タンク３から始まり流路３Ａを流れながら熱交換器５により温められ、凍結濃縮槽４に至り、流路４Ａ及び流路４Ｄを流れ、解氷水タンク３に戻る、という循環を連続して行って、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分を溶かすものとなっている。解氷工程の間は、熱交換器５を起動し、流路４Ｄに設けられるバルブＶ２を開けておく。
【0046】
製氷工程で冷却コイル４Ｃに着氷した氷分は、散布部４Ｇから供給される温水の散布を受けて溶け出して解氷水となり、貯液部４Ｗに落ち、流路４Ａ、４Ｄを介して解氷水タンク３に回収される。冷却コイル４Ｃに氷分が多く残っているうちは、温水が当該氷分によって冷やされ、流路４Ａを流れる解氷水の温度（ｔ３）が散布される温水の温度（ｔ２）よりも低くなるが、冷却コイル４Ｃの氷分が少なくなるにつれて、同解氷水の温度（ｔ３）が散布される温水の温度（ｔ２）に近づく。解氷工程を開始する前までに解氷水タンク３にあらかじめ入っている解氷水の温度を６０℃程度に加温しておけば、多くの時間を費やすことなく解氷工程を終えることができ好ましい。解氷水の温度を加温するものとしては、例えば冷房や排熱から排出される熱量や電気ヒーター等を利用することができる。
【0047】
解氷工程は、解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上になったときに終了するとよい。当該温度であれば、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分が全て溶けた状態となる。ここで、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分が全て溶けた時点は、次のように判断することができる。例えば、解氷水の温度（ｔ３）が７℃以上、より好ましくは１０℃以上になったときに、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分が全て溶けたと判断することができる。解氷水の温度（ｔ３）は流路４Ａに設けられた温度センサーＴ３で計測することができる。また、次のように判断することもできる。例えば、温水の温度（ｔ２）と解氷水の温度（ｔ３）の差が０．５℃以下、より好ましくは０．２℃以下になったときに、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分が全て溶けたと判断することができる。従来は、冷却コイル４Ｃに着氷された氷分が完全に溶ける十分な時間、解氷工程を継続していたが、上記のように温度を基準にして解氷工程の終了の判断を行うことで、解氷工程にかかる時間を管理でき、処理時間の短縮化を図ることができる。
【0048】
解氷工程は、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分が、全て溶けていなくてもある程度溶けた段階で適宜終了してよいようにも思える。しかしながら、当該氷分が残っていると、製氷工程を開始した場合に、その残っている氷分の表面に新たな氷分が付着して成長する結果、予期された氷分以上の氷分が、冷却コイル４Ｃに着氷され、冷却コイル４Ｃの冷却管間においてブリッジングを形成したり、冷却コイル４Ｃを破損したりするおそれがある。また、過剰に氷分が冷却コイル４Ｃに着氷されていると、その後の解氷工程を行ったときに、解氷水が解氷水タンク３から溢れ出るおそれもある。これらの点を踏まえると、解氷工程は、冷却コイル４Ｃに着氷した氷分が全て溶けた時点で終了するとした方が望ましい。
【0049】
解氷工程を終了した後は、熱交換器５を停止し、バルブＶ２を閉じておくとよい。
【0050】
（解氷水移動工程）
解氷工程を終了した後は、解氷水タンク３の解氷水を系外に直接放出してもよいが、解氷水移動工程を設けてもよい。図８に示すように解氷水移動工程は、解氷水貯留タンク７を設けて、これに解氷水タンク３の解氷水を一時的に貯留して系外に放出する工程である。解氷水移動工程では、解氷水タンク３に備わるポンプＰ４を起動させて、解氷水を流路３Ｂを介して解氷水タンク３から解氷水貯留タンク７に移動させて貯留する。解氷水貯留タンク７に貯留された解氷水は、系外での排出水の需要に応じてポンプＰ６を起動させて流路７Ａから排出水Ｋ１として排出される。また、系外での水の需要に応じて浄水Ｇ１を解氷水に混ぜてもよい。浄水Ｇ１はバルブＶ４を開き、流路７Ｂを介して解氷水貯留タンク７に流入させることができる。
解氷工程を終了した後は、解氷水タンク３の解氷水を系外に直接放出してもよいが、解氷水移動工程を設けてもよい。図８に示すように解氷水移動工程は、解氷水貯留タンク７を設けて、これに解氷水タンク３の解氷水を一時的に貯留して系外に放出する工程である。解氷水移動工程では、解氷水タンク３に備わるポンプＰ４を起動させて、解氷水を流路３Ｂを介して解氷水タンク３から解氷水貯留タンク７に移動させて貯留する。解氷水貯留タンク７に貯留された解氷水は、系外での排出水の需要に応じてポンプＰ６を起動させて流路７Ａから排出水Ｋ１として排出される。また、系外での水の需要に応じて浄水Ｇ１を解氷水に混ぜてもよい。浄水Ｇ１はバルブＶ４を開き、流路７Ｂを介して解氷水貯留タンク７に流入させることができる。
【0051】
解氷水移動工程は、例えば、冷却コイル４Ｃに着氷された氷分と等量の解氷水が、解氷水タンク３から解氷水貯留タンク７へ移動した時点で終了とすることができる。この終了時の解氷水タンク３の液位を特にＬレベルという。
【0052】
解氷工程又は解氷水移動工程が終了した後は、待機時又は製氷工程に移行するとよい。
【0053】
製氷工程、解氷工程（解氷水移動工程を含めてもよい）における、各タンクの温度、液量等の時系列変化を図９を参照しつつ説明する。図９は一実施例である。横軸は時間経過（単位：時間）、縦軸左目盛りは温度（単位：℃）、縦軸右目盛りは液量（単位：ｍ3）である。供給タンク２の液量Ｌ２は、製氷濃縮工程の開始時にＨレベルになっており、被処理液の循環を行うにつれ、減少してＬレベルになったときに終了する。供給タンク２の液量は、その後の洗浄工程で増加し、処理済液として排出されてＬＬレベルにまで減少した後、補充工程でＨレベルまで増加する。なお、洗浄工程は、例えば、浄水を５０Ｌ程度、散布部４Ｇから散布するとよく、洗浄工程の所要時間はおよそ１分程度とするとよい。図９において、符号Ｆ１が補充工程、符号Ｆ２が製氷濃縮工程、符号Ｆ３が洗浄工程、符号Ｆ４が解氷工程、符号Ｆ５が解氷水移動工程、符号Ｊ２が系外に排出される処理済液をそれぞれ示す。各温度センサーＴ１，Ｔ２，Ｔ３は上記の各行程Ｆ１～Ｆ５中、当該センサーを流れる液体の温度を計測するものとすることができる。また、計測された温度の演算、例えばｔ１とｔ４の差分の算出や、ｔ２とｔ３の差差分の算出等は、図示しない中央演算処理装置で行うことができる。この他、中央演算処理装置は、各温度センサーＴ１，Ｔ２，Ｔ３で計測された経時的な温度の計測情報の入力を受け、当該計測情報を記憶し、保存することができる。
【0054】
供給タンク２内の被処理液の温度（ｔ１）は、製氷濃縮工程を開始すると降下し、製氷濃縮工程中、約０℃に維持される。被処理液の温度（ｔ１）は、その後の工程では、冷却される要因がないので、雰囲気の温度に向かって徐々に上昇する。
【0055】
冷凍機４Ｆの蒸発温度Ｖは、製氷濃縮工程が開始される－１０℃に向かって降下し、製氷濃縮工程が終了した後は上昇する。
【0056】
解氷水タンク３の液量Ｌ３は、製氷濃縮工程及び洗浄工程の間は一定であり、解氷工程が開始されると、冷却コイル４Ｃに着氷された氷分が解氷されて、当該解氷分が増加する。
【0057】
解氷水タンク３の温度（ｔ６）は、解氷工程が開始される前までに所望の温度（図９では６０℃）になるようにするとよい。解氷水タンク３の温度は、解氷工程が開始されると０℃に向かって降下した後、解氷工程が終了されるまで徐々に上昇し、解氷工程終了後は一定になる。
【実施例0058】
凍結濃縮装置１を用いて、凍結濃縮処理を行った。補充工程を行い、冷却コイル４Ｃに氷分が着氷されていないのを確認した後、製氷濃縮工程を始めた。製氷濃縮工程における被処理液の流量は３０ｍ3／ｈとした。散布部４Ｇに供給される被処理液の温度（ｔ１）を温度センサーＴ１で、貯液部４Ｗから排出される濃縮された被処理液の温度（ｔ４）を温度センサーＴ３でそれぞれ計測した。また、供給タンク２内の被処理液の液量Ｌ２を計測した。これらの計測結果を時系列に示したのが図１０である。
【0059】
製氷濃縮工程及び洗浄工程を終了した後、解氷工程を始めた。解氷工程における解氷水の流量は３０ｍ3／ｈとした。散布部４Ｇに供給される温水の温度（ｔ２）を温度センサーＴ２で、貯液部４Ｗから排出される解氷水の温度（ｔ３）を温度センサーＴ３でそれぞれ計測した。また、解氷水タンク３内の解氷水の液量Ｌ３を計測した。これらの計測結果を時系列に示したのが図１２である。
【0060】
解氷工程を始めると、解氷水の温度（ｔ３）が徐々に上昇するとともに、温水の温度（ｔ２）が徐々に降下した。解氷水タンク３の液量Ｌ３は、解氷工程が開始されると増加し、１時間経過後には、横ばいになった。また、解氷工程の開始１時間経過後には、温水の温度（ｔ２）と解氷水の温度（ｔ３）の差が０．２℃になり、冷却コイル４Ｃに氷分が着氷されていないことが確認された。
【0061】
なお、実施例では、解氷工程が、解氷水の温度（ｔ３）が１５℃以上になったときに終了するように設定されている。図１２の右端部からは解氷水タンク３の液位Ｌ３が増加していることが読み取れるが、これは、解氷水の温度（ｔ３）が１５℃に達して解氷工程の終了が判断され、ポンプＰ２の運転が停止したことで、循環路（具体的には流路３Ａ、凍結濃縮槽４、流路４Ａ，４Ｄ）を流れる液体が解氷水タンク３に流れ落ちたことによるものである。
【0062】
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明は、流下液膜式の凍結濃縮処理に利用でき、廃水の減容化、海水の淡水化のほか、食品、発酵、化学工業、製薬における濃縮処理、排水・汚水の処理等の産業分野に利用可能である。
【符号の説明】
【0064】
１ 凍結濃縮装置
２ 供給タンク
３ 解氷水タンク
４ 冷凍機
４Ｃ 冷却コイル
４Ｇ 散布部
４Ｗ 貯液部
５ 熱交換器
６ 被処理液貯留タンク
７ 解氷水貯留タンク
２ 供給タンク
３ 解氷水タンク
４ 冷凍機
４Ｃ 冷却コイル
４Ｇ 散布部
４Ｗ 貯液部
５ 熱交換器
６ 被処理液貯留タンク
７ 解氷水貯留タンク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】