JP2018008185A - 微細物の溶解装置及び溶解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細物を安定的に供給可能であり、かつ、大量の溶解液を製造することが容易である溶解装置を提供する。【解決手段】溶解装置１０は、液体が流出可能な送出口１３及び流入可能な戻り口１４を有し、微細物Ｓを液体に溶解する溶解タンク１と、溶解タンク１内を減圧する真空ポンプ２と、溶解タンク１内に微細物Ｓを供給する微細物供給口４２と、溶解タンク１で溶解されたミックスＭを貯留する貯留タンク６と、溶解タンク１の送出口１３と貯留タンク６とを接続している送出流路７１と、溶解タンク１の戻り口１４と貯留タンク６とを接続している戻り流路７２と、溶解タンク１内のミックスＭを送出口１３から送出流路７１に送液可能な送液部５と、を備える。ミックスＭは、溶解タンク１と貯留タンク６との間を循環可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、液体に微細物を溶解する微細物の溶解装置及び溶解方法に関する。

食品工業や医薬品工業、その他の産業分野において、粉体等の微細物を液体に溶解するための溶解装置が広く利用されている。ここで、微細物を自動的に供給可能な負圧による吸引方式の溶解装置には、大別して２つの方式が存在する。一方は、ポンプによって液体を吸引すると同時に、このとき発生する負圧によって微細物を吸引し、これらを当該ポンプ内で混合する方式であり、ポンプ吸引方式と称する（例えば特許文献１参照）。他方は、液体が貯留された密閉タンク内を減圧することによって、微細物を密閉タンク内にまで負圧吸引する方式であり、真空吸引方式と称する（例えば特許文献２参照）。

特開２０１２−２００７２２号公報 特開２０１０−４２３７６号公報

特許文献１で示されるポンプ吸引方式の溶解装置では、ポンプが液体を吸引するときに発生する負圧に微細物の吸引力が依存している。ポンプが吸引する液体の流量から独立して微細物の供給を制御できないため、微細物を安定的に供給することが難しい。このため、人手による微細物の供給作業が発生し、この作業時に粉体が飛散して環境を汚染するという問題が発生する。

特許文献２で示される真空吸引方式の溶解装置では、専用の真空ポンプを用いて密閉タンク内を減圧するため、液体の流量とは無関係に微細物の供給を制御できる。よって、微細物を安定的に供給することができ、上述の問題は解決する。

しかしながら、特許文献２の溶解装置において、一度に製造可能な溶解液の量は、微細物を溶解する溶解タンクとしての密閉タンクの大きさに依存する。よって、一度に大量の溶解液を製造する場合、大型の密閉タンクを準備するか、又は、複数のバッチに分けて行う必要があり、困難が生じる。

本発明の目的は、微細物を安定的に供給可能であり、かつ、大量の溶解液を容易に製造できる微細物の溶解装置及び溶解方法を提供することである。

本発明の微細物の溶解装置は、液体が流出可能な送出口及び流入可能な戻り口を有し、微細物を液体に溶解する溶解タンクと、前記溶解タンク内を減圧する減圧部と、前記溶解タンク内に前記微細物を供給する微細物供給口と、前記溶解タンクで溶解された溶解液を貯留する貯留タンクと、前記溶解タンクの前記送出口と前記貯留タンクとを接続している送出流路と、前記溶解タンクの前記戻り口と前記貯留タンクとを接続している戻り流路と、前記溶解タンク内の前記溶解液を前記送出口から前記送出流路に送液可能な送液部と、を備えたことを特徴とする。

ここで、本明細書における液体とは、水のような低粘度の流体から、見掛け粘度が１０Ｐａ.ｓ程度の高粘性流体までの全ての流体をいう。本明細書における微細物とは、乾燥した粉体、小固形物、ファイバー状物などの真空吸引可能な全ての乾物をいう。また、本明細書における溶解液とは、少なくとも微細物の溶解が開始している液体であればよく、最終の目標濃度に達していないものも含む。

上記構成によれば、減圧部が溶解タンク内を減圧することによって、微細物供給口から溶解タンク内に微細物を負圧吸引することができる。微細物の供給のための高い吸引力を容易に得られるため、溶解タンク内に微細物を安定的に供給することができる。よって、人手によるホッパへの供給作業を必要とせず、微細物が環境を汚染することを抑制できる。

また、上記構成によれば、送液部の送液力によって、溶解タンク内の溶解液は、送出口から送出流路を経由して貯留タンクに流入する。貯留タンク内の溶解液は、溶解タンクと貯留タンクとの差圧によって、戻り流路を経由して再び溶解タンクに流入する。すなわち、溶解タンクと貯留タンクとの間で溶解液が循環する。これにより、溶解タンク及び貯留タンクは共同して溶解液を貯留することができる。よって、本発明の溶解装置を構成する際、溶解タンクを所望の大きさの貯留タンクに接続することにより、所望の量の溶解液を一度に製造することができる。

したがって、本発明によれば、微細物を安定的に供給可能であり、かつ、大量の溶解液を容易に製造できる微細物の溶解装置を提供することができる。また、比較的小型の溶解タンクを、大型の既存の貯留タンクへ容易に接続でき、効率的な溶解装置を提供することができる。

本発明の微細物の溶解装置は、前記送出流路または前記戻り流路を流れる前記溶解液の流量を調整可能な流量調整部と、前記溶解タンク内の液面高さを検出する液面検出部と、前記液面検出部から得られる情報に基づいて前記流量調整部を制御する液面制御部と、を備えることが好ましい。
この構成によれば、溶解タンクに流入する溶解液の流量が調整されるため、溶解タンク中の溶解液の液面高さを一定の範囲に保つことができる。これにより、溶解タンク内の溶解液が減圧部へ逆流することや、溶解タンク内の液面上に存在する空気が送出口から吸い出されることを抑制できる。

本発明の微細物の溶解装置は、前記送出流路を流れる前記溶解液の流量を測定する流量計と、前記送出流路を流れる前記溶解液を前記貯留タンクに向かって送り出す送出ポンプ部と、前記流量計の測定値に基づいて前記送出ポンプ部を制御する送液制御部と、をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、送液部による送液力を補助することができ、送出流路を流れる溶解液の流量を一定に保つことができる。例えば、貯留タンクと溶解タンクとの互いの配置が離れている場合や、溶解液の粘度が高い場合、又は、溶解タンク内の減圧度を高めた場合などに好適である。

本発明の微細物の溶解装置は、前記送出流路と前記戻り流路とを接続する循環調整流路をさらに備えてもよい。
この構成によれば、送出流路を流れる溶解液の一部は、循環調整流路を経由することにより、貯留タンクを経由せずに溶解タンクに流入することができる。これにより、必要に応じて、溶解タンク内の溶解液の濃度の変化を抑え、安定させることができる。

本発明の微細物の溶解装置は、前記微細物の供給源と前記微細物供給口とを接続する微細物供給流路と、前記微細物供給流路に気体を導入する気体導入流路をさらに備え、前記微細物供給流路の前記微細物供給口側の端部は、前記溶解タンク内に延びており、前記微細物供給口は、前記溶解タンク内で鉛直下方又は鉛直斜め下方に開口していることが好ましい。
この構成によれば、微細物供給流路内に気体を常時満たすことができる。よって、微細物が減圧部に吸引されるのを防ぐために微細物供給口が液面下に配置された場合においても、液体の逆流を防ぎ、微細物供給流路の内部を乾燥状態に保持することができる。よって、微細物によって微細物供給流路が閉塞することを防止することができ、より安定して微細物を供給することができる。

本発明の微細物の溶解方法は、前述の溶解装置を用いた微細物の溶解方法であって、前記溶解タンクの前記送出口を前記送出流路によって前記貯留タンクに接続し、前記溶解タンクの前記戻り口を前記戻り流路によって前記貯留タンクに接続する接続工程と、前記接続工程の後、前記溶解タンクと前記貯留タンクとの間で前記溶解液を循環させる循環工程と、を含むことを特徴とする。
この方法によれば、前述と同様、微細物を安定的に供給可能であり、かつ、大量の溶解液を容易に製造できる。また、所望の大きさの貯留タンクに溶解タンクを接続することにより、溶解液の製造量を自由に設定することができる。

本発明の微細物の溶解方法は、前記循環工程の開始前に、前記貯留タンクに規定量の前記液体を供給する液体供給工程をさらに含んでもよい。
この方法によれば、規定量の溶解液を容易に製造できる。また、液体を温める等の事前準備を容易に行うことができる。

本発明の微細物の溶解方法は、前記循環工程の開始前に、前記貯留タンクに前記液体を規定量の一部供給する液体供給工程と、前記循環工程の間、前記溶解タンクに前記液体を規定量となるまで補給する液体補給工程とをさらに含んでもよい。
この方法によれば、規定量の液体を全量供給する前に溶解液の循環を開始することができるため、目的濃度の溶解液が得られるまでに要する時間を短縮することができる。また、溶解タンクの上方から液体を補給する場合、補給液の散水などにより溶解液の液面に発生した泡を消すことができ、減圧部等への逆流を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る溶解装置を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る溶解装置を示す概略図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１に基づいて説明する。
本実施形態に係る溶解装置１０は、微細物Ｓを液体に供給して溶解させる装置であり、溶解タンク１、真空ポンプ２、ホッパ３、微細物移送部４、送液部５、貯留タンク６、送出流路７１、戻り流路７２、液面検出部８、流量調整バルブ８３、及び、液面制御部８４などを備えている。

なお、液体としては、水のような低粘度の流体から、見掛け粘度が１０Ｐａ.ｓ程度の高粘性流体までの全ての流体を利用できる。微細物Ｓとしては、乾燥した粉体、小固形物、ファイバー状物などの真空吸引可能な全ての乾物を利用できる。
以下の説明では、溶媒としての液体に溶質としての微細物Ｓが溶解することで得られる溶解液をミックスＭと称する。ミックスＭは、最終の目標濃度に達していない溶解液も含む。

溶解タンク１は、内部の減圧に耐える強度（例えば絶対圧力で少なくとも約１０ｋＰａ程度の耐圧性）を有するタンクである。溶解タンク１は、下側が窄まったタンク本体１１と、タンク本体１１の下側に配置された底部分１２とを有している。
また、溶解タンク１は、液体が流出可能な送出口１３及び流入可能な戻り口１４を有している。図１において、送出口１３は底部分１２の側壁部に設けられ、戻り口１４はタンク本体１１の側壁に設けられている。

なお、溶解タンク１内に液体が供給されたとき、溶解タンク１内では気体と液体とが分離して存在し、この境界に液面が形成される。この液面より上側に存在する空間をヘッドスペースＨと称する。

真空ポンプ２は、溶解タンク１の上部に接続され、ヘッドスペースＨの気体を吸引することにより、溶解タンク１を減圧する。すなわち、真空ポンプ２は減圧部として機能する。圧力計２1は、溶解タンク１内の圧力を検出する。
ホッパ３は、溶解タンク１に供給される前の微細物Ｓを貯留する。

微細物移送部４は、微細物供給流路４１、微細物供給口４２、微細物流量調整器４６、微細物供給バルブ４３、気体導入流路４４、及び、気体流量調整バルブ４５を有する。
微細物供給流路４１は、一端がホッパ３の底部に接続され、他端が溶解タンク１内で重力方向に沿って延びている。図１において、微細物供給流路４１の流路本体は、タンク本体１１の側部を貫通している。

微細物供給口４２は、微細物供給流路４１の他端に設けられており、後述の微細物供給工程を行う際、溶解タンク１に貯留された液体の液面下に配置される。また、微細物供給口４２は、鉛直下方に開口している。
微細物供給バルブ４３は、微細物供給流路４１に設けられており、流通する微細物の流量を調整可能である。

微細物流量調整器４６は、微細物供給流路４１のうち微細物供給バルブ４３よりも上流側に設けられている。微細物流量調整器４６は、例えばレデューサなど、下方を絞ったパイプによって構成されており、ホッパ３から溶解タンク１に向かう微細物Ｓの流量が過大にならないように調整する。

気体導入流路４４は、図示しない気体供給源と微細物供給流路４１とを接続している。気体流量調整バルブ４５は、気体導入流路４４に設けられており、流通する気体の流量を調整可能である。気体としては、空気や窒素ガスなどを使用できる。

送液部５は、インペラ５１、ステータ５２、及びモータ５３を有している。ステータ５２は、溶解タンク１の底部分１２内に配置された環状の部材であり、インペラ５１を内側に収容する。ステータ５２には、液体が流通可能な複数の孔が設けられている。インペラ５１は、モータ５３に接続された軸５４、及び、軸５４に設けられた複数の羽根５５を有する。インペラ５１の羽根５５とステータ５２との間には隙間が存在し、モータ５３の駆動によってインペラ５１が回転する。

貯留タンク６は、ミックスＭを貯留可能なタンクであり、タンク本体６０、流入口６１、流出口６２、及び、排出口６３を有している。また、貯留タンク６には、モータ６５、及び、モータ６５に連結された撹拌翼６４が設置されている。
図１において、流入口６１及び流出口６２は、タンク本体６０の側壁部に形成されており、排出口６３は、通常、タンク本体６０の底壁部に形成される。
なお、貯留タンク６は、図示しているように密閉タンクであってもよいが、大気開放型のタンクであってもよい。

送出流路７１は、溶解タンク１の送出口１３と貯留タンク６の流入口６１とを接続している。送出流路７１には流量計７３が設けられている。流量計７３を見ることで、溶解装置１０が正確に稼働しているか点検可能である。
戻り流路７２は、貯留タンク６の流出口６２と溶解タンク１の戻り口１４とを接続している。

液面検出部８は、溶解タンク１のタンク本体１１の側壁部に設けられた２つの液面センサ８１、８２を有している。液面センサ８１は、所望の液位範囲の上限位置に配置され、液面センサ８２は、所望の液位範囲の下限位置に配置されている。
液面センサ８１、８２としては、例えば液体の電気伝導性を利用した接触型センサや、液体の屈折や反射などを利用した光センサなどを利用できる。
なお、所望の液位範囲は任意に設定可能であるが、溶解タンク１にヘッドスペースＨが確保され、かつ、微細物供給口４２が液面下に配置されるように設定する。また、ミックスＭの撹拌時、液面に発生する泡が真空ポンプ２に吸いこまれない程度の上限位置と、ヘッドスペースＨの空気が送出口１３から送出されない程度の下限位置とを設定することが好ましい。

流量調整バルブ８３は、戻り流路７２に設けられ、貯留タンク６から溶解タンク１に向かって流れる液体の流量を調整する流量調整部として機能する。
液面制御部８４は、液面検出部８から得られる情報に基づいて、溶解タンク１内の液面が所望の液面範囲に位置するように流量調整バルブ８３を制御する。詳細については後述する。

次に、溶解装置１０を用いて微細物Ｓを溶解する方法について図１に基づいて説明する。
（接続工程）
まず、目的量のミックスＭを貯留可能な貯留タンク６を準備し、これに溶解タンク１を接続する。具体的には、溶解タンク１の送出口１３に接続された送出流路７１を貯留タンク６の流入口６１に接続し、溶解タンク１の戻り口１４に接続された戻り流路７２を貯留タンク６の流出口６２に接続する。

（液体供給工程）
接続工程の後、溶媒としての液体を、規定量の全て、貯留タンク６に供給する。この規定量は、製造する溶解液の目的量に基づいて求められる。

（事前循環工程）
液体供給工程の後、真空ポンプ２の駆動を開始する。真空ポンプ２により溶解タンク１内が減圧されると、貯留タンク６内の液体が溶解タンク１に向かって負圧吸引される。溶解タンク１にある程度の量の液体が貯留された後、送液部５の駆動を開始する。
送液部５の駆動によってインペラ５１が回転すると、溶解タンク１内の液体が撹拌されると同時に、液体に遠心力が発生する。このときの遠心力は、溶解タンク１内の減圧下において液体が送出口１３から吐出され得る程度の力を有する。
送液部５によって溶解タンク１内の液体が送出口１３から吐出され、貯留タンク６へ送出される。これにより、液体は溶解タンク１と貯留タンク６との間で循環する。なお、このとき、微細物供給バルブ４３は閉弁状態である。

（気体供給工程）
事前循環工程の開始前、又は、少なくとも事前循環工程において溶解タンク１内の微細物供給口４２が液体に浸かる前、気体流量調整バルブ４５を開弁する。これにより、気体供給源から供給された気体は、気体導入流路４４を介して微細物供給流路４１に流入し、微細物供給口４２から放出される。気体の量は、微細物供給口４２から一定量の気泡が液中に連続して放出される程度であることが好ましい。

（液面調整工程）
事前循環工程の開始後、液面制御部８４は、流量調整バルブ８３の制御を開始する。具体的には、液面制御部８４は、液面検出部８から得られる情報に基づいて、溶解タンク１内の液面が所望の液面範囲に位置するように流量調整バルブ８３を制御する。例えば、液面センサ８１が液面を検出した場合、流量調整バルブ８３は流量を減少させる。２つの液面センサ８１、８２がいずれも液面を検出しない場合、流量調整バルブ８３は流量を増大させる。液面センサ８２が液面を検出し、かつ液面センサ８１が液面を検出しない場合、流量調整バルブ８３は流量を維持する。これにより、溶解タンク１内には一定量の液体が貯留される。

（微細物供給工程）
事前循環工程により液体の循環が開始した後、微細物供給バルブ４３を開弁する。これにより、ホッパ３内の微細物Ｓは、負圧吸引され、微細物供給流路４１を経由して微細物供給口４２から溶解タンク１内の液体に連続的に投入される。微細物Ｓを投入された液体はインペラ５１の回転によって撹拌され、微細物Ｓの溶解が進行する。微細物Ｓが塊となって羽根５５とステータ５２との間の隙間より大きくても、羽根５５の回転により、微細物Ｓが粉砕される。
なお、ホッパ３には規定量の微細物Ｓが予め充填されているものとする。この規定量は、製造する溶解液の目的濃度と目的量とに基づいて求められる。

（循環工程）
上述の微細物供給工程が行われている間、上述の事前循環工程から引き続いて真空ポンプ２及び送液部５の駆動を行うことにより、微細物Ｓが溶解したミックスＭの循環を行う。
具体的には、ミックスＭは、送液部５によって送出口１３から吐出され、送出流路７１を経由して流入口６１から貯留タンク６に流入する。貯留タンク６内に貯留されたミックスＭは、溶解タンク１と貯留タンク６との差圧によって流出口６２から流出し、戻り流路７２を経由して戻り口１４から溶解タンク１に流入する。なお、このとき、モータ６５の駆動によって、撹拌翼６４が貯留タンク６内のミックスＭを撹拌する。

ホッパ３内の微細物Ｓが全て供給されると、微細物供給工程が終了する。微細物供給工程の終了後、貯留タンク６内のミックスＭが規定の濃度になった時点で循環工程を終了する。これにより、最終的な濃度のミックスＭが製造される。
製造されたミックスＭは、貯留タンク６の排出口６３から排出可能である。

（第１実施形態の効果）
本実施形態では、次の効果を奏することができる。
（１）溶解装置１０によれば、真空ポンプ２が溶解タンク１内を減圧することによって、微細物Ｓの供給のための高い吸引力を容易に得られることになり、溶解タンク１内に微細物Ｓを安定的に供給することができる。また、送液部５の送液力が加わることによって、溶解タンク１と貯留タンク６との間でミックスＭが循環することになり、溶解タンク１及び貯留タンク６は共同してミックスＭを貯留することができる。このため、溶解装置１０を構成する際、溶解タンク１を所望の大きさの貯留タンク６に接続することにより、所望の量のミックスＭを一度に製造することができる。
したがって、溶解装置１０は、微細物Ｓを安定的に供給可能であり、かつ、大量のミックスＭを容易に製造できる。また、比較的小型の溶解タンク１を用いれば、溶解装置１０を既存設備へ容易に設置することができる。

（２）液面制御部８４は、液面検出部８から得られる情報に基づいて流量調整バルブ８３を制御することができる。これにより、溶解タンク１中のミックスＭの液面高さを一定の範囲に保つことができる。このため、溶解タンク１内のミックスＭが真空ポンプ２へ逆流することや溶解タンク１の送出口１３から空気が吸い出されることを抑制できる。

（３）微細物供給口４２は重力方向下側に向かって開口しており、微細物供給流路４１には気体導入流路４４を介して気体が導入される。これにより、微細物供給流路４１内に気体を常時満たすことができ、その内部を乾燥状態に保持することができる。このため、より安定して微細物Ｓを供給することができる。

（４）第１実施形態による微細物Ｓの溶解方法は、溶解装置１０を用いた微細物Ｓの溶解方法であって、溶解タンク１の送出口１３を送出流路７１によって貯留タンク６に接続し、溶解タンク１の戻り口１４を戻り流路７２によって貯留タンク６に接続する接続工程と、接続工程の後、溶解タンク１と貯留タンク６との間でミックスＭを循環させる循環工程と、を含む。
この方法によれば、前述と同様、微細物Ｓを安定的に供給可能であり、かつ、大量のミックスＭを製造することが容易である。また、所望の大きさの貯留タンク６に溶解タンク１を接続することにより、ミックスＭの製造量を自由に設定することが可能である。

（５）また、第１実施形態による微細物Ｓの溶解方法は、循環工程の開始前に貯留タンク６に規定量の液体を供給する液体供給工程を含む。この方法によれば、規定量のミックスＭを容易に製造することができる。また、液体を温める等の事前準備を行うことが容易になる。

（６）第１実施形態において、送液部５は、溶解タンク１内に設けられたインペラ５１及びステータ５２、ならびに、インペラ５１に接続されたモータ５３を有する。このような構成によれば、送液部５は、溶解タンク１内のミックスＭを送液する機能を有しつつ、同時に溶解タンク１内のミックスＭを撹拌する機能を有する。また、微細物Ｓが塊となって存在する場合には、インペラ５１の羽根５５の回転により、微細物Ｓが粉砕される。これにより微細物Ｓの溶解が進行し易い。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図２に基づいて説明する。
第２実施形態の溶解装置２０は、液体供給部９、送出ポンプ部５８、送液制御部７４、循環調整流路７６、流量調整バルブ７７、及び、戻りポンプ部８５をさらに備える点が第１実施形態と異なっており、他の構成は第１実施形態と同様である。第２実施形態では、第１実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。

液体供給部９は、溶解タンク１の上部に設けられており、溶解タンク１内に溶媒としての液体を供給する。
送出ポンプ部５８は、送出流路７１に設けられており、溶解タンク１から貯留タンク６に向かって液体を送り出す。送液制御部７４は、流量計７３による計測値に基づいて送出ポンプ部５８を制御可能である。

循環調整流路７６は、送出流路７１と戻り流路７２とを接続している。循環調整流路７６は、流量調整バルブ８３及び送出ポンプ部５８よりも、溶解タンク１側で接続されることが好ましい。流量調整バルブ７７は、循環調整流路７６を流れる液体の流量を調整する。

戻りポンプ部８５は、戻り流路７２に設けられており、貯留タンク６から溶解タンク１に向かって液体を送り出す。

第２実施形態による溶解方法について、第１実施形態とは異なる点を説明する。
液体供給工程では、溶媒としての液体を、規定量の全量ではなくその一部である所定量、貯留タンク６に供給する。ここで、所定量とは、後の循環工程及び液面調整工程を行うことが可能な程度であることが好ましい。その後、循環工程の間、溶解タンク１に液体を規定量となるまで補給する液体補給工程を行う。

また、循環工程では、第１実施形態で説明した工程に加え、送液制御部７４による送出ポンプ部５８の制御を行う。送液制御部７４は、流量計７３の測定値に基づいて、送出流路７１を流れる液体の流量が一定になるように送出ポンプ部５８を制御する。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態は第１実施形態の（１）〜（４）及び（６）と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（７）送液制御部７４は、流量計７３の測定値に基づいて送出ポンプ部５８を制御することができる。これにより、送液部５による送液力を補助することができ、送出流路７１を流れるミックスＭの流量を一定に保つことができる。このような構成は、例えば、溶解タンク１と貯留タンク６との互いの配置が離れている場合や、ミックスＭの粘度が高い場合、又は、溶解タンク１内の減圧度を高めた場合などに好適である。

（８）送出流路７１を流れるミックスＭの一部は、循環調整流路７６を経由することにより、貯留タンク６を経由せずに溶解タンク１に流入することができる。これにより、必要に応じて、溶解タンク１内のミックスＭの濃度の変化を抑え、安定させることができる。

（９）戻りポンプ部８５は、溶解タンク１内の減圧によるミックスＭの負圧吸引を補助することができる。このような構成は、例えば、溶解タンク１と貯留タンク６との互いの配置が離れている場合や、ミックスＭの粘度が高い場合、又は、溶解タンク１内の減圧度が低い場合などに好適である。

（１０）また、第２実施形態による微細物Ｓの溶解方法は、循環工程の開始前に、貯留タンク６に液体を規定量の一部供給する液体供給工程と、循環工程の間、溶解タンク１に液体を規定量となるまで補給する液体補給工程とを含んでいる。この方法によれば、規定量の液体を全量供給する前にミックスＭの循環を開始することができるため、目的濃度のミックスＭが得られるまでに要する時間を短縮することができる。また、溶解タンク１の上方から液体を補給する場合、補給液の散水などによってミックスＭの液面に発生した泡を消すことができ、真空ポンプ２への逆流を抑制できる。

［変形例］
本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。

各実施形態において、微細物供給流路４１は、一端がホッパ３の底部に接続されているが、これに限定されない。例えば、微細物供給流路４１は、微細物Ｓを収容する他の収容容器の上部または側壁に接続されてもよい。また、微細物供給流路４１と湾曲可能なホースとを接続することにより、人手で上下左右に移動できる吸引ノズルを実現してもよい。これらの場合、微細物供給流路４１にポンプ等の搬送装置を設け、当該搬送装置が微細物Ｓの移送を補助してもよい。

各実施形態において、微細物供給流路４１は、タンク本体１１の側壁を貫通しているが、これに限定されない。例えば、微細物供給流路４１は、タンク本体１１の底部や上部など、溶解タンク１のいずれかの箇所を通過していてもよい。仮に微細物供給流路４１がタンク本体１１の底部を貫通する場合、微細物供給流路４１はタンク１内部で逆さのＵ字形を描いていてもよい。

各実施形態において、微細物Ｓが真空ポンプ２に吸引されることを防ぐためには、微細物供給口４２が液面下に配置されることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。

各実施形態において、微細物供給口４２は、鉛直下方に開口しているが、鉛直斜め下方に開口していてもよい。このような構成によっても、各実施形態と同様の効果を奏することができる。

各実施形態において、溶解タンク１の戻り口１４は、タンク本体１１の側壁に形成されているが、タンク本体１１の底部又は上部に形成されていてもよい。同様に、貯留タンク６の流入口６１及び流出口６２は、タンク本体６０の側壁に形成されているが、タンク本体６０の底部又は上部に形成されていてもよい。
また、各実施形態において、溶解タンク１の送出口１３は、底部分１２の側壁に設けられているが、これに限られない。例えば、本発明の送液部として上述のように送出流路７１に設置されたポンプを用いる場合など、溶解タンク１の送出口１３は、タンク本体１１の側壁又は底部に設けられていてもよい。

各実施形態において、送出流路７１には、撹拌せん断機能を有するポンプ、いわゆるシャーポンプが設けられていてもよい。当該ポンプは、送出流路７１のいずれの位置に設けられていてもよいが、溶解タンク１の送出口１３の近傍が設けられることが好ましい。当該ポンプによれば、微細物Ｓの溶解を促進することができる。

第２実施形態の変形例として、液面制御部８４は、液面検出部８から得られた情報に基づいて、溶解タンク１内の液面を所望の液面範囲にするための制御信号を送液制御部７４に出力してもよい。また、送液制御部７４は、液面制御部８４から受信した制御情報に基づいて送出ポンプ部５８の制御を行ってもよい。この場合、送出ポンプ部５８は、本発明の流量調整部として、送出流路７１を流れるミックスＭの流量を調整する。このような構成によれば、溶解タンク１から送出されるミックスＭの流量が調整され、溶解タンク１内の液面を所望の液面範囲にすることができる。

本発明の送液部は、第１実施形態で説明した構成に限定されず、溶解タンク１内の液体を送出口１３から送出流路７１に送液する送液力を発生するものであればよい。例えば、第２実施形態で説明した送出ポンプ部５８のように、送出流路７１に設置されたポンプを送液部として用いてもよい。

本発明の微細物供給口は、微細物移送部４を構成するものに限定されない。例えば、図１及び図２において破線で示すように、微細物供給口４９はタンク本体１１に設けられており、微細物供給流路４８は微細物供給口４９に接続されていてもよい。

本発明の液面検出部は、２つの液面センサ８１、８２であることに限定されない。すなわち、本発明の液面検出部は、所望の液位範囲の上限位置及び下限位置を検出できればよく、これを満たせばその他の液位計、例えば、差圧型液位計や超音波型液位計、静電容量型液位計、又はロードセルを用いたタンクの重量計などを利用できる。

本発明の減圧部としては、真空ポンプ２を用いる構成に限らず、溶解タンク１内の圧力を制御できる公知の機器を使用することができる。同様に、本発明の流量調整部としては、流量調整バルブ８３や送出ポンプ部５８を用いる構成に限られず、流量を調整可能な公知の機器を使用することができる。

本発明は微細物の液体への溶解方法を提供するものであるが、本発明の溶解タンクに他の液体を負圧吸引することを組み合わせて行ってもよい。なお、本発明の溶解タンクに他の液体を負圧吸引する方法としては、従来の負圧吸引技術を用いることができる。
例えば、溶解タンク内の液体に、従来の負圧吸引技術で吸引した他の液体を溶解してから、本発明の溶解方法により微細物を溶解してもよい。あるいは、本発明の溶解方法により微細物を溶解してから、その溶解液に従来の負圧吸引技術で吸引した他の液体を混合してもよい。
すなわち、従来技術による他の液体の溶解は、本発明による微細物の溶解過程を妨げない範囲で、本発明の溶解タンクにおいて任意に実施することができる。

以上の実施形態による溶解装置は、１つの溶解タンク１と１つの貯留タンク６とを接続することによって構成しているが、他の実施形態として、２つ以上の溶解タンクを１つの貯留タンクに接続してもよい。このような構成によれば、溶解装置による微細物Ｓの溶解速度を速めたり、種類の異なる複数の微細物Ｓを調合したりすることができる。

本発明の実施例を以下に示す。
第１実施形態による微細物Ｓの溶解装置１０及び溶解方法を用い、以下の条件下で溶解試験を行った。
＜試験条件＞
溶解タンクの容量 ：１００Ｌ
溶解タンクの内圧 ：−５０ｋＰａ
インペラ回転数 ：２０００ｒｐｍ
送液部の吐出圧 ：未減圧下で１１０ｋＰａ
流量調整バルブ ：開度調整型
微細物 ：市販の脱脂粉乳７５ｋｇ
溶媒としての液体 ：水３００Ｌ
溶解液の濃度（Ｗ／Ｗ）：２０％

＜溶解試験の結果＞
この結果、脱脂粉乳の供給開始から約１分３０秒で脱脂粉乳の全量が溶解した。製造された溶解液を検査したところ、良好な状態であることを確認した。

１…溶解タンク、１０、２０…溶解装置、１３…送出口、１４…戻り口、２…真空ポンプ、４１…微細物供給流路、４２…微細物供給口、４４…気体導入流路、５…送液部、５８…送出ポンプ部、６…貯留タンク、７１…送出流路、７２…戻り流路、７３…流量計、７４…送液制御部、７６…循環調整流路、８…液面検出部、８３…流量調整バルブ、８４…液面制御部、９…液体供給部、Ｍ…ミックス、Ｓ…微細物。

Claims (8)

1. 液体が流出可能な送出口及び流入可能な戻り口を有し、微細物を前記液体に溶解する溶解タンクと、
   前記溶解タンク内を減圧する減圧部と、
   前記溶解タンク内に前記微細物を供給する微細物供給口と、
   前記溶解タンクで溶解された溶解液を貯留する貯留タンクと、
   前記溶解タンクの前記送出口と前記貯留タンクとを接続している送出流路と、
   前記溶解タンクの前記戻り口と前記貯留タンクとを接続している戻り流路と、
   前記溶解タンク内の前記溶解液を前記送出口から前記送出流路に送液可能な送液部と、
   を備えたことを特徴とする微細物の溶解装置。
2. 請求項１に記載された微細物の溶解装置において、
   前記送出流路または前記戻り流路を流れる前記溶解液の流量を調整可能な流量調整部と、
   前記溶解タンク内の液面高さを検出する液面検出部と、
   前記液面検出部から得られる情報に基づいて前記流量調整部を制御する液面制御部と、を備えることを特徴とする微細物の溶解装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された微細物の溶解装置において、
   前記送出流路を流れる前記溶解液の流量を測定する流量計と、
   前記送出流路を流れる前記溶解液を前記貯留タンクに向かって送り出す送出ポンプ部と、
   前記流量計の測定値に基づいて前記送出ポンプ部を制御する送液制御部と、をさらに備えることを特徴とする微細物の溶解装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載された微細物の溶解装置において、
   前記送出流路と前記戻り流路とを接続する循環調整流路をさらに備えることを特徴とする微細物の溶解装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載された微細物の溶解装置において、
   前記微細物の供給源と前記微細物供給口とを接続する微細物供給流路と、
   前記微細物供給流路に気体を導入する気体導入流路をさらに備え、
   前記微細物供給流路の前記微細物供給口側の端部は、前記溶解タンク内に延びており、
   前記微細物供給口は、前記溶解タンク内で鉛直下方又は鉛直斜め下方に開口していることを特徴とする微細物の溶解装置。
6. 液体が流出可能な送出口及び流入可能な戻り口を有し、微細物を前記液体に溶解する溶解タンクと、
   前記溶解タンク内を減圧する減圧部と、
   前記溶解タンク内に前記微細物を供給する微細物供給口と、
   前記溶解タンクで溶解された溶解液を貯留する貯留タンクと
   前記溶解タンクの前記送出口と前記貯留タンクとを接続している送出流路と、
   前記溶解タンクの前記戻り口と前記貯留タンクとを接続している戻り流路と、
   前記溶解タンク内の前記溶解液を前記送出口から前記送出流路に送液可能な送液部と、を備えた溶解装置を用いた微細物の溶解方法であって、
   前記溶解タンクの前記送出口を前記送出流路によって前記貯留タンクに接続し、前記溶解タンクの前記戻り口を前記戻り流路によって前記貯留タンクに接続する接続工程と、
   前記接続工程の後、前記溶解タンクと前記貯留タンクとの間で前記溶解液を循環させる循環工程と、を含むことを特徴とする溶解方法。
7. 請求項６に記載の微細物の溶解方法において、
   前記循環工程の開始前に、前記貯留タンクに規定量の前記液体を供給する液体供給工程をさらに含むことを特徴とする微細物の溶解方法。
8. 請求項６に記載の微細物の溶解方法において、
   前記循環工程の開始前に、前記貯留タンクに前記液体を規定量の一部供給する液体供給工程と、
   前記循環工程の間、前記溶解タンクに前記液体を規定量となるまで補給する液体補給工程と、をさらに含むことを特徴とする微細物の溶解方法。

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