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JP3435387B2 - 物質の微粒化装置 - Google Patents

物質の微粒化装置

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JP3435387B2
JP3435387B2 JP2000181600A JP2000181600A JP3435387B2 JP 3435387 B2 JP3435387 B2 JP 3435387B2 JP 2000181600 A JP2000181600 A JP 2000181600A JP 2000181600 A JP2000181600 A JP 2000181600A JP 3435387 B2 JP3435387 B2 JP 3435387B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品、化学、医薬
等の各業界で扱う物質を微粒化する装置に関し、特に、
物質を、乳化、分散、撹拌又は破砕の状態にて、ミクロ
ン台又はそれ以下の均一（又は均質）的な粒子径に微粒
化して、安定した粒度分布のものを得る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の物質の微粒化装置として、ＡＰＶ
式ゴーリンホモゲナイザが知られている。これは、図４
に示す原理を一例として使用したものである。すなわ
ち、図４において、バルブシート１に対し、僅かの隙間
でバルブ２が対面し、高圧下のもとで送られた原料を前
記隙間から半径方向外方に噴出させインパクトリング３
の内径壁に衝突させることにより、原料中の物質を微粒
化、均質化して本体４から取出すというものである。従
来のものは、この原理を使用して、原料の処理圧力が数
１０7 Ｐａのもとで、所望の処理量（１０ｔｏｎ／ｈ）
のものを得るものである。
【０００３】また、他の従来の物質の微粒化装置とし
て、特定穴径の細管、或いは、オリフィス（小孔）を有
するジェネレータ（装置本体）により加圧原料を微粒化
するものが知られている（例えば本発明者による特許第
３００２４３２号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置は、前者においてはインパクト原理の特性上、
ある程度の粒度変化に対応できるという利点があるが、
微粒化の処理効率の点では劣るという不利点があり、ま
た、後者においてはオリフィス流れの特性上、微粒化の
処理効率の点では勝るという利点があるが、粒度変化の
際にいちいちジェネレータを変えなければならないとい
う不利点がある。
【０００５】そこで本発明者は、前記後者のものについ
て鋭意研究した結果、後者の微粒化効率の勝る利点を確
保しながら、その不利点即ち粒度変化の際にいちいちジ
ェネレータを変える点を改善し、あらゆる分野において
広く利用できるマルチジェネレータとして機能する物質
の微粒化装置を開発することができた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次に掲げるもの
である。
【０００７】［請求項１］原料供給口に供給された原料
を加圧して装置本体に送り、この本体で前記原料中の物
質を微粒化して取出す物質の微粒化装置において、前記
本体は、軸方向と交差する入口及び軸方向の出口を設け
た筒体と、この筒体に反出口側からの操作にて軸方向に
移動する内筒とからなり、この内筒には複数群からなる
多数の穴が配設されていて、前記内筒の軸方向の操作移
動により前記入口に連接の室に同一径の穴が一つの群と
して露出していることを特徴とする物質の微粒化装置。
【０００８】［請求項２］複数群の穴は径の大きさの順
に軸方向に配設されていることを特徴とする請求項１記
載の物質の微粒化装置。
【０００９】本発明は次のように作用する。内筒には例
えば穴径で大中小３群の穴を配設してあるものとする
と、入口に供給された加圧原料が室（加圧室）に露出す
る穴径大の群の穴を通過する際、原料中の物質はその穴
の大きさによって粗い粒度のものに微粒化され、内筒の
中の通路を経て出口へと流れる。次に内外筒いずれかを
相対移動操作して前述よりは小さい穴径で中位の径の群
が露出するようにした場合には中位の粒度のものに微粒
化される。更に、移動操作して径が一番小さい場合には
最も小さい粒度（超微粒）のものに微粒化される。つま
りは、穴径に比例（音波波動の周波数には反比例）して
効率良く微粒化される。ここで、３群の穴は、径大のと
きは数が少なく、逆に径小のときは数が多いというよう
にしてもよいし、又、３群同数でも良く、或いは、その
反対でもよく、数の多少は問わない。それは、大中小の
粒度のものに微粒化される際に、速度が穴径に反比例す
るため出来高容量としてはほぼ等しくなるからである。
【００１０】このため、本発明装置は、一つの装置本体
で粒度の異なる処理ができ、あらゆる分野にて広く利用
できる、いわゆるマルチジェネレータとしての機能を発
揮する。
【００１１】次に、処理サイクル数を多くして物質の超
微粒化及び均質化の効率的処理を達成する場合について
考察するに、処理効率からいえば、初めのサイクルでは
穴径大の群を用い、次には、中位の群、そして最後のサ
イクルでは穴径小の群を用いる事が望ましいものであ
る。その理由としては、第１に最初から超微粒化しよう
とすると、粗大な粒子が混じっているため、かたまりが
でき易く穴などが詰まる恐れがあること、第２に、ポン
プによる穴，オリフィスの原料流れの発生時には、音波
波動の周波数が穴径に反比例する関係となるため、穴径
大の場合は周波数が低い、即ち大きな粒子には波長の長
い大きな波を用いる方が良く、反対に穴径小の場合は周
波数が高い、即ち、小さな粒子には小さい波を用いる方
が良く、このようにすることで微粒化処理及び均質化処
理の効率が最も良好になるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１乃至
図３により説明する。図１において、原料は原料供給口
１０に供給されると、高圧のポンプ（圧力１０6 〜１０
7 Ｐａのプランジャ型）１１により加圧されて本装置の
本体（ジェネレータ）１２に送られ、ここで微粒化され
て実線Ｘの径路を通って、微粒化製品の受入器１３に受
入れられ取出される。又、数サイクル経過の上で微粒化
しようとする場合は、一点鎖線Ｙの径路を通って原料供
給口１０に戻され、更に微粒化すべく処理される。
【００１３】図２において、本体１２は硬質ステンレス
製の筒体（外筒といえる）１６と、この筒体１６の内径
に、ぴったり摺動し移動可能な超硬質セラミック製の内
筒１７とを有する。筒体１６は軸方向と直角な入口１４
を有し、また軸方向の出口１５を有する。内筒１７には
多数の穴１８が配設され、中の通路２４まで貫通するよ
うに設けられている。穴１８のうち、穴径０．８ｍｍの
大きい穴１８ａが軸方向に４列あってＡ群を構成し、そ
の左側に、０．５ｍｍの中位の穴１８ｂが６列あってＢ
群を構成し、更にその左側に、０．２ｍｍの小さい穴１
８ｃが７列あってＣ群を構成し、ＡＢＣの順に配設する
ようにしている。そして、本図２においては、Ｂ群の穴
１８ｂが入口１４と連通する室（加圧室即ち高圧の処理
室）１９に露出した状態を示している（図３参照）が、
この室１９にはＡ群及びＣ群も同様に露出することがで
きる。それは、ハンドル２３を回し、図２の左方へねじ
に従って移動させ、筒体１６と一体の蓋部２１から離し
た上で、内筒１７と一体のねじ２０を回し蓋部２１に対
しねじ移動させ元通りハンドル２３を締めこんで正規に
セットすることで達成される。２２は外筒１６の内径部
分即ち軸方向４箇所穿設の溝に嵌合のＯリングで高圧に
対しての洩れ止めである。ここで前述の正規にセットし
た状態では、室１９に露出するＡ，Ｂ，Ｃ各群の穴１８
ａ，１８ｂ，１８ｃは夫々の穴すべてが等しく軸方向で
相隣るＯリング２２の間に納まるようになっている。
【００１４】そして、例えば図３において、穴１８ｂが
円周上８個互いに対向しているため、加圧室１９から各
穴１８ｂに流入した高速流が中心の通路２４で互いに正
面衝突したときは、そのエネルギーは一つの穴流速のも
のの８倍というように大きくなり、微粒化上良好な処理
効率を達成する。この場合において、中心通路２４の内
径は最適値を選択することが望ましい。即ち細いと詰ま
り抵抗のため高速流が得られず、又、反対に太いと拡が
り散逸のため大きい衝突効果が得られないからである。
【００１５】尚、前記実施例においては、内外筒の機械
加工は同心円状に行なうことが多く製作容易であり、
又、内筒の複数群の穴加工も溝加工と異なり、貫通され
れば良いので、非常に簡単であり、製作上、大変なメリ
ットがある。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、物質を微粒化するに際
し、粒度（粒径）の異なるもの、即ち、粗いもの、中位
のもの、さらに、超微細のものと任意に又、使用分野で
最適のものに微粒化処理及び均質化処理ができ、あらゆ
る分野で広く利用することができる効果がある。しか
も、従来のＡＰＶ式に比較し、処理効率が３０〜５０％
勝れたものとなっている。更に、製作上も非常に簡単で
大変なメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置本体を含む全体的システム図であ
る。
【図２】図１の装置本体の縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【図４】従来装置の原理説明図である。
【符号の説明】
１０ 原料供給口 １１ 高圧のポンプ １２ 本体 １３ 微粒化製品の受入器 １４ 入口 １５ 出口 １６ 筒体 １７ 内筒 １８ 穴 １８ａ 大きい穴 １８ｂ 中位の穴 １８ｃ 小さい穴 １９ 室 ２０ ねじ棒 ２１ 蓋部 ２２ Ｏリング ２３ ハンドル ２４ 通路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01F 1/00 - 5/26 B02C 9/00 - 11/08 B02C 19/00 - 25/00 B01J 2/00 - 2/30 B01J 13/00 B01J 19/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原料供給口に供給された原料を加圧して
    装置本体に送り、この本体で前記原料中の物質を微粒化
    して取出す物質の微粒化装置において、前記本体は、軸
    方向と交差する入口及び軸方向の出口を設けた筒体と、
    この筒体に反出口側からの操作にて軸方向に移動する内
    筒とからなり、この内筒には複数群からなる多数の穴が
    配設されていて、前記内筒の軸方向の操作移動により前
    記入口に連接の室に同一径の穴が一つの群として露出し
    ていることを特徴とする物質の微粒化装置。
  2. 【請求項２】 複数群の穴は径の大きさの順に軸方向に
    配設されていることを特徴とする請求項１記載の物質の
    微粒化装置。
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