JPH0321306A - 溶解・脱泡方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉粒体を迅速に溶解・脱泡する方法に関するも
のである．特にいわゆるママコの発生しゃすい粉粒体を
無泡状態で迅速にかつ容易に高濃度で溶解し、脱泡する
方法に関するものである．ここで「ママコ」とは、粉粒
体が凝集した塊状物であって、その塊の液に接している
表面がゲル状の高濃度の薄層を形威し、その薄層の内部
は粉粒体のままで液中に浮遊しているものを言う．また
、本発明の溶解・脱泡方法により液体の脱泡が達威でき
る。

〔従来の技術〕

ママコの発生し易い粉粒体の溶解に関しては従来種々の
方法が取られてきた． その１は、粉粒体をママコの発生しない比較的低温の液
体に加え充分に浸漬して膨潤させた後、加熱して粉粒体
を液中に熔解させる方法である．この方法においては粉
ね体の膨潤するためと、溶液の温度を溶解温度まで高め
るのに多大の時間を要する． その２は、粉粒体をママコの発生しない比較的低温の液
体に加え充分分散させた後強制攪拌のもとで加熱し粉粒
体を液中に溶解させる方法である。

この方法は粉粒体を液中に投入する際に粉粒体が液中で
集合体を作らないように直ちに攪拌して、更に攪拌しつ
つ液温を溶解温度まで高めて、粉粒体を溶解させようと
するものである． 前記の方法に比べると短時間に溶解させることができる
が、それでもなお昇温に多大な時間を要する． その３は、粉粒体を一定流量で流れているママコの発生
しない比較的低温の液体中に分散状態となるように連続
的に添加し、強制攪拌のもとで加熱して、粉粒体を連続
的に溶解させる方法である．この方法は定量供給装置及
び連続溶解装置が必要となるばかりでなく、粉粒体が配
管内で器壁に付着して定常運転が困難になりやすいとい
う欠点がある． これらの欠点を改善するため、本出願人等は特開昭５０
−９７５７８号公報に示すような方法を提供している．
即ち、粉粒体を溶解する方法はおいて、溶解する液体の
温度を溶解すべき粉粒体の溶解温度以上としかつ該液体
の液面近傍及び該液体を入れた溶解槽底部を強力に攪拌
した状態で、該粉粒体を該液体中に供給することにより
粉粒体を迅速に溶解する方法である． また、脱泡方法については、−ａ的にタンク内の脱泡に
減圧処理が行われている場合が多い．即ち、タンク内を
減圧して中の泡の体積を膨張させ浮上させて除去する方
法である． 又別の方法として泡を消すために空気または不活性ガス
を導入し、圧力をかける方法（特公昭６３−６６５６４
号公報参照）がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の粉粒体の溶解方法に関しては、 ■　高濃度の粉体濃度の溶液を調製したい場合、非常に
強力な攪拌濃度が必要となり、そのため撹拌時の泡の巻
き込みが増加し脱泡の必要性が生じる． 脱泡方法には従来、浮上による脱泡、超音波による脱泡
、等が用いられているが、いずれにしろ液の調製時間を
増加するか、工程を？ｊ［Ｈにする．■　低濃度の粉体
濃度においても、更に溶解時間を短縮するために、強力
な撹拌濃度で攪拌するとやはり巻き込みの為溶液中の泡
が増加し脱泡の必要性が生しる． また、更に減圧だけを利用した脱泡方法については、 ■　液内の泡が減圧により戒長ずるため液全体の体積が
上昇し、液量に対して過大なタンクが必要であったりす
るので、減圧度をあげることが出来ない。

■　泡の浮上により脱泡するため、液上面に泡が溜まり
、それが破壊するまでは時間が掛かる．■　液粘性が高
い場合、浮上した泡の破壊効率が悪く十分な脱泡が出来
ない． 等という欠点があった． 本発明は上記問題点を解消し、簡単な装置及び操作によ
り、ママコの発生しゃすい粉粒体を無泡状態で迅速にか
つ容易に高濃度で溶解し脱泡する、又同様な装置及び操
作により、泡を含む液体原料を脱泡する方法を提供する
ことにある．〔課題を解決するための手段及び作用〕本
発明の上記目的は ０）密閉したジャケット付溶解槽の中で液体中に粉粒体
を添加して高速ｆｉｔ４！で溶解し、且つ脱泡を行う方
法において、該粉粒体を前記液体中に添加し、前記溶解
槽内の圧力を減少させた後、高速攪拌を開始し、高速撹
拌を行いながら減圧停止〜減圧を繰返し、前記溶解槽内
の圧力を段階的に減少させながら粉粒体を溶解し脱泡を
行うことを特徴とする溶解・脱泡方法． （２）密閉したジャケット付溶解槽の中に液体を供給し
、該溶解槽内の圧力を減少させた後、高速攪拌を開始し
、高速撹拌を行いながら減圧停止〜減圧を繰返し、前記
熔解槽内の圧力を段階的に減少させながら脱泡を行うこ
とを特徴とする脱泡方法。

によって達成される． 本発明において、ジャケット付溶解槽を用いることは、
粉粒体を溶解する液体が粉粒体の溶解温度以上に保つこ
とが望ましい場合は溶解中に溶液の温度を保つためのも
のであり、本発明の実施は低温又は高温に制限されるこ
とはない。

本発明においては操作の順序が重要な意味をもつもので
あり、先づ溶解槽内の圧力を減少させた後、高速攪拌を
開始するということは、それ迄の攪拌は粉粒体を液体中
に添加するために空気を攪拌羽根に巻きこまない低〜中
速でまわすことが肝要であり、ある程度の圧力に減少し
た後に高速回転に切換えることによ・って、減圧によっ
て生じた液中の大きな泡を破壊する働きをさせることに
ある． 又高速攪拌をしながら減圧停止〜減圧を繰返し行うとい
うことは、減圧停止は溶解槽内の液に含まれる気体がそ
れ以上膨張して溶解槽内の液位が高くなり溶液を槽外に
真空ポンプによって排出させないためのもので、減圧低
止させることによって一応その時に存在する泡は高速攪
拌機によって破壊され、泡内の気体は溶解槽の上部空間
に移動し、それによって液位が下るのを待つためのもの
である． 減圧停止により液位が一定の所迄下がると次に減圧を開
始し、未だ液中に溶存する気体を泡として発生せしめ、
液位が一定の高さに高くなると減圧を停止して、攪拌に
よる泡の破壊によって泡の中に含まれる気体を空間に放
出させるのである．この操作を一定回数繰返し溶解槽内
の減圧度を更に低下させる．減圧下における攪拌により
、大きな泡は破壊され液中から除かれる一方、小さな泡
は常圧に戻すときに液中に溶解し消滅する．又、減圧に
よる液中からの泡の発生に伴う境膜剥離現象によって粉
粒体が溶解し易くなり、迅速に溶解することが出来るの
である． 本発明において、上記操作が終って溶解・脱泡が完了し
た後は、先づ攬拌機の回転を低速に落とした後、溶解槽
内の圧力を常圧に戻す．この順序は折角液中の空気を抜
いた後に常圧に復した空気を再び液中に巻き込ませない
ための配慮である．次ぎに本発明において脱泡を行うた
めの液体とは、粉粒体を溶解するための液体原液であっ
てもよいし、又既に溶質を含んだ溶液であってもよい．
以下に添付図面に基ずき本発明の実施様態について更に
詳細に説明する。

第１図は本発明の溶解・脱泡装置の一実施例を示す概略
側面断面図である。

第２図は減圧開始時点からの撹拌速度、溶解槽内圧力、
溶解槽内液レベル、真空バルブ７、プレークバルブｌ４
の動作の時間的推移を示す図である。

まず籾粒体溶解の場合は以下のようになる。

第１図において、熱交換器ｌを通り昇温された液体は、
液体供給口２よりジャケット付溶解槽４に予め定められ
た量だけ供給される．供給された液体ｌ２はジャケット
付溶解槽４により必要な温度に維持される．ついでモー
ターｌ３を作動させて攪拌翼ｌ１を低〜中速度で回転さ
せて液体４を充分に撹拌する。ついでバルブ９が開かれ
粉粒体ホッパ−８から粉粒体が予め定められた量だけ供
給される。粉粒体は攪拌Ｍｌ１の撹拌により完全に湿潤
させたのち、真空ボンブ５を作動させ、ついで真空バル
プ７を開き、同時にバルブ３、９、１４は閉じられて減
圧口６を通して溶解槽４内は減圧される．系の減圧によ
り初期の状態で液中に含まれていた泡は体積が増加しそ
れと共に液全体のみかけ容量も増加する．減圧しすぎる
と減圧口６から液を吸い込んでしまうため液容量が減圧
口６に吸いこまれない程度になったときにバルブ７を閉
じて減圧を切る． ついでモーター１３を高速運転に切り替え攪拌羽根１１
を高速回転させる。高速回転により液の流動が更に激し
くなるが、この作用と攪拌羽根の高速回転によるキャビ
テーション作用により液中の泡は破壊されて徐々に減少
し次第に液量は減少する．液レベルが一定レベルまで減
少するか、高速回転への切り替え後から一定時間後に真
空バルブ７を開き再び減圧を開始する。

２回目の減圧移行はそのま＼高速攪拌は持続し、減圧に
ついては第１回目の減圧同様液容量が減圧口６に吸いこ
まれない程度になったときに真空バルブ７を閉じて減圧
を切る。次の減圧は液レベルが一定レベルまで減少する
か、前記の減圧から一定時間後に行う．この様に減圧操
作を繰り返し行うことにより糸内の圧力は徐々に低下さ
れる．また、減圧による気泡の或長により、粉粒体の回
りに存在していた溶解して高濃度の原料で形威される境
膜が剥されるため、粉粒体の溶解は促進される． 一定回数の減圧一減圧停止を行った後は、先ずモーター
を低速回転に切り替えてから、減圧のブレークバルプｌ
４を開き攪拌槽４内の圧力を常圧にする．これにより糸
内に含まれていた微小な泡は溶解中に熔解し消失し、大
きな泡も系を常圧にした時の急激な圧力変化のため破壊
される．先ずモーターを低速に切り替えるのは、常圧に
なってから高速で撹拌する状態になるとそこで泡の巻き
込みが生じて溶液内に更に泡を持ち込むからである． 減圧開始からの撹拌速度、溶解槽内の圧力、溶解槽内の
液レベル、真空バルブ７、ブレークバルブ１４の動作の
時間的な推移を第２図に示す．ａ点は減圧開始時点、ｂ
点は第１回目の減圧停止時点、Ｃ点は第２回目の減圧開
始時点、ｄ点は第２回目の減圧停止時点、ｅ点は第３回
目の減圧開始時点、１点は第３回目の減圧停止時点、ｙ
点は撹拌速度を低速を定速にする時点、２点は系の減圧
をプレークし常圧にする時点を表す．また液体原料の脱
泡の場合は以下のようになる．第１図において、液体原
料は供袷口２よりジャケット付き溶解槽４《供給される
．供給された液体１２はジャケット付熔解槽４により必
要な温度に維持される．ついでモーター１３を作動させ
て攪拌１１１１を低〜中達で回転させて液体１２を充分
に攪拌する．その後、真空ボンプ５を作動させ、ついで
真空バルプ７を開き、同時にバルブ３，９，ｌ４は閉じ
られて減圧口６を通して系は減圧される．系の減圧によ
り初期の状態で液中に含まれていた泡は体積が増加しそ
れと共に液全体のみかけ容量も増加する．減圧しすぎる
と減圧口６から液を吸い込んでしまうため液容量が減圧
口６に吸い込まれない程度になったときにバルブ７を閉
じて減圧を切る． ついでモーター１３を高速運転に切り替え撹拌羽根１１
を高速回転させる。高速回転により液の流動が更に激し
くなるが、この作用と攪拌羽根の高速回転によるキャビ
テーション作用により液中の泡は徐々に減少し次第に液
量は減少する．液レベルが一定レベルまで減少するか、
高速回転への切り替え後から一定時間後に真空バルブ７
を開き再び減圧を開始する． ２回目の減圧以降は高速撹拌は持続し、減圧については
第１回目の減圧同様液容量が減圧口６に吸いこまれない
程度になったときに真空バルブ７を閉じて減圧を切る．
次の減圧は液レベルが一定レベルまで減少するか、前記
の減圧から一定時間後に行う．この様に減圧操作を繰り
返し行うことにより糸内の圧力は徐々に低下される．一
定回数の減圧を行った後は、先づモーターを低速回転に
切替えてから、減圧のブレークバルブ１４を開き攪拌槽
４内の圧力を常圧にする．これにより糸内に含まれてい
た微小な泡は溶液中に溶解し消失し、大きな泡も系を常
圧にした時の急激な圧力変化のため破壊される．先ずモ
ーターを低速に切り替えるのは常圧になってがら高速で
攬拌する状態になるとそこで泡の巻き込みが生じて溶液
内に更に泡を持ち込むからである． ここで攪拌翼が具備すべき条件は、粉粒体の投入時にお
いては、液面近傍の撹拌においては分散力が強いという
ことであり溶解槽４の底部へ強い流れが生ずるような撹
拌力を有することである．また減圧開始以降においては
激しい流動を起こすための強い攪拌強度を有する非常に
高速な撹拌が必要となる．この様な攪拌機としては高速
攪翼であるディゾルバー、ホモミキサー、ホモブレンダ
、ケディミルなどが有り、分散作用する腰部が液中で高
速回転するタイプの攪拌羽根なら何れでもよい．また更
に前記撹拌翼に複数のインペラーを装着すること、或は
前記攪拌槽に更に加えて高速攪拌機を装着すること、或
はかい型攪拌機、プロペラ攪拌機、コロイドミル等の他
の攪拌機を同時に装着することができる。

液レベルの制御方法としては一般的なフロート方式、超
音波式、静電容量式、光電式レベルセンサーにより、上
昇した泡を検出して真空ポンプのバルプを停止する方法
や、時間設定により自由に真空バルブを開閉し減圧一減
圧停止する方法等があるが特に限定しない。

〔実　施　例〕

本発明の溶解・脱泡装置の実施例について説明する。但
し、本発明は本実施例のみに制限されない． 実施例−１ 第ｌ図の装置を用い次ぎに示す方法でゼラチンの溶解を
行った．先ずジャケット付きのタンクの中に熱交換器を
通して６０゜Ｃに加熱した熱水を３５２導入した。該タ
ンク内にディゾルバーを装着し、１０００ｒｐ−で攪拌
しながらゼラチン１５ｋｇを粉体ホッパーから３０秒に
わたって投入した．１分間攪拌した後真空ポンプを軌道
して減゜圧を開始した．５秒間の減圧の後、真空バルプ
７を閉じて減圧を停止し同時に攪拌速度を３１００ｒｐ
−に上昇した．その後３分の攪拌３秒の減圧を４回繰り
返し、４回目の減圧が終了した後、高速攪拌を２分間行
って攪拌速度を５００ｒｐ−に下げてからリークバルブ
ｌ４を開けて系内を常圧にした．　ついで、ゼラチンの
溶解状態を検査したところ液は濃い茶色で殆ど泡を含ま
ず、ゼラチンの不溶解物は全く含まれていなかった． 比較例−１ 第ｌ図と同様で攪拌機だけを変更した装置を用いて次ぎ
に示す方法でゼラチンの溶解を行った．先ずブヤケット
付きのタンクの中に熱交換機を通して６０℃に加熱した
熱水を３５２導入した．該タンク内に反転６枚タービン
を儲け１２４　ｃｐｓ（　ＣＹＣＬＩ！　Ｐ−［！Ｒ　
ＭＩＮＵＴＩ！）で運転し熱水を攪拌しツツゼラチン粉
末１５ｋｇを粉体ホッパーから３０秒にわたって投入し
た．攪拌を３０分間行った．ついでゼラチンの溶解状態
を検査したところ液は多量の泡のため白濁し、多量の不
溶解物が観察された．比較例−２ 第１図の装置を用いて次ぎの方法でゼラチンの溶解を行
った． 先づジャケット付きのタンクの中に熱交換機を通して６
０℃に加熱した熱水を３５ｌ導入した．該タンク内にデ
ィゾルバーを装着し１０００ｒｐｍで攪拌しなからゼラ
ンチ１５ｋｇを粉体ホッパーから３０秒にわたって投入
した。次に撹拌速度を３１　０　Ｏ　ｒｐｍに上昇させ
て３０分間攪拌した．ついでゼラチンの溶解状態を検査
したところ液は多量の泡のため白濁していることが観察
された。タンク内の液量も仕込量に対して３０％以上も
上昇していることが確認された。

実施例−２ 第１図の装置を用い次に示す方法でゼラチン溶液の脱泡
を行った． 先ず、ジャケット付タンクの中に５０゜Ｃの多量に泡を
含んだ白濁した濃度２０％のゼラチンを５０ｌを導入し
た。該タンク内にディゾルバーを装着し５００ｒｐｍで
攪拌しながら、減圧を開始した．５秒間の減圧の後真空
バルブ７を閉じ、減圧を停止したところ系内の圧力は２
　１　０　ｔｏｒｒに達した．また、同時に攪拌速度を
３１００ｒｐ−に上昇した．その後３分の攪拌３秒の減
圧を４回繰り返したところ、最低圧力は４回目の減圧が
終了した時点で１　０　５　ｔｏｒｒであった．その後
、高速攪拌を３分間行って撹拌速度を５　０　Ｏ　ｒｐ
ｍに下げてからリークバルブ１４を開け系内を常圧にし
た． ついでゼラチンの脱泡状態を確認したところ液は濃い茶
色で殆ど泡は見られなかった。

比較例−３ 第１図の装置を用い次に示す方法でゼラチン溶液の脱泡
を行った． まず、ジャケット付きタンクの中に５０゜Ｃの多量に泡
を含んだ白濁した濃度２０％のゼラチンを５０２を導入
した。

攪拌機を回転させず５秒間減圧を行なったところ系内の
圧力は２　１　０　ｔｏｒｒまで減圧可能であった。

そのまま、１５分放置したが液レベルは殆ど変化してい
なかった．リークバルブ１４を開け系内を常圧にした．
　ついでゼラチンの脱泡状態をｉｌ　ｔ＝したところ液
上面は泡が集中し、かつ全体の１７２以上は白濁し殆ど
脱泡されていなかった。

〔発明の効果〕

本発明の溶解・脱泡方法により、 ■　従来の方法では不可能であったママコの出来易い粉
粒体の高濃度溶解を無泡状態で迅速に容易に実現できる
． ■　従来法に比べて溶解中の攪拌強度を上げられるので
溶解時間を大幅に短縮できる．■　溶解装置だけでなく
脱泡装置としても使用できる． ■　品質的に泡が問題となるような工程においては、従
来溶解後に脱泡操作を行っていたが、本発明により脱泡
操作は不要になる．そのため工程の短縮化や調製時間の
大幅な短縮が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶解・脱泡装置の一実施例の概略側面
断面図である． 第２図は減圧開始からの攪拌速度、溶解槽内の圧力、溶
解槽内の液レベル、真空バルプ７、り一クバルブ１４の
動作の時間的な推移である。 １・・熱交換器　　　２・・溶液供給口３・・溶液添加
用バルプ　４・・溶解槽５・・真空ボンプ　　　６・・
吸引口 ７・・真空バルブ　　　８・・粉粒体ホッパー９・・粉
粒体添加用バルブ １０・・攪拌軸　　　　１１・・攪拌翼１２・・液体　
　　　　１３・・モーター１４・・ブレークバルプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉したジャケット付溶解槽の中で液体中に粉粒
   体を添加して高速撹拌で溶解し、且つ脱泡を行う方法に
   おいて、該粉粒体を前記液体中に添加し、前記溶解槽内
   の圧力を減少させた後、高速攪拌を開始し、高速撹拌を
   行いながら減圧停止〜減圧を繰返し、前記溶解槽内の圧
   力を段階的に減少させながら粉粒体を溶解し脱泡を行う
   ことを特徴とする溶解・脱泡の方法。
2. （２）密閉したジャケット付溶解槽の中に液体を供給し
   、該溶解槽内の圧力を減少させた後、高速撹拌を開始し
   、高速攪拌を行いながら減圧停止〜減圧を繰返し、前記
   溶解槽内の圧力を段階的に減少させながら脱泡を行うこ
   とを特徴とする脱泡方法。