JPH0428409B2 - - Google Patents

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JPH0428409B2
JPH0428409B2 JP63296059A JP29605988A JPH0428409B2 JP H0428409 B2 JPH0428409 B2 JP H0428409B2 JP 63296059 A JP63296059 A JP 63296059A JP 29605988 A JP29605988 A JP 29605988A JP H0428409 B2 JPH0428409 B2 JP H0428409B2
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JP
Japan
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stator
rotor
teeth
liquid
mixing chamber
Prior art date
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JP63296059A
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English (en)
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JPH02144136A (ja
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Toyomi Nishi
Masami Watanabe
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2712Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator provided with ribs, ridges or grooves on one surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2713Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator the surfaces having a conical shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、化学製品、医薬品、化粧品、食品等
における乳化分散処理において用いられる乳化分
散機に関し、特にインライン型の乳化分散機に関
する。
[従来の技術] インライン型の乳化分散機は、回転軸に複数列
の歯をもつたロータを有し、これに対向して同じ
く複数列の歯をもつたステータを有しており、こ
れら歯の間に剪断〓間が設けられている。そし
て、各列の前後の空間に設けられた混合室へ2種
類以上の複数の液体または液状物質(以下液体と
いう)を供給して、混合および剪断を行つて分散
乳化させるようになつている。
このようなインライン型の乳化分散機を用いて
複数の液の乳化分散処理を行う際には、第4図で
示すように、乳化分散機30の入口配管の直管部
32にノズル34,36,38を設け、各ノズル
から液体を注入する方法が採用されていた。
[発明が解決しようとする課題] しかし、第4図で示すような態様では、直管部
32において混合が行われるので複数の液体の混
合を確実に行うことができない。また、混合して
から乳化分散機30内で剪断を受けるまでの時間
が長くなつてしまうので、混合された複数の液体
が分離してしまうこともある。そのため、乳化分
散機30に至るまでの事前混合が不十分となり、
乳化分散機通過後にも十分な乳化分散状態が得ら
れない。
これに対して、第5図で示すように入口配管3
3中にスタテイツクミキサ35,37,39を配
設した技術も提案されている。しかし、第5図の
従来技術によると入口配管33の長さが非常に長
くなつてしまうという問題がある。これに加えて
第5図の技術では、スタテイツクミキサ35,3
7,39の翼の形状を混合すべき液体の種類によ
つて変更しなければならないので、異なつた形状
の翼を有するスタテイツクミキサを処理すべき液
体の種類だけ用意しなければならないという問題
もある。
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提
案されたもので、スタテイツクミキサを用いるこ
となしに複数の液体の事前混合を充分に行うこと
ができ、入口配管の長さを長くする必要がなく、
確実な乳化分散処理を行うことができる乳化分散
機を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明の乳化分散機は、回転軸の出力側端部に
取付られたロータと、ケーシングに固定されたス
テータとを備え、該ロータおよびステータには環
状に複数列の歯が形成され且つロータの歯とステ
ータの歯とは対向しており、ロータの歯とステー
タの歯との〓間によつて構成される剪断〓間の
各々の上流側には混合室が設けられ、該混合室に
は複数のノズルが開口しており、該ノズルはケー
シングに形成された原料供給口に連通して構成さ
れている。
ここで、上流側とは、乳化分散処理された液体
を吐出する吐出口から遠い方の側を意味してお
り、第1図において矢印Uで示される方の側であ
る。
一方、下流側とは吐出口に近い側、すなわち第
1図において矢印Dで示す側を意味している。
また、本発明の乳化分散機は、ノズルがステー
タに形成されており、且つステータの外周には環
状の溝が設けられ、該溝とノズルとは細孔によつ
て連通している。
本発明の実態に際して、ロータの歯はロータの
側面および外周に設けられているのが好ましい。
そして、ステータは2分割できるように構成され
ているのが好ましい。そのようにすれば混合室の
構成が容易となり、しかも組立が簡単になるから
である。
[作用] 本発明によれば、複数の液体を乳化分散しよう
とするとき、まず第1の液体が最上流側に位置す
る第1の混合室に導入される。そして、この第1
の混合室に第2の液体が複数のノズルより噴射注
入され、均一に混合される。この混合液は最上流
側の剪断〓間中でロータ、ステータの第1列目の
歯によつて剪断を受け、乳化分散される。第1お
よび第2の液体の乳化分散液は直ぐ下流にある第
2の混合室に流入し、ここでノズルから噴射され
た第3の液体と混合され、さらに第2の剪断〓間
におけるロータ、ステータの第2列目の歯によつ
て乳化分散される。このように複数の液体が順次
混合と乳化分散を繰返しながら処理されるので、
各段階で良好な乳化分散液が得られる。また、液
体が混合される混合室の直ぐ下流に剪断〓間が位
置しているので、混合した複数の液体が分離する
おそれはない。これに加えて、入口配管を長くす
る必要もないので、そのため装置全体がコンパク
トになる。
ここで、各混合室に流入する液体は、外部から
ケーシングを介してステータ外周の環状溝へ供給
され、そこから細孔を介してノズルに至り、該ノ
ズルから混合室に流入する。
上記のような作用を奏する本発明の乳化分散機
は、特に、乳化分散処理によつて粘度が増加する
ような液体について好適に用いられる。
[実施例] 以下、第1図ないし第3図を参照して、本発明
の実施例を説明する。
第1図において、全体を符号1で示す駆動モー
タは、回転子2、固定子3、モータハウジング
4、軸受5,6および出力軸7を含む。モータハ
ウジング4の外殻部と固定子3との間には、固定
子3のコイルを冷却する環状のモータ冷却室Aが
画成されている。
出力軸7の第1図中の右方にはメカニカルシー
ル8が設けられ、このメカニカルシール8は第1
図においてさらに右方にに設けられた貯液室Bか
ら原料(液体)R1がモータ側へ洩れることを防
止している。メカニカルシール8の外周には、メ
カニカルシール8の発熱した摺動部を冷却するた
めに、環状のシール冷却室Cが画成されている。
冷却水CWは冷却水供給口CW1から流入し、シ
ール冷却室C内に流入するが、流量および圧力は
オリフイスOR1およびOR2によつてコントロ
ールされる。その流量は通常3〜5/minで、
圧力は貯液室Bより約1Kgf/cm2高めになつてい
る。オリフイスOR1を通過した冷却水は冷却水
出口CW2より排出する。供給された冷却水CW
の一部はオリフイスOR2を介して分岐され、モ
ータの冷却室Aに流入する。そしてモータ1を冷
却した後、メカニカルシール8を冷却した冷却水
の戻り流と合流して出口CW2より排出する。
出力軸7の端部にはロータ9が固設され、その
ロータ9に対向して2分割式のステータ10,1
1がケーシング12に固設されいている。これら
ロータ9とステータ10,11には、それぞれ歯
13a,13b,13cおよび14a,14b,
14cが環状に3列設けられている。これらの歯
の間には剪断〓間Cr1,Cr2,Cr3が形成され、
ここを通過する混合された液体原料を剪断して乳
化分散させる。この歯13a,13b,13c,
14a,14b,14c(あるいは歯列)の構造
は、第2図および第3図に詳細に示されている。
再び第1図において、環状に列を成した歯13
a,13b,13c,14a,14b,14cの
上流側には比較的広い空間が形成され混合室MX
1,MX2,MX3を成している。こらら混合室
MX1,MX2,MX3には、複数のノズルNZ
1,NZ2,NZ3が均等の間隔にて開口してい
る。ノズルNZ1,NZ2,NZ3は細孔を介して、
ステータ10,11の外周に環状に設けられた溝
GV1,GV2,GV3に連通している。溝GV1,
GV2,GV3は液体(原料)R2,R3,R4
の供給口Rf2,Rf3,Rf4と連通しているので
液体R2,R3,R4はそれぞれノズルNZ1,
NZ2,NZ3より混合室MX1,MX2,MX3
に噴出し、前段(上流側)から流入してくる液と
激しく衝突して混合する。
第1の液体R1は供給口Rf1から通路15,
16を通つて貯液室Bに流入し、メカニカルシー
ル8のスリーブ16aとステータ10との間の環
状〓間17を通つて混合室MX1へ均等に流入す
る。ケーシング12の第1図中右方には、乳化分
散処理された製品Prの吐出口OLを有する吐出カ
バー18が取付けられている。次に、液体R1な
いしR4の流通の順にその処理系を追うことによ
り、本発明による乳化分散処理を説明する。液体
R1は供給口Rf1より供給され、通路15,1
6を通つて貯液室Bに流入する。貯液室Bを充満
させたあと、環状〓間17を通つて混合室MX1
へ均等に流れ込む。一方、第2の液体R2は供給
口Rf2より供給されて溝GV1に流れ込み、溝
GV1の全周に行き渡つたのちノズルNZ1より
混合室MX1に噴出する。そして、前段(上流
側)より供給されてきた液体R1と激しく衝突し
撹拌されてR1とR2の混合液となり、第1の1
3aと14aの間の剪断〓間Cr1を通過するが、
その際に剪断力を受けて乳化分散される。乳化分
散された混合液体R1+R2は直ぐ下流にある第
2の混合室MX2に流れ込む。ここで、供給口Rf
3より供給された第3の液体R3が第2の液体R
2と同様にしてノズルNZ2から混合室MX2に
噴出し、上流からの液体のR1とR2の乳化分散
液と衝突し撹拌されて混合液R1+R2+R3と
なる。その混合液は第2の歯13bと14bとの
間の剪断〓間Cr2へ進み、ここを通過する際に
乳化分散される。そして混合液体R1+R2+R
3の乳化分散液は混合室MX3に流入する。一
方、第4の液体R4が供給口Rf4から供給され、
ノズルNZ3から混合室MX3に噴出して混合液
体R1+R2+R3と撹拌混合し、第3の歯13
c,14cの間の剪断〓間Cr3に進み、ここを
通過する時に剪断力を受けて乳化分散が行われ
て、全原料の乳化分散処理が終了する。処理され
た乳化分散液は吐出カバー18の吐出口Rdから
矢印Prで示すように吐出される。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、複数の液
体が順次混合と剪断を繰返しながら処理が進むの
で、各段階で確実な乳化分散処理がなされ、その
結果、低粘度液はもちろん、処理の途中で高粘度
となりそのあとの混合が困難となるような原料で
あつても、安定した乳化分散処理製品が得られ
る。
また、混合室の構成が容易で組立、分解も簡単
にすることも可能であるので、乳化分散処理後の
装置の洗浄も簡単になる。さらに、スタテイツク
ミキサを用いる必要もなく、入口配管の長さも短
くすることが可能である。その結果、施設全体を
コンパクトにまとめることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の乳化分散機の一実施例を示す
一部断面側面図、第2図は第1図の実施例で用い
られるステータの部分拡大断面図、第3図はロー
タの部分拡大斜視図、第4図および第5図はそれ
ぞれ従来技術を示す側面図である。 7……出力軸、9……ロータ、10,11……
ステータ、12……ケーシング、13a,13
b,13c,14a,14b,14c……歯、
Cr1,Cr2,Cr3……剪断〓間、MX1,MX
2,MX3……混合室、R1,R2,R3,R4
……原料、Rf1,Rf2,Rf3,Rf4……原料供
給口、NZ1,NZ2,NZ3……ノズル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転軸の出力側端部に取付られたロータと、
    ケーシングに固定されたステータとを備え、該ロ
    ータおよびステータには環状に複数列の歯が形成
    され且つロータの歯とステータの歯とは対向して
    おり、ロータの歯とステータの歯との隙間によつ
    て構成される剪断〓間の各々の上流側には混合室
    が設けられ、該混合室には複数のノズルが開口し
    ており、該ノズルはケーシングに形成された原料
    供給口に連通していることを特徴とする乳化分散
    機。 2 ノズルはステータに形成されており、ステー
    タの外周には環状の溝が設けられ、該溝とノズル
    は細孔によつて連通している請求項1記載の乳化
    分散機。
JP63296059A 1988-11-25 1988-11-25 乳化分散機 Granted JPH02144136A (ja)

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JP63296059A JPH02144136A (ja) 1988-11-25 1988-11-25 乳化分散機

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JP63296059A JPH02144136A (ja) 1988-11-25 1988-11-25 乳化分散機

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JPH02144136A JPH02144136A (ja) 1990-06-01
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