JP2002001080A - 物質の微粒化装置 - Google Patents

物質の微粒化装置

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 物質を微粒化処理する際に、粒度の異なる処
理が容量一定の状態で可能となり、しかも、処理効率が
勝れているものとなること。 【解決手段】 軸方向と交差する入口14及び軸方向の
出口15を設けた筒体16と、この筒体に反出口側から
の操作にて軸方向に移動する内筒17からなり、内筒に
は複数群からなる多数の穴18が配設され、内筒の操作
移動により入口連接の室19に同一径の穴が一つの群と
して露出していること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品、化学、医薬
等の各業界で扱う物質を微粒化する装置に関し、特に、
物質を、乳化、分散、撹拌又は破砕の状態にて、ミクロ
ン台又はそれ以下の均一(又は均質)的な粒子径に微粒
化して、安定した粒度分布のものを得る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の物質の微粒化装置として、APV
式ゴーリンホモゲナイザが知られている。これは、図4
に示す原理を一例として使用したものである。すなわ
ち、図4において、バルブシート1に対し、僅かの隙間
でバルブ2が対面し、高圧下のもとで送られた原料を前
記隙間から半径方向外方に噴出させインパクトリング3
の内径壁に衝突させることにより、原料中の物質を微粒
化、均質化して本体4から取出すというものである。従
来のものは、この原理を使用して、原料の処理圧力が数
107 Paのもとで、所望の処理量(10ton/h)
のものを得るものである。
【0003】また、他の従来の物質の微粒化装置とし
て、特定穴径の細管、或いは、オリフィス(小孔)を有
するジェネレータ(装置本体)により加圧原料を微粒化
するものが知られている(例えば本発明者による特許第
3002432号参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置は、前者においてはインパクト原理の特性上、
ある程度の粒度変化に対応できるという利点があるが、
微粒化の処理効率の点では劣るという不利点があり、ま
た、後者においてはオリフィス流れの特性上、微粒化の
処理効率の点では勝るという利点があるが、粒度変化の
際にいちいちジェネレータを変えなければならないとい
う不利点がある。
【0005】そこで本発明者は、前記後者のものについ
て鋭意研究した結果、後者の微粒化効率の勝る利点を確
保しながら、その不利点即ち粒度変化の際にいちいちジ
ェネレータを変える点を改善し、あらゆる分野において
広く利用できるマルチジェネレータとして機能する物質
の微粒化装置を開発することができた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は次に掲げるもの
である。
【0007】[請求項1]原料供給口に供給された原料
を加圧して装置本体に送り、この本体で前記原料中の物
質を微粒化して取出す物質の微粒化装置において、前記
本体は、軸方向と交差する入口及び軸方向の出口を設け
た筒体と、この筒体に反出口側からの操作にて軸方向に
移動する内筒とからなり、この内筒には複数群からなる
多数の穴が配設されていて、前記内筒の軸方向の操作移
動により前記入口に連接の室に同一径の穴が一つの群と
して露出していることを特徴とする物質の微粒化装置。
【0008】[請求項2]複数群の穴は径の大きさの順
に軸方向に配設されていることを特徴とする請求項1記
載の物質の微粒化装置。
【0009】本発明は次のように作用する。内筒には例
えば穴径で大中小3群の穴を配設してあるものとする
と、入口に供給された加圧原料が室(加圧室)に露出す
る穴径大の群の穴を通過する際、原料中の物質はその穴
の大きさによって粗い粒度のものに微粒化され、内筒の
中の通路を経て出口へと流れる。次に内外筒いずれかを
相対移動操作して前述よりは小さい穴径で中位の径の群
が露出するようにした場合には中位の粒度のものに微粒
化される。更に、移動操作して径が一番小さい場合には
最も小さい粒度(超微粒)のものに微粒化される。つま
りは、穴径に比例(音波波動の周波数には反比例)して
効率良く微粒化される。ここで、3群の穴は、径大のと
きは数が少なく、逆に径小のときは数が多いというよう
にしてもよいし、又、3群同数でも良く、或いは、その
反対でもよく、数の多少は問わない。それは、大中小の
粒度のものに微粒化される際に、速度が穴径に反比例す
るため出来高容量としてはほぼ等しくなるからである。
【0010】このため、本発明装置は、一つの装置本体
で粒度の異なる処理ができ、あらゆる分野にて広く利用
できる、いわゆるマルチジェネレータとしての機能を発
揮する。
【0011】次に、処理サイクル数を多くして物質の超
微粒化及び均質化の効率的処理を達成する場合について
考察するに、処理効率からいえば、初めのサイクルでは
穴径大の群を用い、次には、中位の群、そして最後のサ
イクルでは穴径小の群を用いる事が望ましいものであ
る。その理由としては、第1に最初から超微粒化しよう
とすると、粗大な粒子が混じっているため、かたまりが
でき易く穴などが詰まる恐れがあること、第2に、ポン
プによる穴,オリフィスの原料流れの発生時には、音波
波動の周波数が穴径に反比例する関係となるため、穴径
大の場合は周波数が低い、即ち大きな粒子には波長の長
い大きな波を用いる方が良く、反対に穴径小の場合は周
波数が高い、即ち、小さな粒子には小さい波を用いる方
が良く、このようにすることで微粒化処理及び均質化処
理の効率が最も良好になるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1乃至
図3により説明する。図1において、原料は原料供給口
10に供給されると、高圧のポンプ(圧力106 〜10
7 Paのプランジャ型)11により加圧されて本装置の
本体(ジェネレータ)12に送られ、ここで微粒化され
て実線Xの径路を通って、微粒化製品の受入器13に受
入れられ取出される。又、数サイクル経過の上で微粒化
しようとする場合は、一点鎖線Yの径路を通って原料供
給口10に戻され、更に微粒化すべく処理される。
【0013】図2において、本体12は硬質ステンレス
製の筒体(外筒といえる)16と、この筒体16の内径
に、ぴったり摺動し移動可能な超硬質セラミック製の内
筒17とを有する。筒体16は軸方向と直角な入口14
を有し、また軸方向の出口15を有する。内筒17には
多数の穴18が配設され、中の通路24まで貫通するよ
うに設けられている。穴18のうち、穴径0.8mmの
大きい穴18aが軸方向に4列あってA群を構成し、そ
の左側に、0.5mmの中位の穴18bが6列あってB
群を構成し、更にその左側に、0.2mmの小さい穴1
8cが7列あってC群を構成し、ABCの順に配設する
ようにしている。そして、本図2においては、B群の穴
18bが入口14と連通する室(加圧室即ち高圧の処理
室)19に露出した状態を示している(図3参照)が、
この室19にはA群及びC群も同様に露出することがで
きる。それは、ハンドル23を回し、図2の左方へねじ
に従って移動させ、筒体16と一体の蓋部21から離し
た上で、内筒17と一体のねじ20を回し蓋部21に対
しねじ移動させ元通りハンドル23を締めこんで正規に
セットすることで達成される。22は外筒16の内径部
分即ち軸方向4箇所穿設の溝に嵌合のOリングで高圧に
対しての洩れ止めである。ここで前述の正規にセットし
た状態では、室19に露出するA,B,C各群の穴18
a,18b,18cは夫々の穴すべてが等しく軸方向で
相隣るOリング22の間に納まるようになっている。
【0014】そして、例えば図3において、穴18bが
円周上8個互いに対向しているため、加圧室19から各
穴18bに流入した高速流が中心の通路24で互いに正
面衝突したときは、そのエネルギーは一つの穴流速のも
のの8倍というように大きくなり、微粒化上良好な処理
効率を達成する。この場合において、中心通路24の内
径は最適値を選択することが望ましい。即ち細いと詰ま
り抵抗のため高速流が得られず、又、反対に太いと拡が
り散逸のため大きい衝突効果が得られないからである。
【0015】尚、前記実施例においては、内外筒の機械
加工は同心円状に行なうことが多く製作容易であり、
又、内筒の複数群の穴加工も溝加工と異なり、貫通され
れば良いので、非常に簡単であり、製作上、大変なメリ
ットがある。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、物質を微粒化するに際
し、粒度(粒径)の異なるもの、即ち、粗いもの、中位
のもの、さらに、超微細のものと任意に又、使用分野で
最適のものに微粒化処理及び均質化処理ができ、あらゆ
る分野で広く利用することができる効果がある。しか
も、従来のAPV式に比較し、処理効率が30〜50%
勝れたものとなっている。更に、製作上も非常に簡単で
大変なメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置本体を含む全体的システム図であ
る。
【図2】図1の装置本体の縦断面図である。
【図3】図2のIII−III線による断面図である。
【図4】従来装置の原理説明図である。
【符号の説明】
10 原料供給口 11 高圧のポンプ 12 本体 13 微粒化製品の受入器 14 入口 15 出口 16 筒体 17 内筒 18 穴 18a 大きい穴 18b 中位の穴 18c 小さい穴 19 室 20 ねじ棒 21 蓋部 22 Oリング 23 ハンドル 24 通路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料供給口に供給された原料を加圧して
    装置本体に送り、この本体で前記原料中の物質を微粒化
    して取出す物質の微粒化装置において、前記本体は、軸
    方向と交差する入口及び軸方向の出口を設けた筒体と、
    この筒体に反出口側からの操作にて軸方向に移動する内
    筒とからなり、この内筒には複数群からなる多数の穴が
    配設されていて、前記内筒の軸方向の操作移動により前
    記入口に連接の室に同一径の穴が一つの群として露出し
    ていることを特徴とする物質の微粒化装置。
  2. 【請求項2】 複数群の穴は径の大きさの順に軸方向に
    配設されていることを特徴とする請求項1記載の物質の
    微粒化装置。
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