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JP2000354751A - 高速撹拌方法及び高速撹拌装置 - Google Patents

高速撹拌方法及び高速撹拌装置

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Publication number
JP2000354751A
JP2000354751A JP11171395A JP17139599A JP2000354751A JP 2000354751 A JP2000354751 A JP 2000354751A JP 11171395 A JP11171395 A JP 11171395A JP 17139599 A JP17139599 A JP 17139599A JP 2000354751 A JP2000354751 A JP 2000354751A
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JP
Japan
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liquid
stirring
treated
tank
speed
Prior art date
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Application number
JP11171395A
Other languages
English (en)
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JP3134152B2 (ja
Inventor
Takeshi Asa
彪 麻
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Tokushu Kika Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokushu Kika Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体の微粒化に適する高速撹拌機を用いて液
体を処理するが、撹拌時の摩擦熱で液体が沸騰するのを
防止する。 【解決手段】 原料槽6,7から供給される原料を撹拌
する高速撹拌機1の排出口11aと一方の原料供給口2
bとの間に、切換え弁17を介して循環通路12を形成
し、該循環通路12に、撹拌槽2より容量が大きいクッ
ションタンク13と冷却器15を直列に設け、撹拌槽2
内で被処理液を撹拌したとき、該被処理液が摩擦熱で沸
騰する直前に循環通路12側へ流して冷却し、再び撹拌
槽2に戻して撹拌する循環を繰返し、撹拌時間を累積さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶剤中の液体を短
時間で直径1〜3μm程度又はミクロン以下の微粒子に
して乳化させる高速撹拌技術に関し、医薬品、化粧品な
どの製造に利用される。
【0002】
【従来の技術】前記の高速撹拌装置の一例は、本出願人
の出願に係る特開平9−75698号公報に記載されて
いる。この従来装置においては、撹拌体を周速25m/
sec以上の高速で回転させるものであり、撹拌体にこ
のような高速回転を行なわせると、被処理液に含まれる
原料は、極めて短時間で微粒化されるが、被処理液は、
撹拌体との摩擦で生じる摩擦熱によって昇温して沸騰し
易くなり、沸騰が生じると撹拌できなくなるので、撹拌
槽の周りに水室を設けて冷却水を流通させて冷却してい
た。しかし、被処理液中の粒子を一層微細にするため、
及び撹拌時間を短縮するために撹拌体の周速をもっと速
く、例えば50m/sec以上にすると、水室からの冷
却では冷却力が不足して沸騰を抑制することができなく
なる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、撹拌体の周
速度を極めて大きくしても沸騰が生じない撹拌手段を得
ることを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、請求項1
及び2に記載した手段によって解決される。このうち請
求項1の手段は、円筒状の撹拌槽内に該撹拌槽の内径よ
り僅かに小径の撹拌体を同心に設け、撹拌槽に少量の被
処理液を供給して撹拌体を高速回転し、該被処理液を薄
膜円筒状に立ち上がらせながら撹拌する高速撹拌方法に
おいて、前記撹拌槽の被処理液の排出口と供給口の間
に、液送ポンプと冷却器を直列にした循環通路を設け、
被処理液が撹拌による摩擦熱で沸騰する直前に該被処理
液を循環通路に移して冷却し、冷却した被処理液を再び
撹拌槽に戻す循環を繰り返えすことを特徴とする高速撹
拌方法である。
【0005】この手段によれば、被処理液は、送液量が
調節されて撹拌槽内で所要時間滞流するように制御さ
れ、沸騰直前まで極めて短時間撹拌されたのち撹拌槽か
ら循環通路に排出されて冷却器で強制冷却され、冷却後
再び撹拌槽に戻って撹拌される。この作用を繰り返すこ
とにより、沸騰が生じることなく微粒化した撹拌が行な
われる。
【0006】また請求項2の手段は、円筒状の撹拌槽内
に該撹拌槽の内径より僅かに小径の撹拌体を同心に設
け、撹拌槽に少量の被処理液を供給して撹拌体を高速回
転し、該被処理液を薄膜円筒状に立ち上がらせながら撹
拌する高速撹拌装置において、前記撹拌槽の被処理液の
排出口と供給口の間に、クッションタンクと液送ポンプ
と冷却器を直列にした循環通路を設け、且つ該循環通路
に被処理液の取出し弁を設けたことを特徴とする高速撹
拌装置である。
【0007】この手段によれば、被処理液は、沸騰直前
まで極めて短時間撹拌されたのち撹拌槽から循環通路に
排出されてクッションタンクに蓄積されながら徐冷さ
れ、更に冷却器で強制冷却され、冷却後再び撹拌槽に戻
って撹拌される。この作用を繰り返すことにより、沸騰
が生じることなく微粒化した撹拌が行なわれる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1において、1は高速撹拌機で
円筒形の撹拌槽2と撹拌体3を備え、該撹拌体3は、例
えば図2に示す構造を有し、モータ4と駆動軸5によっ
て高速駆動される。撹拌槽2の底部の供給口2a,2b
には、原料槽6,7が供給管8,9によって接続され、
各供給管8,9には、液送ポンプ8a,9aが介設され
ており、撹拌槽2の上部には、リング板状の堰板10と
上部室11が重ねられ、上部室11に排出口11aが設
けられている。
【0009】前記排出口11aと供給口2bの間には、
被処理液の循環通路12が設けられており、該循環通路
12には、クッションタンク13、液送ポンプ14、冷
却器15、三方弁形式の取出し弁16と切換え弁17が
設けられ、これらの各要素は、通路12a,12b,1
2c、供給管9によって接続されており、下流側に設け
た取出し弁16が製品容器18に接続されている。クッ
ションタンク13の容積は、撹拌槽2内で薄膜円筒状に
なる被処理液の量の数倍の大きさとされる。
【0010】前記冷却器15は、例えば被処理液が通る
コイル状の内管15aをケース15b内に封入し、ケー
ス15b内に冷却媒体を流通させる形式のもので、該冷
却媒体は、冷却設備19で冷却され、通路19a,19
bを通って循環する。また各部における被処理液の温度
を測定するために温度計20,21,22が設けられ、
循環流量を計測する流量計23も設けられる。冷却器1
5の構成は、被処理液の物性によって異ならせることが
でき、前記内管15a側を冷却媒体通路とし、ケース1
5b側を被処理液の通路としたものでもよく、その他異
なった形式のものが使用できる。
【0011】図2は高速撹拌機1の一例を示す詳細図
で、撹拌槽1は、水冷室25で囲まれて水管25a,2
5bを通る冷却水によって冷却作用を受ける。撹拌体3
は、本出願人が先に出願した特願平10−165035
号に記載したものと同じ構成であり、多数の小穴26a
を穿設した円筒部26とアーム27、ボス28を有し、
該ボス28によって駆動軸5に連結される。撹拌室2の
上部には前記堰板10と上部室11が取付けられ排出口
11aが連設されている。上部室11にも水冷室29が
設けられ、水管29a,29bにより冷却水が流通され
る。撹拌装置の大きさは任意に設定できるが、少量多種
生産用としては、例えば撹拌槽2の内径を80mm、撹
拌体3の外径を76mmとしたものが用いられる。な
お、撹拌体3としては、前記のものに限らず多数のワイ
ヤを放射状に設けたワイヤ型、外周面に凹凸を設けたギ
ヤ型など任意の形式のものが使用でき、該撹拌体3の周
速が微粒化に最も大きい影響を与える。
【0012】この撹拌装置1において、供給管8,9か
ら乳化剤を混合した水及び原料を被処理液として供給し
ながら撹拌体3を周速40〜50m/sec又はそれ以
上の高速で駆動すると、被処理液Lは、撹拌体3から回
転力を受けて回転し、遠心力で撹拌槽2の内面に圧接さ
れて立上がると共に、円筒部26の内周側から外周側へ
小穴26aを通って流れ、被処理液の内周面の位置は堰
板10の内周面で規制されて液全体が薄膜円筒状にな
る。被処理液Lは、この運動によって撹拌槽2の内周面
及び撹拌体3の内外周面と摩擦し、小穴26a内面とも
摩擦し、これによって撹拌力を受けながら摩擦熱を発生
し、10秒程度で水の沸点近くまで昇温する。この撹拌
槽2内において、堰板10で円筒状に規制される被処理
液の量は、250mlである。被処理液の供給を続ける
と、昇温した部分は堰板10を越えて上部室11に入
り、慣性でその内面に沿って回転を続けて円筒状にな
り、排出口11aから排出される。排出された被処理液
は、図1の循環路12に入り、クッションタンク13内
に一旦蓄積されて自然冷却される。被処理液がクッショ
ンタンク13内にほぼ満たされると、液送ポンプ8a,
9aを停止して原料の供給を止め、切換え弁17を循環
路12側に切換えて送液ポンプ14を作動させると、ク
ッションタンク13内の被処理液は、冷却器15に送ら
れ、ここで強制冷却されて例えば10℃の温度になり、
更に通路12c、供給管9を通り、撹拌槽2に戻って再
び撹拌作用を受ける。つまり被処理液は、短時間の高速
撹拌と、これより長い時間の冷却を繰返して受けるので
あり、撹拌時間の累計が2〜5分になると原料は粒径が
1μm近傍の微小粒子になる。したがって、所望粒子径
が得られる累計時間を実験により求めておけば、該累計
時間に達するまで被処理液を循環路12を通って循環さ
せればよい。
【0013】撹拌槽2に入った250mlの被処理液が
沸騰直前の温度になって排出されるまでの時間を10秒
とし、クッションタンク13の容量を1000ml、冷
却器15の内管15aその他の通路の容積を250ml
とすれば、循環部分の全容積は1500mlで、撹拌槽
2の容量の6倍であるから、250mlの被処理液は6
0秒すなわち1分で1回循環する。
【0014】そして、撹拌のための累計時間が3分間す
なわち180秒必要であるとすれば、10秒の撹拌を1
8回行なう必要があり、1回の循環に前記のとおり1分
を要するから、撹拌と冷却を交互に18分間連続して行
なえばよく、この18分間の作動によって撹拌槽2の容
量の6倍の1500mlの液体が処理できるから、1時
間にその約3倍の4.5lの液体が処理できる。なお冷
却能力が低い場合は、撹拌を中断して水冷室25からの
冷却及びクッションタンク13における自然冷却をさせ
ながら液温を低下させたのち撹拌する操作を行ない、撹
拌累計時間が所要値になるようにすればよい。
【0015】以上の操作は、温度計20,21,22の
検出値に基づいてモータ4、液送ポンプ14、冷却装置
19を自動制御することにより行なえばよい。所定の撹
拌時間が経過したら被処理液を取出し弁16から製品容
器18に移し、原料容器6,7から原料を供する最初の
操作に戻る。
【0016】以上、被処理液を連続的に撹拌する例を説
明したが、通路12aに代えて、撹拌槽2の下部とクッ
ションタンク13を連通する下部通路12a1を設け、
撹拌槽2内に被処理液を1回分供給して撹拌し、1回の
撹拌が終るたびに下部通路12a1からクッションタン
ク13に移すようにしたバッチ操作をしてもよい。
【0017】なお、通路12a,12b,12c,内管
15a等の容積を大にすればクッションタンク13を省
略することができる。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の手段によれば、被処理液の撹拌に液体の微粒化に適
する高速撹拌方法を用い、該高速撹拌方法で発生した熱
を、冷却器を有する循環通路を介して循環させながら冷
却するので、撹拌を連続的に行なうことができ、小容量
の撹拌手段で大量の撹拌ができる効果がある。
【0019】請求項2の手段によれば、請求項1の撹拌
方法を実施するに適した装置にあって、循環通路の入口
側に容量の大きいクッションを設けたから、連続して撹
拌できる被処理液の量を多くすることができ、小容量の
撹拌機で大量の液体の処理ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態のシステムフロー図
【図2】 本発明の実施に使用する高速撹拌機の縦断面
【符号の説明】
1 高速撹拌機 2 撹拌槽 3 撹拌体 6,7 原料槽 10 堰板 12 循環通路 13 クッションタンク 15 冷却器 16 取出し弁 18 製品容器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状の撹拌槽内に該撹拌槽の内径より
    僅かに小径の撹拌体を同心に設け、撹拌槽に少量の被処
    理液を供給して撹拌体を高速回転し、該被処理液を薄膜
    円筒状に立ち上がらせながら撹拌する高速撹拌方法にお
    いて、前記撹拌槽の被処理液の排出口と供給口の間に、
    液送ポンプと冷却器を直列にした循環通路を設け、被処
    理液が撹拌による摩擦熱で沸騰する直前に該被処理液を
    循環通路に移して冷却し、冷却した被処理液を再び撹拌
    槽に戻す循環を繰り返えすことを特徴とする高速撹拌方
    法。
  2. 【請求項2】 円筒状の撹拌槽内に該撹拌槽の内径より
    僅かに小径の撹拌体を同心に設け、撹拌槽に少量の被処
    理液を供給して撹拌体を高速回転し、該被処理液を薄膜
    円筒状に立ち上がらせながら撹拌する高速撹拌装置にお
    いて、前記撹拌槽の被処理液の排出口と供給口の間に、
    クッションタンクと液送ポンプと冷却器を直列にした循
    環通路を設け、且つ該循環通路に被処理液の取出し弁を
    設けたことを特徴とする高速撹拌装置。
JP11171395A 1999-06-17 1999-06-17 高速撹拌方法及び高速撹拌装置 Expired - Lifetime JP3134152B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005129482A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池用電極の製造方法及び非水電解液二次電池
US7172819B2 (en) 2002-06-25 2007-02-06 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method for producing magnetic recording medium
JPWO2020230820A1 (ja) * 2019-05-14 2020-11-19

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JP7686281B2 (ja) 2019-05-14 2025-06-02 株式会社Atomis 金属有機構造体の製造方法

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