JPS58120638A - 乳化液の製造方法及びその装置 - Google Patents

乳化液の製造方法及びその装置

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JPS58120638A
JPS58120638A JP57003894A JP389482A JPS58120638A JP S58120638 A JPS58120638 A JP S58120638A JP 57003894 A JP57003894 A JP 57003894A JP 389482 A JP389482 A JP 389482A JP S58120638 A JPS58120638 A JP S58120638A
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emulsion
liquid
tank
continuous phase
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Koichi Hiroshima
広嶋　孝一
Yoshinori Tada
多田　義典
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NIPPON RANZUBAAGU KK
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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】 本発明は、乳化槽内をフィルム状液流となって流下する
連続相液に対し、回転霧化頭から噴霧される分散相液の
粒子を混入することによって乳化液を連続的に製造する
ようにした乳化液の製造方法及びその装置に関するもの
である。
従来、乳化液を製造するには連続相液と分散相液を攪拌
しながら乳化液を得る方法がめった。しかし、このよう
な従来技術においては分散相液の粒径分布幅が大きく、
かつ粒径制御が困−であるという欠点があった。
一方、上記のような欠点を除去し、連続的に、かつ安定
した乳化液を製造するための方法として米国特許第４，
２３７．０２８号に示すものが知られている。即ち、前
記米国特許には平板状のブレード上に滴下した分散相液
を該ブレードに印加した高電圧によって靜′亀的に霧化
し、一方キャリャに形成された溝に沿って上方から連続
相液を流下させ、この流下する連続相液に向けて静電霧
化した分散相粒子をブレードの工、ジから噴繕すること
によって乳化液を製造する方法が示されている。
しかし、上記のような米国特許に示され死力法では、次
のような幾多の欠点がめった。即ち、譲１に平板状のブ
レードを用いているために、該ブレードの工、？）で良
好な分散相粒子を得る丸めにはグレードの幅、角度等に
よって該ブレードを流下する分散相液に一定の制限がめ
シ、大量の分散相液を静電霧化させることができないば
かシでなく、常温で固形物化しているような高粘度の分
散相液は全く静電霧化できないという欠点があった。
第２に、ブレードを流下する分散相液に対し、微粒化の
ための制御因子は該ブレードに印加する印加電圧のみで
めシ、分散相粒子の均一な微粒化が困難であるばかりで
なく、分散相粒子の粒径制御ができないという欠点があ
った。第３に、連続相液はキャリヤの溝に沿って流下す
るものであるため、この溝が障害となって連続相液を均
一な厚さのフィルム状に薄膜化することができず、良質
な乳化液を製造することができない欠点があった。
第４に、分散相液はブレードを流下するものであるため
、粘度や周囲温度等に影響されやすく、粒径制御ができ
ないことと相まって粒径分布の幅が広く、高品質な乳化
液を製造することができない欠点がめった。
本発明はこのような従来技術による欠点を改良し、分散
相液の霧化に回転霧化頭を用いると共に、該回転霧化頭
に向は加熱水蒸気を供給することによって、高粘度な分
散相液であっても高品質な乳化液を連続的に製造しうる
ようにした乳化液の製造方法及び装置を提供するもので
ある。
以下、本発明について第１図乃至第５図に示す実施例と
共に説明する。
第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示し、図中
、１は断面が円錐状または截頭円錐状に形成された金属
製の乳化槽で、該乳化槽１に接地されて全体がアース電
位に沫たれている。前記乳化槽１の内面は薄膜化面２と
なって、該薄膜化面２はなめらかに鏡面仕上げされたチ
ー・９面または曲面状に形成され、そのテーパ角またに
曲面の円弧は連続相液、乳化液の流下に迩する形状に構
成されている。そして、乳化＋＊　１’の下部ハ上方に
折曲げられて折曲部ＩＡが形成されると共に、該乳化槽
１の底部には開閉弁３が設けられ、該開閉弁３の流出側
には後述する方法によりて得られた乳化液を捕集するた
めの乳化液槽４が設けられている０図中、５，５は乳化
槽１を支持する架台である。
また、６は乳化槽１の上部において該乳化槽１との間に
わずかな間隙をもって取付けられた連続相液供給管（以
下、供給管という）で、該供給管６は円環状チ、−プと
して構成されている。そして、供給管６の内部には環状
通路７が形成されると共に、環状通路７から乳化槽１の
薄膜化面２と対面する位置に向は多数の小孔８，８．・
・・が形成され、該冬季孔８から連続相液を薄膜化面２
に向は供給するように構成されている（第２図参照）。
なお、第３図に示す如く、供給管６には前記多数の小孔
８に代えてスリット８′を形成し、該スリット８′から
連続相液を薄膜化面２に向は吐出するようにしてもよい
ものである。
９は連続相液供給用の７４イグ、１０は例えば水または
水に乳化剤を添加してなる連続相液を貯えゐ連続相液槽
で、該パイプ９の一端は連続相液槽１０に挿入され、他
端は供給管６の環状通路７に開口している。前記ノ４イ
ブ９の途中にはボンデ１１が設けられ、該ポンプ１１は
例えば歯車型ポンプ等が使用され、該ポンプ１１０回転
数を変更することにより、連続的に吐出量可変型のポン
プとしうる。
次に、１２は第４図に拡大して示す回転霧化頭で、該回
転霧化頭１２は例えばハブ部材１３と該ハブ部材１３に
固着された霧化頭本体１４から大略構成され、ハブ部材
１３は回転軸１５に固着されている。ここで、ハブ部材
１３には分散相液の供給管１６が突出し、該供給管１６
から供給された分散相液を流出せしめる流出口１３Ａ、
１３Ａ。
・・・が形成されている。また、鋪代願本体１４Ｆｉ前
記流出口１３Ａから流出した分散相液を均一な膜厚の液
流に拡散する拡散化面１４Ａ１該拡散化面１４Ａの先端
に形成された工、ジ１４Ｂ１拡散化面１４Ａの周壁先端
部分において、工、ジ１４Ｂに向って刻設された多数の
幅の狭い凹溝１４Ｃから構成される。
また、１７は回転軸１５を回転するための回転駆動源と
してのエアモータで、本実施例の場合該モータ１７はタ
ーが・エアモータまたはベーンモータが使用され、この
エアモータ１７はエア配管１８を介して圧気源１９から
供給されるエアによシ回転する。２０は排気用のエア配
管である。ここで、エアモータ１７は圧気源１９からの
供給エアをしｄｆル−タ（図示せず）によりて制御する
ことにより回転数を可変としうる。なお、回転駆動源と
してはエアモータ１７に限ることなく、回転数一定また
は可変の電動モータであってもよく、特に回転霧化頭１
２が大径のときには電動モータが好ましい。
２１はニアモータ１フ０図中下方位置に設けられた他の
エアモータで、該エアモータ２１はエアモータ１７の外
殻に固着された固定部２１Ａと、ターが・エアモータま
たはペンモータが使用されエア配管１８を介して圧気源
１９から供給されるエアによって回転する回転部２１Ｂ
とから構成され該回転部２１Ｂは固定部２１ムの周囲を
回転霧化頭１２０回転方向と同一方向またに反対方向に
回転する。前記回転部２１ＢＫｔｉ霧化促進用エア供給
用のエアノズル２２が設けられ、該エアノズル２２は霧
化頭本体１４の工、ジ１４Ｂ近傍に向は開口している。
そして、回転部２１Ｂと共にエアノズル２２を回転しつ
つ該エアノズル２２からエアを噴射することにより、分
散相液のエア霧化を促進しうるように構成されている。
ここで、エアモータ２１への供給エアをレギュレータ（
図示せず）によ〕制御し、また霧化促進エアの供給菫を
加減することによシ、分散相粒子の粒径を制御すること
ができる。なお、霧化促進エア、エアモータ１７への供
給エアを必要に応じて加熱エアとしてもよい。
２３はエアモータ１７．２１と後述の昇降機構２４の間
を絶縁する絶縁部材で、該絶縁部材２３は例えばナイロ
ン等の絶縁材が使用され、前記エアモータ１７は該絶縁
部材２３に固着されている。
２４は回転霧化頭１２、エア′モータ１７．２１、絶縁
部材２３等からなる分散相噴霧装置を支持すると共に該
噴霧装置を昇降させるための昇降機構を示し、該昇降機
構２４としては例えばエアシリンダ、油圧シリンダまた
はう、クービニオン機構が使用される。ここで、昇降機
構２４がエアシリン〆である場合、シリンダ２４Ａと、
該シリンダ２４Ａ内を摺動するピストン（図示せず）に
固着されたｏ、ド２４Ｂとからなシ、該口、ド２４Ｂは
取付プラケッ）２４Ｃを介して絶縁部材２３に取付けら
れている。
一方、２５に分散相液供給用の７４イブ、２６は例えば
常温で固形物化しているような分散相液を貯える分散相
液槽で、該、４イア’２５の一端は分散相液槽２６に挿
入され、他端は絶縁部材２３内を介して前述した分散相
液供給管１６に接続されている。そして、前記ノ９イグ
２５の途中には吐出量連続可変屋のポンプ２７が設けら
れ、該ポンプ２７は前述した連続相液用のポン７’ｌｌ
と同様に例えば歯車−ングが使用される。なお、分散相
液槽２６を必要に応じて加熱し、またノ量イノ２５、ポ
ンプ２７を保温することは勿論である。
また、２８は高電圧発生装置を示し、該高電圧発生装置
２８は整流回路と、電圧連続可変型トランスとから構成
され％１００Ｖ乃至２００ｖ商用電源を通常Ｏ〜±１５
０　ｋＶの範囲内で直流高電圧に昇圧することができる
。そして、高電圧発生装置２８からの高電圧は高電圧用
ケーブル２９によシ絶縁部材２３を介して回転霧化頭１
２に印加される。
さらに、３０は加熱水蒸気供給管を示し、該加熱水蒸気
供給管３０の一端は乳化槽１の折曲部ＩＡから回転霧化
頭１２の霧化頭本体１４に向は開口した蒸気口３０Ａと
なり、他端は加熱メイラ３１に接続されている。そして
、加熱メイラ３１からは、例えば１５０℃前後、５に−
−に加熱された水蒸気が供給され、蒸気口３０Ａから霧
化頭本体１４の拡散化面１４Ａに噴射されるように構成
され、回転霧化頭１２の回転による分散相液の冷却を防
止している。
本発明は以上のように構成されるが、次に上記構成から
なる装置を用いた乳化液の製造方法について述べる。
まず、エアモータ１７にはエア配管１８を介して圧気源
１９からエアが供給され、０〜８０．００　Ｏｒｐｍの
範囲内で回転し、回転霧化頭１２は回転軸１５を介して
回転せしめられている。また、ニブモータ２１にもエア
配管１８を介して圧気源１９からエアを供給することＫ
よって回転部２１Ｂを所定の回転数で回転霧化頭１２の
回転に対して正回転または逆回転させ、エアノズル２２
から回転霧化頭１２に、向は霧化促進用エアを噴射して
いる。
適らに１前記回転霧化頭１２には高電圧ケーブル２９を
介して高電圧発生装置２８から０〜±１５０ｋＶの範匪
の高電圧が印加され、該回転霧化頭１２は図示の位置Ｋ
Ｔｏる。一方、加熱がイラ３１によって水を１５０℃、
５に−１程度まで加熱し、この加熱水蒸気を加熱水蒸気
供給管３ｏの蒸気口３０Ａから回転霧化頭１２に向は供
給している。
いま、ポンプ１１を所定の吐出量で駆動すると、連続相
液槽１０内に貯えられた水または水に乳化剤を添加して
なる連続相液は／４イデ９、ポン７’ｌｌを介して供給
管６の環状通路７に供給され、該供給管６に形成された
多数の小孔８またはスリ、ト８′を介して乳化槽１の薄
膜化面２に向は供給される。前記薄膜化面２はなめらか
に鏡面仕上げされたテーパ面または曲面状となっている
から、該薄膜化面２に沿って自重によって流下している
連続相液は均一な膜厚を有するフィル・ム状液流に薄膜
化される。従って、乳化槽１の内周面である薄膜化面２
は連続相液の薄膜が連続して流下していくことになる。
次に１ポンゾ２７を所定の吐出蓋で駆動すると、分散相
液槽２６内の分散相液はノ４イグ２５、ポンプ２７を介
して供給管１６から回転霧化頭１２のハブ部材１３に流
出する。このハブ部材１３に流出した分散相液は複数の
流出口１３Ａから霧化頭本体１４の拡散化面１４Ａに流
出する０回転霧化頭１２は高速回転しているからその遠
心力によって拡散化面１４Ａを工、ジ１４Ｂに向けて流
れる間に、分散相液は該拡散化面１４Ａの全周面にわた
りて拡散し、その膜厚が均一化すると共にフィルム状に
薄膜化し、凹ｍｘ４ｃに至る。凹纒１４Ｃを例えば０．
３５簡の間隔で等間隔に刻設すると共に溝の深さ０．２
　ｍに形成することによりて、該凹溝１４Ｃに至った分
散相液は各凹＃１１１４Ｃ毎に分岐流に分割され、工、
ジ１４Ｂから延びて液系状（カスプ）化する。この液系
は回転霧化頭１２と乳化槽１との間に形成される静電界
の作用で分散相粒子として静電霧化されると共に、エア
ノズル２２から噴射された霧化促進用エアにより液系の
剪断が促進され、前記静電霧化に重畳してエア霧化され
る。
さらに、前述のように静電霧化された分散相粒子は回転
霧化頭１２と乳化槽１との間に電気力線Ｋ　ａ　２て飛
行し、前述の如く乳化槽１の薄膜化面２でフィルム状液
流となりて流下している連続相液に混入し、完全に分散
される。これによって乳化液を製造することができる。
この乳化液は、さらに流下して乳化槽１の底部に集めら
れ、開閉弁３を介して乳化液槽４に捕集される。
然るに、連続相液に分散相粒子を混入させる際、該連続
相液は薄膜化面２の全一にわたってフィルム状液流とし
て流下していると共に、静電霧化された分散相粒子は１
転霧化頭１２の工、ジ１４Ｂの全周から噴霧されるから
、乳化槽１内で極めて高品質の乳化液を製造することが
できる。
また、回転霧化頭１２の高さ位置が固定であっても、高
電圧発生装置２８による発生電圧値を変えることによシ
、接地された乳化＋ｖ１１と回転霧化頭１２との間の電
位傾度を変えることができ、またエアモータ１７．２１
の回転数、エアノズル２２からの霧化促進用エアの噴射
量を制御することができるから、分散相粒子の微粒化の
制御を粘度、液種等に応じて適正に行なうことができる
。
一方、回転霧化頭１２を昇降機構２４によって上下方向
に移動させることにより、該回転霧化頭１２と薄膜化面
２との間の相対距離を変えるようにした場合には、回転
霧化頭１２と乳化槽１との電位傾度を強弱化できるから
、分散相粒子の微粒化度を制御することができる。
さらに、連続相液用のポンプ１１と、分散相液用のポン
プ２７との相対吐出量を変えることによりて、乳化液の
混合比率を容易に変更することができる。
而して、例えば牛脂脂肪酸または硬化油のように常温で
固形物化している油脂類を分散相液として使用する場合
、該分散相液を加熱しつつ回転霧化頭１２に供給してい
る。しかし、回転霧化頭１２を高速回転すると、拡散化
面１４Ａの近傍の気圧が負圧となりてエア４ンピング現
象が生起され、第１図中の矢示３２で示すような吸引対
流が発生し、この吸引対流３２による冷却作用のために
回転霧化頭１２の拡散化面１４ムにおいて分散相液が冷
却されて固体化してしまうため良好な分散性が得られな
い。
しかし、本発明によれば加熱水蒸気を加熱水蒸気供給管
３０の蒸気口３０ムからエアポンピング現象による吸引
対流３２に沿りて回転霧化頭１２の拡散化面１４Ａに向
は供給されるので、分散相液の冷却を防止し、分散性の
良好な乳化液を連続的に製造することができる。しかも
、加熱水蒸気は連続相液中に害なく混入するから、乳化
液の製造に何らの支障をきたすことがない。
次に、第５図は本発明の第２の実施例を示し、前述した
ｌｌＸ１の実施例と同−構成要ＸＫは同一符号を付すも
のとするに、本実施例においては乳化槽を下部乳化槽４
１と上部乳化槽４２とから構成し、下部乳化槽４１に対
して上部乳化槽４２を回転可能に構成したことにある。
即ち、下部乳化槽４１の薄膜化面４３に近接して環状の
案内板４４が設けられ、これらの間には連続相液が流出
する間隙４５が形成されている。また、上部乳化槽４２
は案内板４４に、向けて曲折し、その薄膜化面４６は供
給管６の小孔８から流出し九連続相液の受は面となり、
かつ該上部乳化槽４２の先端と案内板４４との間には連
続相液が流出する間隙４７が形成されて込る。さらに、
上部乳化槽４２の外ｊｉＫは全周にわたってギヤ４８が
固着して設けられ、該ギヤ４８は回転軸４９に設けられ
たピニオンギヤ５０６と噛合している。
本実施例はこのように構成されるが、回転駆動源（図示
せず）により回転軸４９を回転するとビニオンギャ５０
を介してギヤ４８と一体の上部乳化槽４２が回転する。
従って、供給管６の小孔８から薄膜化面４６に流出した
連続相液は上部乳化槽４２の回転によってフィルム状液
流となりて関１１４７から案内板４４に流出し、さらに
案内板４４かう間隙４５を介して下部乳化槽４１の薄膜
化面４３に流下する。
この上うに１本実施例では上部乳化槽４２を回転可能に
構成したから、前述した第１の実施例に比較して連続相
液のフィルム状薄膜の均一化をよシ促進することができ
る。
なお、本発明の実施例においては乳化槽１の形状を円錐
状または截頭円錐状として述べたが円筒形に近い円錐状
でありてもよいものである。また、回転霧化Ｉｌｌ　２
に多数の凹溝１４Ｃを形成することにようて高゛粘度な
連続相液の静電霧化に優れているが、この凹溝１４Ｃを
刻設しない形式の回転霧化頭としてもよく、一方、回転
霧化頭にはベル型回転霧化頭として図示したが、皿状を
呈したデノ イスク型回転霧化頭としてもよい、ｔた、エアモータ１
７に他のエアモータ２１を設け、該エアモータ２１によ
ってエアノズル２２を必要に応じて回転させつつ霧化促
進用エアを噴射するものとして述べたが、回転属代願１
２による静電霧化のみで充分な分散相粒子が得られる場
合には、エアモータ２１、エアノズル２２を不要とじう
ろことは勿−である、さらに、昇降機構２４は単に回転
霧化頭１２用の支持部材でＴｏ−）て、昇降機能を有し
なくてもよいものでおる。
本発明に係る乳化液の製造方法及びその装置は以上詳細
に述べた如く、連続相液をフィルム状液流として流下せ
しめる乳化槽と、分散相液を静電霧化することによって
得られた分散相粒子を噴霧する回転霧化頭と、該回転霧
化頭に加熱水蒸気を供給する加熱水蒸気供給管とを有し
、フィルム状に薄膜化した連続相液に加熱水蒸気によっ
て加熱しつつ得られた分散相粒子を混入させ、乳化液を
製造するように構成したから、常温で固形物化している
ような性質の油脂類であっても均質性の優れた乳化液を
連続的かつ大量に製造することができる。しかも、回転
霧化頭と薄膜化面との間の相対距離、回転霧化頭に印加
する電圧もしくはその回転数、または回転霧化頭に供給
する霧化促進用エアの供給量もしくはエアノズルの回転
数等を変えることによシ、分散相液の微粒化度の制御が
極めて容易である等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
＃Ｉ１図乃至第４図は本発明に係る乳化液の製造装置の
ｘｉの実施例を示し、第１図はその系統図、第２図は連
続相液供給管を示すｇｌｅＱ置分拡大分拡大図３図は連
続相液供給管の他の実施例を示す篤２図と同様の部分拡
大図、第４図は回転霧化頭を示す第１図の部分拡大図、
第５図は大発明の第２の実施例を示す乳化槽の部分拡大
図である。 １・・・乳化槽、２・・・薄膜化面、４・・・乳化液槽
、６・・・連続相液供給管、７−・・環状通路、８・・
・小孔、８′・−スリット、１０−・連続相液槽、１１
，２７・・・Ｉング、１２・一回転霧化頭、１７・・・
エアモータ（回転源）、２１・・・エアモータ、２２・
・・エアノズル、２４・・・昇降機構、２６・・・分散
相液槽、２Ｂ・・・高電圧発生装置、３ｏ・・・加熱水
蒸気供給管、３１・・・加熱？イラ、４１・・・下部乳
化槽、４２・・・上部乳化惰。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）連続相液を乳化槽内面に供給し、この連続相液を
    前記乳化槽内面に沿って流下させることによりフィルム
    状液流として薄膜化させ、また分散相液を所定の電圧が
    印加された状態で回転している回転霧化頭に供給し、該
    回転霧化頭に向は加熱水蒸気を供給しつつ前記分散相液
    を回転霧化頭により静電霧化させることによって分散相
    粒子を形成し、該分散相粒子を前記乳化槽内でフィルム
    状液流となった連続相液に向けＩ！Ｊｔ霧′し、該連続
    相液に分散相粒子を分散させることによって乳化液を製
    造するように構成したことを特徴とする乳化液の製造方
    法。
  2. （２）　　内面が薄膜化面となりている乳化槽と、骸乳
    化槽の上部位置に設けられ該乳化槽の薄膜化面に向けて
    連続相液を供給する連続相液供給管と、前記乳化槽内に
    挿入され、分散相液が供給されることによって該乳化−
    の薄膜化面に向は分散相液を静電霧化する回転霧化頭と
    、該回転霧化頭に高電圧を印加する高電圧発生装置と、
    ｌｉＩ記回転繕化頭代願転せしめる回転駆動源と、前β
    己回転疲代願に加熱水蒸気を供給するため、前記乳化槽
    内から前記回転ｄ代願に向は開口した加熱水蒸気供給管
    と、かつ前記乳化槽の薄膜化面をフィルム状液流となっ
    て流下する連続相液に回転−化頭で静ｔｎ化された分散
    相粒子を分散せしめることによって得られた乳化液を捕
    集するための乳化ｗＬ４ｖｉ１とから構成してなる乳化
    液の製造装置。
  3. （３）前記分散相液は常はでは固形物化している油脂病
    でゐる特許請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装置
    。
  4. （４）前記乳化槽は円錐状またに截頭円錐状に形成され
    、かつ前記回転霧化頭が該乳化槽に対して昇降可能なよ
    うに、該回転−代願を前記回転駆動源と共に昇降機構に
    取付けてなる９軒請求の範囲（２）項記載の乳化液の製
    造装置・
  5. （５）前記連！横供給管は円環状チ、−！とじて構成さ
    れ、該円環状チ、−プには前記乳化槽の薄膜化面に向は
    スリ、トまたは多数の小孔が形成されてなる特許請求の
    範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
  6. （６）　　前記高電圧発生装置の発生電圧を可変ならし
    めてなる特許請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装
    置。
  7. （７）　　前記回転駆動源の回転数を可変ならしめてな
    る特許請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
  8. （８）前記回転駆動源には前記回転霧化頭に向は霧化促
    進エア供給用のエアノズルを回転可能に設けてなる特許
    請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
  9. （９）　　＊記乳化檜は上下部分に２分割し、上部乳化
    槽が下部乳化４に対して回転しうるように構成してなる
    特許請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
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