真空による蒸留

蒸留とは、液体混合物から成分や物質を分離するプロセスです。
このプロセスは、さまざまな成分の相対的揮発度の違いを利用するものです。
真空蒸留では、分離する成分の沸点を下げるために真空が利用されます。

成分の中には、沸点が非常に高いものがあります。このような場合には、温度を上げる代わりに真空を利用して沸点を下げることができます。圧力がその混合物の蒸気圧まで下がれば、蒸留プロセスが始まります。この技法は、真空蒸留と呼ばれます。

分離する成分の沸点は、真空下ではより低くなります。
したがって真空蒸留は、通常は沸点が高い成分や爆発性の成分を分離する場合に選択されるプロセスとなります。

蒸留プロセスでの真空の利用にはいくつかのメリットがあります。

蒸留に最もよく使用されているのは、ドライスクリュー真空ポンプです。ドライ式の動作原理により、プロセスガスの汚染がありません。

水封式真空ポンプも利用することができます。蒸留でできた液体を封液として使用すれば、モノエチレングリコール（MEG）再生の場合のように、水環内で凝縮させることが可能です。

ワンス スルーオイル潤滑ロータリーベーン真空ポンプは、腐食性または重合の可能性のあるプロセスの場合に必ず選択肢となる製品です。オイル潤滑ロータリーベーン真空ポンプは、負荷の軽い用途に最適なソリューションです。

メカニカルブースターポンプを使用して排気速度を上げたり、より低い運転圧力を達成することもできます。

真空蒸留システムでは多くの場合、容積移送式真空ポンプ（COBRA、DOLPHIN、HUCKEPACK、R5など）とコンデンサーを組み合わせて貴重な成分を回収します。コンデンサーは、プロセスの要件に応じて、真空ポンプの上流または下流に設置することができます。

真空蒸留システムは通常、次の中核的コンポーネントで構成されます：

真空システムにより、非凝縮性物質および成分が除去されます。その結果、システム内の圧力が下がります。これにより、沸点の温度が下がり（顕熱と呼ばれます）、省エネと生産量の増加の両方が実現します。

真空蒸留システムをお買い求めいただく際、万能のソリューションというものはありません。最高効率のソリューションを提供するには、さまざまなパラメーターを考慮する必要があります。

ご安心いただけるソリューション

最高の真空システムとは、お客様が安心できるシステムです。要件を満たす性能を備え、 止まることなく、信頼性の高い稼働が求められます。そのようなシステムを作るには、適切な技術と適切なコンポーネントを組み合わせる必要があります。安全性を確保するためのセンサー類や保護機構も必須です。故障を防ぐには、暖機運転からシャットダウンまでのサイクルを含めた操作手順の遵守も重要です。真空蒸留システムには冗長性を持たせることもできます。その目的は、システムの信頼性を高め、プロセス中にメンテナンスを行えるようにすることで生産停止時間を低減することです。

安全性

真空蒸留システムが作業員にとって危険なものとならないようにしなければなりません。爆発性、可燃性、および有毒な成分を扱う際には、この点が特に重要です。この場合、真空システムは、ATEX、IECEX、Ex-Proof、KOSHAなど、お客様の地域の防爆規格に準拠する必要があります。また、有害物質のリークを防ぐためには、適切なレベルのリーク防止策が必要です。この場合、ダブルメカニカルシールやバリアガスなど専用オプションが推奨されます。

所有コスト

真空蒸留システムの総所有コストを最適化するためには、初期投資コストだけに注目するべきではありません。そのほかにも複数のパラメーターを考慮する必要があります。システム設計、またそれに適した技術の選択も重要です。冷却水、作動流体、洗浄液などの消費量も考慮に入れます。さらに、作動流体によって汚染された水の処理など、廃棄物処理のコストも検討しなければなりません。メンテナンスの頻度とコストも考慮する必要があります。最後に、真空システムを包括的にとらえることも重要です。たとえば、配管が細すぎると、システムの性能が大きく損なわれる可能性があります。

エネルギー効率

真空蒸留システムのエネルギー消費量は、重要な選択条件の1つです。運転圧力に応じて、さまざまな技術が考えられます。低い圧力で大流量の場合、メカニカルブースターポンプを含む多段式の設計が、コスト効率およびエネルギー効率の高いソリューションになります。さらに、真空需要に対する制御も重要です。最近では、ほとんどのシステムが、真空の需要が低いときに消費電力を抑えられるよう、可変速ドライブを利用しています。

耐用年数の長さ

真空システムの耐用年数を延ばすためには、いくつかのパラメーターを考慮する必要があります。その1つが、適切な技術と適切なポンプ構成です。真空システムで扱う化学物質に適した封液、構造、およびシーリング材がこれに該当します。一方で、システムを適切に使用することも重要です。ほとんどの場合、工場出荷時の性能を維持するために、CIP（定置洗浄）を含む暖機からシャットダウンまでのサイクルが必要になります。

システムのアップグレードによる節約

真空需要を含め、お客様のプロセスが変化している場合があります。これに伴い、お使いのシステムが今でもニーズに合っているか、という問題も生じます。また、運転のエネルギー効率は最善か、という点も問題となります。真空システムのアップグレードや交換の際には、システム全体を見直すことが重要です。それにより最適化の可能性を見出すことができます。最新の技術を使えば、消耗品やエネルギー消費を抑えてコストを削減することも可能となります。たとえば、油拡散式からドライ式のソリューションへの切り替えなどが考えられます。

プロセスガス

プロセスガスの組成によっては、その回収や中和に価値がある場合もあります。たとえば、ドライソリューションでは、真空ポンプの排気口で汚染されていないプロセスガスを回収することができます。水封式真空ポンプは、適切な封液を使用して運転することで効率的な中和システムとなり得ます。たとえばAPOVACは、この目的に特化して設計された製品です。

真空ポンプの選択は、個々のプロセス要件によって左右されます。最適な製品は、COBRA、DOLPHIN、HUCKEPACKまたはR5真空ポンプおよびメカニカルブースターポンプです。

Buschのソリューションは、ほとんどの真空蒸留プロセスで利用されています。
製油所での原油の蒸留から製薬業界におけるAPI（医薬品有効成分）の製造まで、幅広く利用されています。また、農薬業界やフレーバー＆アロマの抽出と調合にも幅広く利用されています。

原油からガソリン、ディーゼル油、航空燃料、灯油を作るには、原油を構成成分に分解する必要があります。このプロセスは製油所で、蒸留を利用して行います。

原油には、重質油や軽質油など沸点の異なるさまざまな炭化水素が含まれているため、複数の蒸留プロセスで処理することが効率化に繋がります。大気圧での蒸留のあと、真空下で2回目の蒸留を行います。ここでは、真空蒸留により、わずかに温度を上げるだけで、重質炭化水素が分離されます。この手法では、成分の分解や望ましくない副産物の生成を最低限に抑えることもできます。