JP7419033B2 - 脂肪酸中和物の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、脂肪酸中和物の製造方法に関する。
液体石鹸の製造では、脂肪酸配合液と塩基性水溶液とを混合して脂肪酸をアルカリ剤で中和することにより脂肪酸中和物を生成させる。そして、そのような液体石鹸の製造方法として、例えば、特許文献１には、脂肪酸配合液と塩基性水溶液とを接触させ、それから１秒以内に、それらを細孔に流通させて混合することが開示されている。また、脂肪酸中和物を生成させる固形石鹸の製造方法として特許文献２には、脂肪酸配合液と塩基性水溶液とを２流体混合ノズルに供給し、その２流体混合ノズルから、それらの混合液を、透孔を有する隔壁で仕切られた複数の部屋のそれぞれに軸回転する撹拌羽根が設けられた装置内に噴射することが開示されている。
ところで、脂肪酸をアルカリ剤で中和して生成する脂肪酸中和物は、ゲル及びその凝集物を形成する。そして、この脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物を溶解するのに時間を要する。そのため、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が、液体石鹸の製造効率を大きく下げる主要因となる。
本発明の課題は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が抑制される脂肪酸中和物の製造方法を提供することである。
本発明は、脂肪酸配合液と塩基性水溶液とを混合する混合ステップを有する脂肪酸中和物の製造方法であって、前記混合ステップにおいて、前記脂肪酸配合液を前記塩基性水溶液に噴流状態で吐出させるものである。
本発明によれば、脂肪酸配合液を塩基性水溶液に噴流状態で吐出させることにより、生成する脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成を抑制することができる。
本発明は、脂肪酸配合液と塩基性水溶液とを混合する混合ステップを有する脂肪酸中和物の製造方法であって、前記混合ステップにおいて、前記脂肪酸配合液を前記塩基性水溶液に噴流状態で吐出させる脂肪酸中和物の製造方法である。
以下、各実施形態に共通して記載する。
本発明の脂肪酸中和物の製造方法では、まず、脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを調製する。
脂肪酸配合液Ａは、脂肪酸を含有する。脂肪酸としては、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、パーム核脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、純粋脂肪酸等が挙げられる。脂肪酸配合液Ａは、これらのうちの１種又は２種以上の脂肪酸を含有することが好ましい。脂肪酸の炭素数は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１０以上、より好ましくは１２以上であり、好ましくは２４以下、より好ましくは２２以下、更に好ましく１８以下、更に好ましくは１６以下である。
脂肪酸配合液Ａにおける脂肪酸の含有量は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上であり、更に好ましくは６０質量％以上であり、更に好ましくは８０質量％以上であり、更に好ましくは９０質量％以上であり、好ましくは９９．５質量％以下、より好ましくは９９質量％以下、更に好ましくは９８．５質量％以下である。
脂肪酸配合液Ａは、非イオン性界面活性剤を含有していてもよい。非イオン性界面活性剤としては、例えば、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。脂肪酸配合液Ａは、これらのうちの１種又は２種以上の非イオン性界面活性剤を含有していてもよく、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステルを含有することが好ましく、モノステアリン酸ポリエチレングリコールを含有することがより好ましい。脂肪酸配合液Ａにおける非イオン性界面活性剤の含有量は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上、更に好ましくは１．５質量％以上であり、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、更に好ましくは３質量％、更に好ましくは２質量％以下である。
脂肪酸配合液Ａは、脂肪酸以外に、溶媒、清涼剤、保湿剤、酸化防止剤、電解質、非イオン性とせっけんを除く界面活性剤等を含有していてもよい。
塩基性原料水溶液Ｂは、アルカリ剤を含有する。アルカリ剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン化合物等が挙げられる。塩基性原料水溶液Ｂは、これらのうちの１種又は２種以上のアルカリ剤を含有することが好ましい。塩基性原料水溶液Ｂにおけるアルカリ剤の含有量は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは５質量％以上、より好ましくは７質量％以上、更に好ましくは８．５質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは２５質量％以下、更に好ましくは１５質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下である。
塩基性原料水溶液Ｂは、水溶性溶剤を含有していてもよい。水溶性溶剤は、水と相溶性を有する溶剤であれば使用可能であるが、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくはポリオールから選択される１種又は２種以上、より好ましくはグリセリン及びポリグリセリンから選ばれる１種又は２種以上、更に好ましくはグリセリンである。塩基性原料水溶液Ｂにおける水溶性溶剤の含有量は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは２０質量％以上であり、更に好ましくは３０質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４２質量％以下、更に好ましくは３５質量％以下である。
塩基性原料水溶液Ｂは、アルカリ剤及び水以外に、電解質、界面活性剤、キレート剤等を含有していてもよい。
脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比（脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数／塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数）は、脂肪酸中和物を生成する観点から、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上であり、同様の観点から、好ましくは１．２以下、より好ましくは１．１以下である。
本願における「噴流状態」とは、塩基性水溶液Ｂ中に配置された孔から、脂肪酸配合液Ａが塩基性水溶液Ｂに充たされた広い領域に噴き出し、孔径より小さい液滴が形成し、孔から拡散することが目視で確認できる状態をいう。
また、この時の脂肪酸液滴径は、ゲル化及び凝集物を抑制する観点から、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下であり、液滴の製造の容易性の観点から、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上である。液滴径は、実施例記載の方法による測定することができる。
脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは０．５ｋｇ／ｍｉｎ以上、より好ましくは０．７ｋｇ／ｍｉｎ以上、更に好ましくは１ｋｇ／ｍｉｎ以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは１００ｋｇ／ｍｉｎ以下、より好ましくは８０ｋｇ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは６０ｋｇ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは５０ｋｇ／ｍｉｎ以下である。
脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．４ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．８ｍ／ｓ以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは５０ｍ／ｓ以下、より好ましくは３５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは３０ｍ／ｓ以下である。ここで、本出願における「吐出方向の線速」とは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の吐出する向きにおける液体の速度である。また、この脂肪酸配合液Ａの線速ＶＡの絶対値は、脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘを脂肪酸配合液Ａの密度で除し、更にそれを吐出孔の面積で除し、それを１秒当たりに換算することにより算出される。
脂肪酸配合液Ａの吐出部において、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速から、脂肪酸配合液Ａの吐出方向における塩基性水溶液Ｂの線速を減じた線速差で定義される脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．４ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．８ｍ／ｓ以上であり、設備負荷を低減する観点から、好ましくは５０ｍ／ｓ以下であり、より好ましくは３５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは３０ｍ／ｓ以下である。
塩基性水溶液Ｂが非流動状態にある場合、図７Ａに示すように、塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢは０ｍ／ｓであるので、この脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡである。塩基性水溶液Ｂが、撹拌等により流動状態にある場合、脂肪酸配合液Ａの吐出方向と塩基性水溶液Ｂの流動方向との関係により、脂肪酸相対線速ΔＶは以下のようになる。図７Ｂに示すように、流速ＶＡで吐出する脂肪酸配合液Ａに対し、その吐出方向に直交する方向に塩基性水溶液Ｂが流速ＶＢで流動する場合、塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢのうちの脂肪酸配合液Ａの吐出方向における成分ＶＢｘ＝０ｍ／ｓであるので、この脂肪酸相対線速ΔＶも、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡである。
図７Ｃに示すように、流速ＶＡで吐出する脂肪酸配合液Ａに対し、その吐出方向に同一の向きに塩基性水溶液Ｂが流速ＶＢで流動する場合、この脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡから塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢを減じたものである。又は、図７Ｄに示すように、流速ＶＡで吐出する脂肪酸配合液Ａに対し、その吐出方向に反対の向きに塩基性水溶液Ｂが流速ＶＢで流動する場合、この脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡからに塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢを加算し減じたものである。
図７Ｅに示すように、流速ＶＡで吐出する脂肪酸配合液Ａに対し、その吐出方向に傾斜した方向の前方から塩基性水溶液Ｂが流速ＶＢで流動する場合、又は、図７Ｆに示すように、流速ＶＡで吐出する脂肪酸配合液Ａに対し、その吐出方向に傾斜した方向の後方から塩基性水溶液Ｂが流速ＶＢで流動する場合、この脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡから、塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢのうち脂肪酸配合液Ａの吐出方向における成分ＶＢｘを減じたものである。なお、これらの脂肪酸配合液Ａの吐出方向及び吐出の向きは、吐出ノズル１４の設置態様によって自在に設定することができる。
以下、実施形態について詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る脂肪酸中和物製造装置１０を示す。
図１は、実施形態１に係る脂肪酸中和物製造装置１０を示す。
実施形態１に係る脂肪酸中和物製造装置１０は、脂肪酸配合液Ａを貯留するための脂肪酸槽１１及び塩基性水溶液Ｂを貯留するための塩基槽１２と、脂肪酸槽１１の底部から延びて塩基槽１２の上部に結合して差し入れられた脂肪酸供給配管１３とを備える。なお、脂肪酸供給配管１３は、塩基槽１２の側部又は底部に結合して差し入れられていてもよい。脂肪酸槽１１及び塩基槽１２のそれぞれには、図示しない撹拌機構及び温調機構が設けられている。脂肪酸供給配管１３には送液ポンプＰが介設されているとともに、塩基槽１２内に導入された脂肪酸供給配管１３の先端には吐出ノズル１４が取り付けられている。
図２Ａ及びＢは、吐出ノズル１４の先端部を示す。吐出ノズル１４の先端部は、円筒状の管端で構成されており、孔径φが管内径に等しい丸孔状の吐出孔１５を有する。吐出孔１５の孔径φは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは０．７ｍｍ以上、更に好ましくは１ｍｍ以上であり、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下、更に好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下である。なお、吐出ノズル１４の先端部は、図３Ａ及びＢに示すように、吐出孔１５の孔径φが管内径よりも小さく縮小されていてもよい。この場合、吐出孔１５は、先端面の中央ではなく、図４に示すように、偏心して設けられていてもよい。また、吐出ノズル１４の先端部は、図５に示すように、半球状等に形成されていてもよい。さらに、吐出ノズル１４の先端部における吐出孔１５の孔形状は、図６Ａに示すようなスリット状であってもよく、図６Ｂに示すような円弧孔状であってもよく、図６Ｃに示すような細長三角孔状であってもよい。このように吐出孔１５の孔形状が非円形の場合、その孔径φは、吐出孔１５の面積が同一の等価円の直径が相当する。
次に、実施形態１に係る脂肪酸中和物の製造方法について説明する。
実施形態１に係る脂肪酸中和物の製造方法は、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとを混合する混合ステップを有する。前記混合ステップにおいて、前記脂肪酸配合液Ａを前記塩基性水溶液Ｂに噴流状態で吐出させる。また、前記混合ステップを、塩基槽１２内の塩基性水溶液Ｂ中に前記脂肪酸配合液Ａを流動させて行う。
実施形態１に係る脂肪酸中和物の製造方法では、まず、脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを前述のとおり調製する。
次いで、脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを、それぞれ脂肪酸槽１１及び塩基槽１２に仕込む。このとき、塩基槽１２では、吐出ノズル１４が塩基性原料水溶液Ｂ中に配置されるようにする。脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂの液温は、例えば４０℃以上９０℃以下とする。脂肪酸槽１１における脂肪酸配合液Ａの液温は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは６０℃以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは９０℃以下、より好ましくは８０℃以下である。塩基槽１２における塩基性原料水溶液Ｂの液温は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは４５℃以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは９０℃以下、より好ましくは６０℃以下、更に好ましくは５０℃以下である。これらの液温は、同一であっても、異なっていても、どちらでもよい。なお、塩基性原料水溶液は、脂肪酸配合液が混合されると組成が変化するので、本出願では、初期の塩基性原料水溶液及びそれに脂肪酸配合液を混合した液のいずれも含めて「塩基性水溶液」という。
そして、送液ポンプＰを稼働させて脂肪酸槽１１の脂肪酸配合液Ａを脂肪酸供給配管１３を介して塩基槽１２に送り、脂肪酸配合液Ａを吐出ノズル１４の先端部の吐出孔１５から塩基性水溶液Ｂに噴流状態で吐出させて、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとを混合する（混合ステップ）。このとき、脂肪酸がアルカリ剤で中和されて脂肪酸中和物を生成することとなり、バッチ操作により脂肪酸中和物が製造される。
このような実施形態１に係る脂肪酸中和物の製造方法によれば、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとを混合する混合ステップを含み、その混合ステップにおいて、脂肪酸配合液Ａを塩基性水溶液Ｂに噴流状態で吐出させることにより、生成する脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成を抑制することができる。この脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制効果は、脂肪酸配合液Ａが噴流状態で塩基性水溶液Ｂに吐出されると、脂肪酸配合液Ａが塩基性水溶液Ｂ中に分散する液滴を形成することが関与しているものと推測される。ここで、噴流状態にするには、塩基性水溶液Ｂ中で、脂肪酸配合液Ａを吐出する必要がある。
実施形態１や後述する実施形態２等では、バッチ操作により、塩基性水溶液Ｂ中に脂肪酸配合液Ａを吐出することから、反応初期では、塩基性水溶液Ｂ中の塩基のモル数が、吐出される脂肪酸配合液Ａ中の脂肪酸のモル数より過剰にあるため中和反応が進行し易いが、反応後期では、塩基性水溶液Ｂ中に脂肪酸中和物が生成し、塩基性水溶液Ｂ中の塩基のモル数が減少するため、反応が進行し難くなると考えられる。しかしながら、脂肪酸配合液Ａが液滴を形成することで、反応が進み易くなり、ゲルの生成を抑制できたと推定される。尚、ゲルは、主として、未中和の脂肪酸が凝集したものと推定される。
脂肪酸配合液Ａを吐出するとき、塩基性水溶液Ｂは、塩基槽１２の撹拌機構を稼働させない非流動状態であっても、塩基槽１２の撹拌機構を稼働させた流動状態であっても、どちらでもよい。
脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘは、前述のとおりである。
脂肪酸配合液Ａの吐出部、つまり、吐出ノズル１４の先端部における吐出孔１５の開口部において、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．４ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．８ｍ／ｓ以上、更に好ましくは１０ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２０ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２５ｍ／ｓ以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは５０ｍ／ｓ以下、より好ましくは３５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは３０ｍ／ｓ以下である。
脂肪酸配合液Ａの吐出部において、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速から、脂肪酸配合液Ａの吐出方向における塩基性水溶液Ｂの線速を減じた線速差で定義される脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは１５ｍ／ｓ以上、更に好ましくは３０ｍ／ｓ以上であり、設備負荷を低減する観点から、好ましくは５０ｍ／ｓ以下であり、より好ましくは３５ｍ／ｓ以下である。
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る脂肪酸中和物製造装置１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１及び２と同一符号で示す。
図８は、実施形態２に係る脂肪酸中和物製造装置１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１及び２と同一符号で示す。
実施形態２に係る脂肪酸中和物製造装置１０は、脂肪酸配合液Ａを貯留するための脂肪酸槽１１及び塩基性水溶液Ｂを貯留するための塩基槽１２と、塩基槽１２の底部から延びて同じ塩基槽１２の側部に結合して差し入れられた循環配管１６と、循環配管１６に介設された混合部１７と、脂肪酸槽１１から延びて混合部１７に結合した脂肪酸供給配管１３とを備える。なお、循環配管１６は、塩基槽１２の上部又は底部に結合して差し入れられていてもよい。脂肪酸槽１１及び塩基槽１２のそれぞれには、図示しない撹拌機構及び温調機構が設けられている。循環配管１６における塩基槽１２の底部から混合部１７まで間の部分には第１の送液ポンプＰ１が介設されている。脂肪酸供給配管１３には第２の送液ポンプＰ２が介設されている。
図９は、混合部１７を示す。この混合部１７は、循環配管１６に脂肪酸供給配管１３が結合するとともに差し入れられて同心状に設けられた二重管で構成されている。循環配管１６の内径Φは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは１５ｍｍ以上、更に好ましくは２０ｍｍ以上であり、好ましくは２００ｍｍ以下、より好ましくは１５０ｍｍ以下、更に好ましくは１１０ｍｍ以下である。循環配管１６の流路形状が非円形の場合、その内径Φは、流路面積が同一の等価円の直径が相当する。脂肪酸供給配管１３の先端部は、実施形態１の吐出ノズル１４の先端部と同様、円筒状の管端で構成されており、孔径φが脂肪酸供給配管１３の内径に等しい丸孔状の吐出孔１５を有する。
吐出孔１５の孔径φは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは０．７ｍｍ以上、更に好ましくは１ｍｍ以上であり、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下である。なお、脂肪酸供給配管１３は、循環配管１６に対して偏心して設けられていてもよい。また、脂肪酸供給配管１３の先端部は、図３Ａ及びＢ、図４、並びに図５に示す実施形態１の吐出ノズル１４の先端部の変形例と同様の構成を有していてもよい。さらに、脂肪酸供給配管１３の先端部における吐出孔１５の孔形状も、図６Ａ～Ｃに示す実施形態１の吐出ノズル１４の先端部における吐出孔１５の孔形状の変形例と同様の構成を有していてもよい。
次に、実施形態２に係る脂肪酸中和物の製造方法について説明する。
実施形態２に係る脂肪酸中和物の製造方法は、脂肪酸配合液と塩基性水溶液とを混合する混合ステップを有する。そして、前記混合ステップにおいて、前記脂肪酸配合液を前記塩基性水溶液に噴流状態で吐出させる。また、前記混合ステップを配管内で前記脂肪酸配合液及び前記塩基性水溶液のそれぞれを流動させて行う。
実施形態２に係る脂肪酸中和物の製造方法では、まず、脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを調製し、それぞれ脂肪酸槽１１及び塩基槽１２に仕込む。
そして、第１の送液ポンプＰ１を稼働させて塩基槽１２に貯留された塩基性水溶液Ｂを、循環配管１６に、塩基槽１２の底部から流出して側部に戻るように循環させる。また、第２の送液ポンプＰ２を稼働させて脂肪酸槽１１の脂肪酸配合液Ａを脂肪酸供給配管１３を介して循環配管１６内に送液し、混合部１７において、脂肪酸配合液Ａを脂肪酸供給配管１３の先端部の吐出孔１５から循環配管１６内を流動する塩基性水溶液Ｂに噴流状態で吐出させて、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとを混合する（混合ステップ）。したがって、循環配管１６内で脂肪酸配合液Ａ及び塩基性水溶液Ｂのそれぞれを流動させて混合ステップを行う。また、このとき、脂肪酸がアルカリ剤で中和されて脂肪酸中和物を生成することとなり、バッチ操作により脂肪酸中和物が製造される。
脂肪酸配合液Ａの吐出部において、脂肪酸配合液Ａの吐出孔１５の孔径φに対する塩基性水溶液Ｂが流動する循環配管１６の内径Φの比（Φ／φ）は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは４以上、より好ましくは５．５以上、更に好ましくは７以上であり、好ましくは３０以下、より好ましくは２０以下、更に好ましくは１２以下である。
脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘは、前述の通りである。
塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは５ｋｇ／ｍｉｎ以上、より好ましくは７ｋｇ／ｍｉｎ以上、更に好ましくは８ｋｇ／ｍｉｎ以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは１５００ｋｇ／ｍｉｎ以下、より好ましくは１０００ｋｇ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは８００ｋｇ／ｍｉｎ以下である。
脂肪酸配合液Ａの吐出部において、脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘに対する塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙの比（Ｙ／Ｘ）は、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは５以上、より好ましくは７以上、更に好ましくは８以上であり、好ましくは５０以下、より好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下である。
脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘに対する塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙの比（Ｙ／Ｘ）は、経時において、変更してもよい。製造途中で、（Ｙ／Ｘ）を１回以上増加させることが、ゲル化物の生成の抑制及び製造時間短縮の観点から好ましい。具体的には、全脂肪酸配合液量の好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上吐出させた後に、脂肪酸配合液Ａの質量流量を減少させる、若しくは、塩基性水溶液Ｂの質量流量を増加させる、又は、その両方を行うことで、Ｙ／Ｘを増加させることが、ゲル化物の生成の抑制及び製造時間短縮の観点から好ましい。Ｙ／Ｘの増加量は、ゲル化物の生成の抑制及び製造時間短縮の観点から、好ましくは１以上、より好ましくは５以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下である。
噴流場に供給される、単位時間当たりのモル比（塩基／脂肪酸）が大きくなるように、吐出する脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘに対する、循環する塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙの比（Ｙ／Ｘ）を増加させることで、反応が進行し易くなり、ゲル化物の生成も抑制される。
脂肪酸配合液Ａの吐出部、つまり、脂肪酸供給配管１３の先端部における吐出孔１５の開口部において、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．４ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．８ｍ／ｓ以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは５０ｍ／ｓ以下、より好ましくは３５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは３０ｍ／ｓ以下、更に好ましくは１５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは１３ｍ／ｓ以下である。この脂肪酸配合液Ａの線速ＶＡの絶対値は、脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘを脂肪酸配合液Ａの密度で除し、更にそれを吐出孔１５の面積で除し、それを１秒当たりに換算することにより算出される。
脂肪酸配合液Ａの吐出部において、脂肪酸配合液Ａの吐出方向における塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは０．１ｍ／ｓ以上、より好ましくは０．２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは０．３ｍ／ｓ以上、更に好ましくは０．４ｍ／ｓ以上であり、装置負荷を低減する観点から、好ましくは４ｍ／ｓ以下、より好ましくは２ｍ／ｓ以下、更に好ましくは１．５ｍ／ｓ以下である。この塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢの絶対値は、塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙを塩基性原料水溶液Ｂの密度で除し、更にそれを循環配管１６の管内の面積から吐出孔１５の面積を引いた流路面積で除し、それを１秒当たりに換算することにより算出される。
実施形態２に係る脂肪酸中和物の製造方法では、実施形態１における図７Ｃに示すのと同様、線速ＶＢで流動する塩基性水溶液Ｂに対し、その流動方向に同一の向きに脂肪酸配合液Ａを線速ＶＡで吐出することとなる。したがって、脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡから塩基性水溶液Ｂの線速ＶＢを減じたものと等しい。この場合、脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制の観点から、好ましくは１ｍ／ｓ以上、より好ましくは２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．２ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．４ｍ／ｓ以上、更に好ましくは２．８ｍ／ｓ以上であり、設備負荷を低減する観点から、好ましくは５０ｍ／ｓ以下、より好ましくは３５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは３０ｍ／ｓ以下、更に好ましくは１５ｍ／ｓ以下、更に好ましくは１３ｍ／ｓ以下である。
その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。
（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る脂肪酸中和物製造装置１０における混合部１７を示す。なお、実施形態１及び２と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号で示す。
図１０は、実施形態３に係る脂肪酸中和物製造装置１０における混合部１７を示す。なお、実施形態１及び２と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号で示す。
この混合部１７は、循環配管１６に脂肪酸供給配管１３が垂直に結合して構成されている。そして、循環配管１６の内壁における脂肪酸供給配管１３の開口が、孔径φが脂肪酸供給配管１３の内径に等しい丸孔状の吐出孔１５を構成している。なお、脂肪酸供給配管１３の循環配管１６への結合端部は、図３Ａ及びＢに示す実施形態１の吐出ノズル１４の先端部の変形例と同様に吐出孔１５の孔径φが脂肪酸供給配管１３の内径よりも小さく縮小されていてもよい。また脂肪酸供給配管１３の循環配管１６への結合端部における吐出孔１５の孔形状は、図６Ａ～Ｃに示す実施形態１の吐出ノズル１４の先端部における吐出孔１５の孔形状の変形例と同様の構成を有していてもよい。その他の構成は、実施形態２に係る脂肪酸中和物製造装置１０と同一である。
実施形態３に係る脂肪酸中和物の製造方法では、実施形態２の場合と同様、バッチ操作により脂肪酸中和物が製造される。このとき、実施形態１における図７Ｂに示すのと同様、線速ＶＢで流動する塩基性水溶液Ｂに対し、その流動方向に直交する方向から脂肪酸配合液Ａを吐出することとなるので、脂肪酸相対線速ΔＶは、脂肪酸配合液Ａの吐出方向の線速ＶＡと等しい。
その他の構成及び作用効果は実施形態１及び２と同一である。好ましい数値範囲は、実施形態２と同一である。
（実施形態４）
図１１は、実施形態４に係る脂肪酸中和物製造装置１０を示す。なお、実施形態１及び２と同一名称の部分は、実施形態１及び２と同一符号で示す。
図１１は、実施形態４に係る脂肪酸中和物製造装置１０を示す。なお、実施形態１及び２と同一名称の部分は、実施形態１及び２と同一符号で示す。
実施形態４に係る脂肪酸中和物製造装置１０では、循環配管１６における混合部１７から塩基槽１２の側部までの間の部分に剪断付与部１８が設けられている。剪断付与部１８は、循環配管１６よりも流路面積が狭小な部分を有し、その部分に、混合部１７で脂肪酸配合液Ａが混合された塩基性水溶液Ｂを流通させて剪断を付与する。これにより、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとの混合で生成する脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成抑制をより効果的に図ることができる。剪断付与部１８は、多種の脂肪酸及びアルカリ剤の組み合わせに対応して、流路面積を自在に設定できるという観点から、バルブのような流路面積が可変である装置要素で構成されていることが好ましい。但し、剪断付与部１８は、流路面積が固定された静止型混合器等で構成されていてもよい。
その他の構成及び作用効果は実施形態１及び２と同一である。なお、混合部１７は、実施形態３の構成のものであってもよい。好ましい数値範囲は、実施形態２と同一である。
（その他の実施形態）
上記実施形態１～４では、バッチ操作での脂肪酸中和物の製造方法を示したが、特にこれに限定されるものではなく、図１２に示すような脂肪酸中和物製造装置１０を用いた連続操作での脂肪酸中和物の製造方法であってもよい。具体的には、図１２に示す脂肪酸中和物製造装置１０では、脂肪酸槽１１から延びる脂肪酸供給配管１３ａ及び塩基槽１２から延びる塩基供給配管１３ｂがそれぞれ混合部１７に結合し、混合部１７から延びる回収配管１９が回収槽２０の上部に結合して差し入れられている。そして、脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、脂肪酸供給配管１３ａ及び塩基供給配管１３ｂのそれぞれに介設された送液ポンプＰを稼働させると、混合部１７において、脂肪酸配合液Ａが塩基性水溶液Ｂに噴流状態で吐出され、それらが混合されて脂肪酸中和物を生成し、その脂肪酸中和物を含む反応液Ｃが回収配管１９を介して回収槽２０に連続的に回収される。好ましい数値範囲は、実施形態２と同一である。
上記実施形態１～４では、バッチ操作での脂肪酸中和物の製造方法を示したが、特にこれに限定されるものではなく、図１２に示すような脂肪酸中和物製造装置１０を用いた連続操作での脂肪酸中和物の製造方法であってもよい。具体的には、図１２に示す脂肪酸中和物製造装置１０では、脂肪酸槽１１から延びる脂肪酸供給配管１３ａ及び塩基槽１２から延びる塩基供給配管１３ｂがそれぞれ混合部１７に結合し、混合部１７から延びる回収配管１９が回収槽２０の上部に結合して差し入れられている。そして、脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、脂肪酸供給配管１３ａ及び塩基供給配管１３ｂのそれぞれに介設された送液ポンプＰを稼働させると、混合部１７において、脂肪酸配合液Ａが塩基性水溶液Ｂに噴流状態で吐出され、それらが混合されて脂肪酸中和物を生成し、その脂肪酸中和物を含む反応液Ｃが回収配管１９を介して回収槽２０に連続的に回収される。好ましい数値範囲は、実施形態２と同一である。
（脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂの調製）
表１に示す配合で脂肪酸配合液Ａを調製した。また、表２－１に示す配合で塩基性原料水溶液Ｂを調製した。
表１に示す配合で脂肪酸配合液Ａを調製した。また、表２－１に示す配合で塩基性原料水溶液Ｂを調製した。
用いた原料は以下のとおりである。
ラウリン酸 ルナックL-98：花王社製
ミリスチン酸 ルナックMY-98：花王社製
パルミチン酸 ルナックP-95：花王社製
モノステアリン酸ポリエチレングリコール エマノーン3199VB：花王社製
４８％水酸化カリウム液 液体苛性カリ(48%)：旭硝子社製
グリセリン 化粧品用濃グリセリン：花王社製
ラウリン酸 ルナックL-98：花王社製
ミリスチン酸 ルナックMY-98：花王社製
パルミチン酸 ルナックP-95：花王社製
モノステアリン酸ポリエチレングリコール エマノーン3199VB：花王社製
４８％水酸化カリウム液 液体苛性カリ(48%)：旭硝子社製
グリセリン 化粧品用濃グリセリン：花王社製
（脂肪酸中和物の製造及び評価方法）
上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを用いて次の実施例１～９及び比較例の脂肪酸中和物の製造を行った。それぞれの結果及び製造条件を、表３及び４に示す。
上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを用いて次の実施例１～９及び比較例の脂肪酸中和物の製造を行った。それぞれの結果及び製造条件を、表３及び４に示す。
また、評価は、以下の方法で行った。
噴流状態の有無の確認は目視にて行った。
ゲルの有無は下記の基準で、目視にて行った。
無：脂肪酸中和物製造時に、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成は認められなかった。
少し有：少量の脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が認められた。
有:脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が明確に認められた。
無：脂肪酸中和物製造時に、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成は認められなかった。
少し有：少量の脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が認められた。
有:脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が明確に認められた。
実施例１については、脂肪酸液滴径を測定した。このとき、噴流時の脂肪酸の液滴径を測定するため、塩基性原料水溶液Ｂを、表２－２に示す水溶液Ｃに変更した。これは、塩基性原料水溶液Ｂを用いた場合、噴流により形成された脂肪酸液滴が中和の進行とともに消失するため、安定した液滴径の測定が困難なためである。水溶液Ｃは、グリセリンと精製水の質量比が、塩基性原料水溶液Ｂにおけるグリセリンと精製水の質量比と一致する組成である。また、形成した液滴径の安定化のため、ポリビニルアルコール（ゴーセノールEG-05C：三菱ケミカル社製）を１％添加した。
脂肪酸配合液Ａを水溶液Ｃに噴流状態で吐出し、形成された脂肪酸液滴を含む乳化液の一部を採取し、直ちにその液滴径を測定した。結果及び製造条件を表３に示す。
測定条件：
（１）測定装置：レーザー回折型粒径測定機「ＬＡ－９６０」（株式会社堀場製作所製）
（２）測定条件：測定用セルに水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径（Ｄ５０）を測定した。なお相対屈折率１．２０、温度２５℃、循環ポンプＯＮ、循環速度５とした。
測定条件：
（１）測定装置：レーザー回折型粒径測定機「ＬＡ－９６０」（株式会社堀場製作所製）
（２）測定条件：測定用セルに水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径（Ｄ５０）を測定した。なお相対屈折率１．２０、温度２５℃、循環ポンプＯＮ、循環速度５とした。
＜実施例１＞
上記実施形態１と同一構成の脂肪酸中和物製造装置１０であって、吐出ノズル１４の吐出孔１５が鉛直下向きに開口したものを用い、その脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、塩基槽１２内で撹拌している塩基性水溶液Ｂ内に吐出ノズル１４の吐出孔１５から脂肪酸配合液Ａを噴流状態で吐出させて脂肪酸中和物を製造した。したがって、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとの混合態様は、図７Ｂに示すのと同様、撹拌により流動する塩基性水溶液Ｂに対し、その流動方向に直交する方向から脂肪酸配合液Ａを吐出するものである。なお、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０１（脂肪酸／塩基）であった。
上記実施形態１と同一構成の脂肪酸中和物製造装置１０であって、吐出ノズル１４の吐出孔１５が鉛直下向きに開口したものを用い、その脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、塩基槽１２内で撹拌している塩基性水溶液Ｂ内に吐出ノズル１４の吐出孔１５から脂肪酸配合液Ａを噴流状態で吐出させて脂肪酸中和物を製造した。したがって、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとの混合態様は、図７Ｂに示すのと同様、撹拌により流動する塩基性水溶液Ｂに対し、その流動方向に直交する方向から脂肪酸配合液Ａを吐出するものである。なお、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０１（脂肪酸／塩基）であった。
実施例１において、脂肪酸液滴径の測定を行った。上記塩基性水溶液Ｂを水溶液Ｃに変更した以外は、同じ条件で噴流した。脂肪酸液滴平均径は、１４．１μｍであった。
＜実施例２、３＞
上記実施形態２と同一構成の脂肪酸中和物製造装置１０を用い、その脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、循環配管１６を循環している塩基性水溶液Ｂ内に、二重管の混合部１７で、吐出孔１５から脂肪酸配合液Ａを噴流状態で吐出させて脂肪酸中和物を製造した。したがって、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとの混合態様は、図７Ｃに示すのと同様、流動する塩基性水溶液Ｂに対し、その流動方向に同一の向きに脂肪酸配合液Ａを吐出するものである。なお、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０１（脂肪酸／塩基）であった。
上記実施形態２と同一構成の脂肪酸中和物製造装置１０を用い、その脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、循環配管１６を循環している塩基性水溶液Ｂ内に、二重管の混合部１７で、吐出孔１５から脂肪酸配合液Ａを噴流状態で吐出させて脂肪酸中和物を製造した。したがって、脂肪酸配合液Ａと塩基性水溶液Ｂとの混合態様は、図７Ｃに示すのと同様、流動する塩基性水溶液Ｂに対し、その流動方向に同一の向きに脂肪酸配合液Ａを吐出するものである。なお、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０１（脂肪酸／塩基）であった。
＜実施例４～８＞
上記実施形態４と同一構成の脂肪酸中和物製造装置１０であって、上記実施形態２と同一構成の二重管の混合部１７と、バルブの剪断付与部１８とを備えたものを用い、その脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、バルブの剪断付与部１８の開度と送液ポンプＰ２の出力により塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙを調整し、循環配管１６を循環している塩基性水溶液Ｂ内に、二重管の混合部１７で、吐出孔１５から脂肪酸配合液Ａを噴流状態で吐出させて脂肪酸中和物を製造した。なお、実施例４～６では、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０１（脂肪酸／塩基）であった。実施例７及び８では、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０２（脂肪酸／塩基）であった。
上記実施形態４と同一構成の脂肪酸中和物製造装置１０であって、上記実施形態２と同一構成の二重管の混合部１７と、バルブの剪断付与部１８とを備えたものを用い、その脂肪酸槽１１及び塩基槽１２にそれぞれ上記脂肪酸配合液Ａ及び塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、バルブの剪断付与部１８の開度と送液ポンプＰ２の出力により塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙを調整し、循環配管１６を循環している塩基性水溶液Ｂ内に、二重管の混合部１７で、吐出孔１５から脂肪酸配合液Ａを噴流状態で吐出させて脂肪酸中和物を製造した。なお、実施例４～６では、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０１（脂肪酸／塩基）であった。実施例７及び８では、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０２（脂肪酸／塩基）であった。
実施例３と実施例６とを比較すると、流量比のＹ／Ｘを除いてほぼ同じ条件で実施しているが、実施例３では得られた脂肪酸中和物にゲル凝集物が少し見られたのに対し、Ｙ／Ｘが小さいにも関わらず、実施例６ではゲル凝集物が見られなかった。これは、実施例６の図１１の装置が剪断付与部を有しているためと考えられる。
実施例４～６を比較すると、実施例４では得られた脂肪酸中和物にゲル凝集物が少し見られたが、これは流量比のＹ／Ｘが７．０と小さいためと考えられる。
＜実施例９＞
投入開始から所定投入量の８０質量％を吐出するまでの間、脂肪酸配合液Ａの質量流量を６１．５ｋｇ／ｍｉｎとし、製造途中の所定投入量の８０質量％を吐出した時点で、質量流量を４０ｋｇ／ｍｉｎに変化させて脂肪酸中和物を製造し、塩基性水溶液Ｂの質量流量は常に８００ｋｇ／ｍｉｎで一定とした以外は、実施例４と同様に脂肪酸中和物を製造した。なお、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０２（脂肪酸／塩基）であった。
投入開始から所定投入量の８０質量％を吐出するまでの間、脂肪酸配合液Ａの質量流量を６１．５ｋｇ／ｍｉｎとし、製造途中の所定投入量の８０質量％を吐出した時点で、質量流量を４０ｋｇ／ｍｉｎに変化させて脂肪酸中和物を製造し、塩基性水溶液Ｂの質量流量は常に８００ｋｇ／ｍｉｎで一定とした以外は、実施例４と同様に脂肪酸中和物を製造した。なお、脂肪酸配合液Ａの脂肪酸のモル数の塩基性原料水溶液Ｂの塩基のモル数に対するモル比は１．０２（脂肪酸／塩基）であった。
噴流場に供給される、脂肪酸中和物の所定投入量の８０質量％を吐出した際の、吐出する脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘに対する塩基性水溶液Ｂの質量流量Ｙの比（Ｙ／Ｘ）は、１３であり、質量流量変更後の比は２０であり、したがって、Ｙ／Ｘの増加量は７であった。
実施例７～９を比較すると、得られた脂肪酸中和物に、いずれもゲル凝集物が見られなかったが、製造途中に流量比Ｙ／Ｘを変更した実施例９は、製造時間が短くできた。即ち、反応開始直後は、ゲル凝集物は出来にくいため、脂肪酸流量を大きくしてＹ／Ｘを小さくし、反応後期に脂肪酸流量を小さくしてＹ／Ｘを大きくすることで、ゲル凝集物を抑制する方が、製造時間が短縮されることがわかる。尚、実施例７、８，９の製造時間は、それぞれ、１５．０分、９．０分、８．１分であり、実施例７、実施例８と比較して、それぞれ４６％、１０％の時間短縮であった。
＜比較例＞
液槽に上記塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、その液槽内で撹拌している塩基性原料水溶液Ｂ中に、管内径８０ｍｍの配管端から上記脂肪酸配合液Ａを上面から注いで脂肪酸中和物を製造した。このとき、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が明確に認められた。なお、このときの脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘは４０ｋｇ／ｍｉｎ及び線速は０．１３ｍ／ｓにそれぞれ相当する。
液槽に上記塩基性原料水溶液Ｂを仕込み、その液槽内で撹拌している塩基性原料水溶液Ｂ中に、管内径８０ｍｍの配管端から上記脂肪酸配合液Ａを上面から注いで脂肪酸中和物を製造した。このとき、脂肪酸中和物のゲル及びその凝集物の形成が明確に認められた。なお、このときの脂肪酸配合液Ａの質量流量Ｘは４０ｋｇ／ｍｉｎ及び線速は０．１３ｍ／ｓにそれぞれ相当する。
本発明は、脂肪酸中和物の製造方法の技術分野について有用である。
１０ 脂肪酸中和物製造装置
１１ 脂肪酸槽
１２ 塩基槽
１３，１３ａ 脂肪酸供給配管
１３ｂ 塩基供給配管
１４ 吐出ノズル
１５ 吐出孔
１６ 循環配管
１７ 混合部
１８ 剪断付与部
１９ 回収配管
２０ 回収槽
Ａ 脂肪酸配合液
Ｂ 塩基性原料水溶液、塩基性水溶液
Ｃ 反応液
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ 送液ポンプ
１１ 脂肪酸槽
１２ 塩基槽
１３，１３ａ 脂肪酸供給配管
１３ｂ 塩基供給配管
１４ 吐出ノズル
１５ 吐出孔
１６ 循環配管
１７ 混合部
１８ 剪断付与部
１９ 回収配管
２０ 回収槽
Ａ 脂肪酸配合液
Ｂ 塩基性原料水溶液、塩基性水溶液
Ｃ 反応液
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ 送液ポンプ
Claims (7)
- 脂肪酸の含有量が９０質量％以上の脂肪酸配合液と、アルカリ剤の含有量が１５質量％以下の塩基性水溶液とを混合する混合ステップを有する脂肪酸中和物の製造方法であって、
前記混合ステップにおいて、前記脂肪酸配合液を前記塩基性水溶液に噴流状態で吐出させると共に、前記脂肪酸配合液の吐出部において、前記脂肪酸配合液の吐出方向の線速が１ｍ／ｓ以上であり、配管内で前記脂肪酸配合液及び前記塩基性水溶液のそれぞれを流動させて行う場合、前記脂肪酸配合液の吐出方向の線速から、前記脂肪酸配合液の吐出方向における前記塩基性水溶液の線速を減じた線速差で定義される脂肪酸相対線速が１ｍ／ｓ以上である脂肪酸中和物の製造方法。 - 前記噴流状態では、前記塩基性水溶液中に、脂肪酸の液滴が形成される、請求項１に記載の脂肪酸中和物の製造方法。
- 前記混合ステップを、前記塩基性水溶液中に前記脂肪酸配合液を流動させて行う、 請求項１又は２に記載された脂肪酸中和物の製造方法。
- 前記脂肪酸配合液の吐出部において、前記脂肪酸配合液の質量流量に対する前記塩基性水溶液の質量流量の比が５以上である、請求項１乃至３のいずれかに記載された脂肪酸中和物の製造方法。
- 前記脂肪酸配合液の吐出部において、前記脂肪酸配合液の吐出孔の孔径に対する前記塩基性水溶液が流動する配管の内径の比が４以上である、請求項１乃至４のいずれかに記載された脂肪酸中和物の製造方法。
- 前記脂肪酸配合液の質量流量に対する前記塩基性水溶液の質量流量の比を増加させる、請求項１乃至５のいずれかに記載の脂肪酸中和物の製造方法。
- 前記脂肪酸配合液を６０質量％以上吐出させた後に、前記脂肪酸配合液の質量流量に対する前記塩基性水溶液の質量流量の比を増加させる、請求項６に記載の脂肪酸中和物の製造方法。
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