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JP2024106918A - Sprinkling device and sprinkling apparatus using same - Google Patents

Sprinkling device and sprinkling apparatus using same Download PDF

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JP2024106918A
JP2024106918A JP2023011421A JP2023011421A JP2024106918A JP 2024106918 A JP2024106918 A JP 2024106918A JP 2023011421 A JP2023011421 A JP 2023011421A JP 2023011421 A JP2023011421 A JP 2023011421A JP 2024106918 A JP2024106918 A JP 2024106918A
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JP
Japan
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liquid
rotating shaft
treatment
treatment liquid
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023011421A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
秀夫 野田
Hideo Noda
真司 ▲濱▼
Shinji Hama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bio Energy
Kansai Chemical Engineering Co Ltd
Bio Energy Corp
Original Assignee
Bio Energy
Kansai Chemical Engineering Co Ltd
Bio Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bio Energy, Kansai Chemical Engineering Co Ltd, Bio Energy Corp filed Critical Bio Energy
Priority to JP2023011421A priority Critical patent/JP2024106918A/en
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Abstract

To provide a liquid dispersion device which enables reduction of energy needed for each operation such as distillation, mixing, and stirring of a process liquid, and to provide a liquid dispersion apparatus using the liquid dispersion device.SOLUTION: A liquid dispersion device of the invention includes: one rotary shaft extending in a vertical direction; at least one attachment tool attached to the rotary shaft and extending in a rotation radial direction of the rotary shaft; and at least one liquid flow member attached to the attachment tool. The liquid flow member includes a discharge part located at the upper side, a liquid absorption part located at the lower side, and a cylindrical flow channel extending between the discharge part and the liquid absorption part and partially bending. With reference to a horizontal surface, the discharge part is open against a rotation advancing direction of the rotary shaft.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、散液デバイスならびにそれを用いた散液装置に関する。 The present invention relates to a sprinkler device and a sprinkler apparatus using the same.

相間移動触媒やスラリー触媒を用いる2液相以上の反応系において、不斉合成反応などの反応を通じて様々な化合物を合成する技術が注目されている。こうした反応の多くでは、反応系を力強く撹拌することによって反応促進が行われる。 Technology that synthesizes various compounds through reactions such as asymmetric synthesis reactions in reaction systems with two or more liquid phases using phase transfer catalysts or slurry catalysts has been attracting attention. In many of these reactions, the reaction is promoted by vigorously stirring the reaction system.

2液相の反応は、バイオディーゼル燃料の製造に採用されることがある。例えば、リパーゼのような酵素を触媒に用いた酵素触媒法によるエステル交換反応が挙げられる。酵素接触法によるエステル交換反応では、酵素として、例えば、液体酵素やイオン交換樹脂などの担体に固定化された酵素(固定化酵素)が使用される。液体酵素は、培養液を濃縮かつ精製したものから構成されている点で、固定化酵素と比較して安価である。また、当該酵素は、上記エステル交換反応により生成する副生成物のグリセリン水に残存するため、これを次バッチの反応に用いることができる。これにより、液体酵素の繰り返し利用が可能となり、バイオディーゼル燃料の製造に要するコストの節減が可能となる(非特許文献1)。 Two-liquid phase reactions are sometimes used in the production of biodiesel fuel. For example, transesterification reactions using enzyme catalysis, such as lipase, can be mentioned. In transesterification reactions using enzyme contact methods, the enzyme used is, for example, a liquid enzyme or an enzyme immobilized on a carrier such as an ion exchange resin (immobilized enzyme). Liquid enzymes are less expensive than immobilized enzymes because they are made from concentrated and purified culture liquid. In addition, the enzyme remains in the glycerin water by-product generated by the above transesterification reaction, and this can be used in the next batch reaction. This allows the liquid enzyme to be used repeatedly, thereby reducing the costs required for the production of biodiesel fuel (Non-Patent Document 1).

液体酵素を用いるエステル交換反応では、油層と水層との二相系が用いられ、例えば反応物を高速で撹拌する等によりエマルジョンが形成される。ここで、反応物の高速撹拌には、撹拌機への相当なエネルギーの負荷が必要である。一方、工業製品としての生産性を高めるためには、反応物の撹拌等の操作に要するエネルギーを低減させることが所望されている。しかし、そうすると上記反応物を用いるエマルジョン形成能が低下し、エステル交換反応を効果的に行うことができないという矛盾を生じる。 In transesterification reactions using liquid enzymes, a two-phase system of an oil layer and an aqueous layer is used, and an emulsion is formed, for example, by stirring the reactants at high speed. Here, high-speed stirring of the reactants requires a considerable energy load on the stirrer. On the other hand, in order to increase the productivity of industrial products, it is desirable to reduce the energy required for operations such as stirring the reactants. However, doing so reduces the ability to form an emulsion using the above reactants, creating a contradiction in that the transesterification reaction cannot be carried out effectively.

近年では、鉛直方向に配置された回転軸に対して傾斜して取り付けられた筒状の散液部材を備える反応装置が、例えばエステル交換反応を用いる脂肪酸エステルの製造に有用であることが報告されている(特許文献1)。当該反応装置では、回転軸の回転によって散液部材の下方端部から吸液した反応液を、回転に伴う遠心力を利用して散液部材の上方端部まで移動させ、反応槽の内壁等に向けて吐出することにより、回転軸への動力を抑えた状態で反応液の循環および撹拌を促すことができる。しかし、こうした動力の低減についてはさらなる改良が所望されている。 In recent years, it has been reported that a reaction apparatus equipped with a cylindrical dispersing member that is attached at an angle to a vertically arranged rotating shaft is useful, for example, for the production of fatty acid esters using transesterification reactions (Patent Document 1). In this reaction apparatus, the reaction liquid absorbed from the lower end of the dispersing member by the rotation of the rotating shaft is moved to the upper end of the dispersing member by utilizing the centrifugal force caused by the rotation, and is then discharged toward the inner wall of the reaction tank, etc., thereby promoting circulation and stirring of the reaction liquid while reducing the power to the rotating shaft. However, further improvements in reducing such power are desired.

特許第7121958号公報Patent No. 7121958

M. Nordbladら、Biotechnology and Bioengineering, 2014, Vol.11, No.12, pp.2446-2453M. Nordblad et al., Biotechnology and Bioengineering, 2014, Vol.11, No.12, pp.2446-2453

本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、処理液の蒸留や混合、撹拌のような各種操作に要するエネルギーを低減することのできる、散液デバイスならびにそれを用いた散液装置を提供することにある。 The present invention aims to solve the above problems, and its purpose is to provide a sprinkling device and a sprinkling apparatus using the same that can reduce the energy required for various operations such as distillation, mixing, and stirring of the treatment liquid.

本発明は、散液デバイスであって、
鉛直方向に延びる1本の回転軸と、
該回転軸に装着されておりかつ該回転軸の回転半径方向に延びる少なくとも1つの取付具と、
該取付具に装着されている、少なくとも1つの流液部材と
を備え、
該流液部材が、上方に位置する吐出部、下方に位置する吸液部、および該吐出部と該吸液部との間を延びかつ一部が曲がった筒状流路を備え、そして
水平面を基準にして、該吐出部が該回転軸の回転進行方向に逆らって開口する、散液デバイスである。
The present invention relates to a liquid dispersion device, comprising:
A single rotation axis extending in a vertical direction;
At least one mounting fixture attached to the rotating shaft and extending in a radial direction of the rotating shaft;
at least one fluid flow member attached to the fitting;
The liquid flow member is provided with a discharge portion located at an upper portion, a liquid suction portion located at a lower portion, and a cylindrical flow path that extends between the discharge portion and the liquid suction portion and is partially curved, and the discharge portion opens in a direction opposite to the rotational direction of the rotating shaft with respect to a horizontal plane.

1つの実施形態では、上記散液部材は、上記回転軸の軸線に対して上記吸液部が上記吐出部よりも近位に位置するように傾斜して配置されている。 In one embodiment, the liquid dispersion member is inclined relative to the axis of the rotating shaft so that the liquid suction portion is located closer to the discharge portion.

1つの実施形態では、上記水平面を基準にして、上記吐出部が開口する方向と、上記取付具の軸方向との間の角θは90°≦θ<180°である。 In one embodiment, an angle θ 2 between a direction in which the outlet portion opens and an axial direction of the mounting fixture with respect to the horizontal plane satisfies 90°≦θ 2 <180°.

1つの実施形態では、上記鉛直方向を基準にして、上記吐出部が開口する方向と上記水平面との間の角度θは-90°≦θ≦20°である。 In one embodiment, an angle θ 3 between the direction in which the discharge portion opens and the horizontal plane is −90°≦θ 3 ≦20° with respect to the vertical direction.

1つの実施形態では、上記筒状流路は円筒状の断面を有する。 In one embodiment, the tubular flow path has a cylindrical cross section.

本発明はまた、処理液を収容するための処理槽と、該処理槽内に設けられている上記散液デバイスとを備える、散液装置である。 The present invention also provides a sprinkling device comprising a treatment tank for containing a treatment liquid and the above-mentioned sprinkling device provided within the treatment tank.

本発明によれば、散液部材の吐出部からの処理液の吐出が推進力となって、回転軸を中心とする当該散液部材自体の回転を促すことができる。これにより、回転軸の回転に要する動力を低減でき、結果としてより小さい動力で処理液を効率良く混ぜ返すことができる。本発明はまた、例えば、種々の反応生成物を製造するにあたり、反応物の混合や撹拌に要する物理的操作のエネルギーを減じることができる。例えば、本発明の散液装置に油相と水相との2相で構成される処理液を収容させた場合、余分な動力を使用することなく処理液のエマルジョン化、および/または副生成物(例えばグリセリン)の水での抽出を促すことができる。 According to the present invention, the discharge of the treatment liquid from the discharge portion of the dispersing member acts as a driving force to promote the rotation of the dispersing member itself around the rotation axis. This reduces the power required to rotate the rotation axis, and as a result, the treatment liquid can be efficiently mixed with less power. The present invention can also reduce the energy required for physical operations to mix and stir reactants, for example, when producing various reaction products. For example, when a treatment liquid composed of two phases, an oil phase and an aqueous phase, is stored in the dispersing device of the present invention, it is possible to promote emulsification of the treatment liquid and/or extraction of by-products (e.g., glycerin) with water without using extra power.

本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置の一例を、一部を切り欠いた状態で示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a sprinkling apparatus incorporating a sprinkling device of the present invention, with a portion cut away. 図1に示す散液装置を、一部を切り欠いた状態で右方向から見た概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the sprinkling device shown in FIG. 1, viewed from the right side with a portion cut away. 図1に示す散液装置のA-A方向断面図である。2 is a cross-sectional view of the sprinkler device shown in FIG. 1 along the line AA. 本発明の散液デバイスの他の例が組み込まれた散液装置の水平方向における断面図である。1 is a horizontal cross-sectional view of a sprinkling apparatus incorporating another example of the sprinkling device of the present invention. (a)は、図1に示す散液装置に組み込まれた散液デバイスを構成する流液部材の正面図であり、(b)は当該流液部材の右側面図であり、(c)は当該流液部材の背面図である。2A is a front view of a flow member constituting a sprinkling device incorporated in the sprinkling apparatus shown in FIG. 1, FIG. 2B is a right side view of the flow member, and FIG. 2C is a rear view of the flow member. 本発明の散液デバイスに組み込むことができる流液部材の吐出部近傍一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an example of the vicinity of the discharge portion of a liquid-flowing member that can be incorporated in the liquid-sprinkling device of the present invention. FIG. (a)は、本発明の散液装置に組み込むことができる散液デバイスを構成する流液部材の別の例の正面図であり、(b)は当該流液部材の右側面図であり、(c)は当該流液部材の背面図である。(a) is a front view of another example of a flow member constituting a sprinkling device that can be incorporated into the sprinkling apparatus of the present invention, (b) is a right side view of the flow member, and (c) is a rear view of the flow member. 本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置の他の例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing another example of a sprinkling apparatus incorporating the sprinkling device of the present invention. FIG. 本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置の別の例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing another example of a sprinkling apparatus incorporating the sprinkling device of the present invention. FIG. 本発明の別の散液デバイスが組み込まれた散液装置の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a sprinkling apparatus incorporating another sprinkling device of the present invention.

本発明を、添付の図面を参照して説明する。なお、以下のすべての図面に共通して同様の参照番号を付した構成は、他の図面に示したものと同様である。 The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Note that components with the same reference numbers in all the following drawings are the same as those shown in the other drawings.

(散液デバイス)
以下、本発明の散液デバイスを、散液装置に組み込んだ例を用いて説明する。
(Liquid Sprinkler Device)
Hereinafter, the sprinkling device of the present invention will be described using an example in which it is incorporated into a sprinkling apparatus.

図1は、本発明の散液デバイス120が組み込まれた散液装置100の一例を示す概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of a sprinkling device 100 incorporating the sprinkling device 120 of the present invention.

図1に示す本発明の散液デバイス120は、鉛直方向に沿って配置された回転軸121と、回転軸121に装着されておりかつ回転軸121の回転半径方向に延びる少なくとも1つの取付具122と、当該取付122に装着された少なくとも1つの流液部材123から構成されている。流液部材123は、吸液部124および吐出部125、ならびに吸液部124と吐出部125との間を延びる筒状流路126を備える。 The liquid-sprinkling device 120 of the present invention shown in FIG. 1 is composed of a rotating shaft 121 arranged along the vertical direction, at least one mounting fixture 122 attached to the rotating shaft 121 and extending in the direction of the rotation radius of the rotating shaft 121, and at least one liquid-flow member 123 attached to the mounting fixture 122. The liquid-flow member 123 has a liquid-suction portion 124 and a discharge portion 125, as well as a cylindrical flow path 126 extending between the liquid-suction portion 124 and the discharge portion 125.

図1に示す散液デバイス120では、流液部材123の吸液部124は、処理液116の液面128よりも下方に配置され、流液部材123の吐出部125は処理液116の液面128よりも上方に配置されている。これにより、散液デバイス120は、回転軸121の回転とそれに伴う流液部材123中に含まれる処理液116にかかる遠心力とにより、例えば、図1に示すような処理槽110に収容された処理液116を、流液部材123の吸液部124から汲み取り、筒状流路126を通じて処理槽110の下方から上方に向かって流動させることができる。その後、汲み取られた処理液は、流液部材123の吐出部125から、液面128よりも上方に吐出される。 In the sprinkling device 120 shown in FIG. 1, the suction part 124 of the flow member 123 is disposed below the liquid level 128 of the treatment liquid 116, and the discharge part 125 of the flow member 123 is disposed above the liquid level 128 of the treatment liquid 116. As a result, the sprinkling device 120 can, for example, draw the treatment liquid 116 contained in the treatment tank 110 as shown in FIG. 1 from the suction part 124 of the flow member 123 by the rotation of the rotating shaft 121 and the resulting centrifugal force acting on the treatment liquid 116 contained in the flow member 123, and flow it from the bottom to the top of the treatment tank 110 through the cylindrical flow path 126. The drawn treatment liquid is then discharged from the discharge part 125 of the flow member 123 above the liquid level 128.

回転軸121は所定の剛性を有するシャフトであり、例えば、円筒状または円柱状の形状を有する。回転軸121は、処理槽110内で、通常、鉛直方向に配置されている。回転軸121の太さは、必ずしも限定されないが、例えば、8mm~200mmである。回転軸121の長さは、使用する処理槽110の大きさ等によって変動し、当業者によって適切な長さが選択され得る。 The rotating shaft 121 is a shaft having a certain rigidity, and has, for example, a cylindrical or columnar shape. The rotating shaft 121 is usually arranged vertically within the treatment tank 110. The thickness of the rotating shaft 121 is not necessarily limited, but is, for example, 8 mm to 200 mm. The length of the rotating shaft 121 varies depending on the size of the treatment tank 110 used, and an appropriate length can be selected by a person skilled in the art.

回転軸121の一端は、処理槽110の上部でモータ140などの回転手段に接続されている。回転軸121の他端は、処理槽110の底部109に接続されておらず、例えば処理槽110の底部109から一定の間隔を開けて(好ましくは処理液116の液面128から離れて)配置されている。これにより、回転軸121が処理液116に接触する機会を低減できる。あるいは、回転軸の他端は処理槽の底部109に設けられた軸受に収容されていてもよい。 One end of the rotating shaft 121 is connected to a rotating means such as a motor 140 at the top of the treatment tank 110. The other end of the rotating shaft 121 is not connected to the bottom 109 of the treatment tank 110, and is disposed, for example, at a certain distance from the bottom 109 of the treatment tank 110 (preferably away from the liquid surface 128 of the treatment liquid 116). This reduces the chance of the rotating shaft 121 coming into contact with the treatment liquid 116. Alternatively, the other end of the rotating shaft may be housed in a bearing provided at the bottom 109 of the treatment tank.

図1に示す散液デバイス120では、回転軸121の軸線Jに対して、流液部材123の吸液部124が吐出部125よりも近位に位置するように傾斜して配置されている。すなわち、当該散液デバイス120では、流液部材123の吸液部124と回転軸121の軸線Jとの最短距離が、吐出部125と回転軸121の軸線Jとの最短距離よりも短くなるように、流液部材123が傾斜して配置されている。 In the sprinkling device 120 shown in FIG. 1, the liquid suction portion 124 of the liquid flow member 123 is inclined relative to the axis J of the rotating shaft 121 so that it is closer to the discharge portion 125. In other words, in the sprinkling device 120, the liquid flow member 123 is inclined so that the shortest distance between the liquid suction portion 124 of the liquid flow member 123 and the axis J of the rotating shaft 121 is shorter than the shortest distance between the discharge portion 125 and the axis J of the rotating shaft 121.

あるいは、図1に示す散液デバイス120において、流液部材123は、回転軸121の軸方向に対して所定の角度(取付傾斜角ともいう)θをなすように傾斜して取付けられている。取付傾斜角θは、当業者によって任意の角度に設定され得るが、例えば5°~45°、好ましくは10°~25°である。 1, the flow member 123 is attached at a predetermined angle (also called the mounting inclination angle) θ 1 with respect to the axial direction of the rotating shaft 121. The mounting inclination angle θ 1 can be set to any angle by a person skilled in the art, and is, for example, 5° to 45°, preferably 10° to 25°.

図2は、図1に示す散液装置100を、一部を切り欠いた状態で右方向から見た概略図である。 Figure 2 is a schematic diagram of the sprinkler device 100 shown in Figure 1, viewed from the right with a portion cut away.

本発明の散液デバイス120では、水平方向を基準にして吐出部125が回転軸121の回転進行方向に逆らって開口している。吐出部125がこのような側に開口していることにより、回転軸121の回転を通じて得られる吐出部125からの処理液の吐出が、散液デバイス120の回転軸121周りの推進力の一部となる。これにより、処理液が勢いよく吐出されるほど回転軸121の回転が促され、結果として回転軸121にかかる動力の一部が軽減される。 In the sprinkling device 120 of the present invention, the discharge part 125 opens against the direction of rotation of the rotating shaft 121 with respect to the horizontal direction. By having the discharge part 125 open on such a side, the discharge of the treatment liquid from the discharge part 125 obtained through the rotation of the rotating shaft 121 becomes part of the propulsive force around the rotating shaft 121 of the sprinkling device 120. As a result, the more forcefully the treatment liquid is discharged, the more the rotation of the rotating shaft 121 is promoted, and as a result, part of the power applied to the rotating shaft 121 is reduced.

なお、散液部材123は、図2から見た方向では回転軸121と略一直線となるように配置されているが、本発明は特にこの配置に限定されない。例えば、散液部材123の吸液部124が回転軸121に対して回転進行方向側に前進し、かつ散液部材123の吐出部125が回転軸121に対して回転進行方向とは反対側に後退するように傾斜して配置されていてもよい。 The liquid-dispersing member 123 is arranged so as to be substantially in line with the rotating shaft 121 when viewed from the direction of FIG. 2, but the present invention is not particularly limited to this arrangement. For example, the liquid-suction portion 124 of the liquid-dispersing member 123 may be arranged so as to advance in the direction of rotation relative to the rotating shaft 121, and the discharge portion 125 of the liquid-dispersing member 123 may be arranged at an incline so as to retreat in the opposite direction to the direction of rotation relative to the rotating shaft 121.

図3は、図1に示す散液装置100のA-A方向断面図である。 Figure 3 is a cross-sectional view of the sprinkler device 100 shown in Figure 1 taken along the line A-A.

図3では、散液デバイス120は、回転軸121を中心にして時計回りに回転することが示されている。これに対し、散液デバイス120を構成する散液部材123の吐出部125は、回転軸121の回転進行方向とは真逆の向きに開口していることがわかる。図3に示す実施形態では、吐出部125が開口する方向Jと、取付具122の軸方向Jとの間の角θが略直角(90°)であることが示されている。しかし、本発明におい当該角θはこれに限定されない。 In Fig. 3, the sprinkling device 120 is shown to rotate clockwise around the rotation shaft 121. In contrast, it can be seen that the discharge part 125 of the sprinkling member 123 constituting the sprinkling device 120 opens in a direction directly opposite to the rotational direction of the rotation shaft 121. In the embodiment shown in Fig. 3, the angle θ2 between the direction Jk in which the discharge part 125 opens and the axial direction Jt of the mounting fixture 122 is shown to be approximately a right angle (90°). However, in the present invention, the angle θ2 is not limited to this.

例えば、図4に示すように、吐出部125が開口する方向Jと取付具122の軸方向Jとの間の角θは水平断面において鈍角を形成していてもよい。θが水平断面において鈍角であることにより、吐出部125からの処理液の吐出が推進力となって、回転軸121を中心とした散液デバイス120の回転が高められるという利点がある。 4, the angle θ2 between the direction Jk in which the discharge part 125 opens and the axial direction Jt of the mounting fixture 122 may form an obtuse angle in a horizontal cross section. By making θ2 an obtuse angle in a horizontal cross section, there is an advantage that the discharge of the treatment liquid from the discharge part 125 becomes a driving force, and the rotation of the sprinkling device 120 around the rotation shaft 121 is enhanced.

あるいは、吐出部125が開口する方向Jと取付具122の軸方向Jとの間の角θは水平断面において、好ましくは90°≦θ<180°、より好ましくは91°≦θ≦160°、さらにより好ましくは92°≦θ≦135°である。θが90°を下回ると、吐出部からの処理液が吐出され難くなることがある。 Alternatively, the angle θ2 between the direction Jk in which the discharge portion 125 opens and the axial direction Jt of the mounting fixture 122 is preferably 90°≦ θ2 <180°, more preferably 91°≦ θ2 ≦160°, and even more preferably 92°≦ θ2 ≦135° in the horizontal cross section. If θ2 is below 90°, it may become difficult for the treatment liquid to be discharged from the discharge portion.

散液デバイス120を構成する流液部材123は、例えば図5の(a)~(c)に示すように、筒体の一部が曲がった形態を有する。このような筒体は、例えば、円筒状、楕円状または角筒状のようないずれの断面形状を有していてもよい。また、図5の(a)~(c)に示す流液部材123は、吸液部124から屈曲部Pまで、および屈曲部Pから吐出部125までがそれぞれ略ストレートな形態を有しているが、そのような形態に特に限定されない。例えば、一部が撓んだ形態を有していてもよい。 The flow member 123 constituting the dispersing device 120 has a shape in which a part of the cylinder is bent, for example, as shown in (a) to (c) of Figure 5. Such a cylinder may have any cross-sectional shape, such as a cylindrical, elliptical, or rectangular cylinder. In addition, the flow member 123 shown in (a) to (c) of Figure 5 has a shape that is approximately straight from the liquid suction part 124 to the bent part P, and from the bent part P to the discharge part 125, but is not particularly limited to such a shape. For example, it may have a shape in which a part is bent.

流液部材123の大きさは、特に限定されない。例えば、散液部材123として円筒状の部材が使用される場合、その内径は、例えば2mm~200mmである。吸液部124から屈曲部Pまでの長さは特に限定されず、適切な長さが当業者により選択され得る。なお、図5の(b)では、吸液部124の内径と筒状通路126の内径と吐出部125の内径とが略同一の大きさであるかのように記載されているが、本発明はこのような形態のみに限定されない。例えば、流液部材123の内径が吸液部124から屈曲部Pを通り吐出部125に向かって緩やかにまたは段階的に縮径するものであってもよい。 The size of the liquid flow member 123 is not particularly limited. For example, when a cylindrical member is used as the liquid dispersion member 123, its inner diameter is, for example, 2 mm to 200 mm. The length from the liquid suction portion 124 to the bent portion P is not particularly limited, and an appropriate length can be selected by a person skilled in the art. Note that in FIG. 5(b), the inner diameter of the liquid suction portion 124, the inner diameter of the cylindrical passage 126, and the inner diameter of the discharge portion 125 are described as being approximately the same size, but the present invention is not limited to this form. For example, the inner diameter of the liquid flow member 123 may be gradually or stepwise reduced from the liquid suction portion 124 through the bent portion P toward the discharge portion 125.

さらに、図5の(b)では、散液部材123の吸液部124が鉛直方向に指向し、かつ吐出部124が水平方向に指向する例が記載されているが、本発明はこのような形態のみに限定されるものでもない。 Furthermore, in FIG. 5(b), an example is shown in which the suction portion 124 of the dispersing member 123 is oriented vertically and the discharge portion 124 is oriented horizontally, but the present invention is not limited to this configuration.

図6は、本発明の散液デバイスに組み込むことができる流液部材123’の吐出部125近傍の一例を示す模式図である。 Figure 6 is a schematic diagram showing an example of the vicinity of the discharge portion 125 of a liquid flow member 123' that can be incorporated into the liquid sprinkling device of the present invention.

図6に示すように、流液部材123’において、吐出部125が指向する方向Tと水平方向Hとの間の角度θは水平方向を基準にして、好ましくは-90°≦θ≦20°であり、より好ましくは-30°≦θ≦10°である。なお、この角度θは水平方向を基準にして上方(すなわち図6に示す水平方向Hよりも上側)を正の値で表し、当該水平方向を基準にして下方(すなわち図6に示す水平方向Hよりも下側)を負の値で表す。当該角度θが-90°を下回ると、流液部材内で処理液が逆流して、吐出部から処理液が効果的に吐出できない場合がある。当該角度θが20°を上回ると、後述のように回転を通じて筒状通路126内が処理液で満たされたとしても、サイフォン様に処理液の移動が起きず、結果として散液装置に付加される動力を小さくすることが困難になる場合がある。なお、散液デバイス120の回転進行方向の推進力を高める観点から、このθは0°近傍となるように設計されていることがさらに好ましい。 As shown in FIG. 6, in the flow member 123', the angle θ 3 between the direction T in which the discharge portion 125 is directed and the horizontal direction H is preferably −90°≦θ 3 ≦20°, more preferably −30°≦θ 3 ≦10°, based on the horizontal direction. In addition, this angle θ 3 is expressed as a positive value above the horizontal direction (i.e., above the horizontal direction H shown in FIG. 6), and a negative value below the horizontal direction (i.e., below the horizontal direction H shown in FIG. 6). If the angle θ 3 is below −90°, the treatment liquid may flow back in the flow member, and the treatment liquid may not be effectively discharged from the discharge portion. If the angle θ 3 is above 20°, even if the cylindrical passage 126 is filled with the treatment liquid through rotation as described below, the treatment liquid does not move like a siphon, and as a result, it may be difficult to reduce the power applied to the sprinkler. From the viewpoint of increasing the propulsive force in the rotational direction of the sprinkling device 120, it is more preferable that θ3 is designed to be close to 0°.

さらに、本発明においては散液デバイス120の回転進行方向の推進力を一層高めることができるとの理由から、上記吐出部125が開口する方向Jkと取付具122の軸方向Jtとの間の角θと、上記吐出部125が指向する方向Tと水平方向Hとの間の角度θとがそれぞれ上述したような範囲内にあることを共立させていることが一層好ましい。 Furthermore, in the present invention, since this can further increase the propulsive force in the rotational direction of the sprinkler device 120, it is even more preferable that the angle θ2 between the direction Jk in which the discharge portion 125 opens and the axial direction Jt of the mounting fixture 122, and the angle θ3 between the direction T in which the discharge portion 125 points and the horizontal direction H, are both within the ranges described above.

図5の(a)~(c)および図6に示す散液部材123,123’はいずれも屈曲部Pを有しているが、本発明においては、散液部材はこのような屈曲部Pを有しない形態で構成されていてもよい。屈曲部を有しない散液部材の例としては、図7の(a)~(c)に示すようなエルボ型(またはエルボ曲線で構成される)散液部材123”が挙げられる。 The dispersion members 123, 123' shown in Figures 5(a) to (c) and 6 all have a bent portion P, but in the present invention, the dispersion member may be configured in a form that does not have such a bent portion P. An example of a dispersion member that does not have a bent portion is the elbow-shaped (or elbow-curve-shaped) dispersion member 123'' shown in Figures 7(a) to (c).

本発明の散液デバイス120の特徴について、図1を用いて説明する。 The features of the liquid dispersion device 120 of the present invention are explained using Figure 1.

一般にサイフォンの原理によれば、管内が液体で満たされた状態において、低位置に設けられた出口(本発明における吐出部に相当)から液体が排出されると、高位置に設けられた入口(本発明における吸液部に相当)から新たな液体が吸液され、入口に存在する液体がすべて移動してなくなるか、管内に気泡が配置キャビテーションを起こし始めるまで当該入口から出口への液体の移動は連続的に起こる。 Generally, according to the siphon principle, when a tube is filled with liquid and liquid is discharged from an outlet located at a low position (corresponding to the discharge section in this invention), new liquid is sucked in from an inlet located at a high position (corresponding to the suction section in this invention), and the movement of liquid from the inlet to the outlet continues until all the liquid at the inlet has been moved away or until air bubbles begin to form in the tube and cause cavitation.

これに対し、本発明では、処理液116が流液部材123における吸液部124から筒状流路126を通じて吐出部125に移動するにあたり、一旦筒状流路126が処理液で満たされると、当該散液部材123は、回転軸121の回転を継続する間、まるでサイフォンの原理で使用される管のように、吸液部124での処理液の吸液から筒状流路126を通り、吐出部125での当該処理液の吐出までの処理液の移動を連続的に行うことができる。このような処理液の連続的な移動を本明細書では「サイフォン様」の処理液の移動という。 In contrast, in the present invention, when the treatment liquid 116 moves from the suction part 124 of the flow member 123 through the cylindrical flow path 126 to the discharge part 125, once the cylindrical flow path 126 is filled with the treatment liquid, the dispersing member 123 can continuously move the treatment liquid from suction of the treatment liquid at the suction part 124 through the cylindrical flow path 126 to discharge of the treatment liquid at the discharge part 125, just like a tube used in the principle of a siphon, while the rotation shaft 121 continues. This continuous movement of the treatment liquid is referred to in this specification as "siphon-like" movement of the treatment liquid.

本発明においては、一旦このサイフォン様の処理液の移動を生じると、その単位時間あたりに移動する処理液の液量(例えばmL/秒)は、回転軸121の回転が同じ場合におけるその連続的な移動を生じる前の液量(例えばmL/秒)よりも増加し、これにより、多量の処理液を効率良く混ぜ返すことができる。 In the present invention, once this siphon-like movement of the processing liquid occurs, the amount of processing liquid moving per unit time (e.g., mL/sec) increases compared to the amount of liquid (e.g., mL/sec) before the continuous movement occurred when the rotation of the rotating shaft 121 is the same, thereby allowing a large amount of processing liquid to be efficiently mixed.

本発明の散液デバイス120では、流液部材123を構成する吸液部124、筒状流路126および吐出部125の間で上記サイフォン様の処理液の移動を創出することが可能である。これにより、一旦サイフォン様の処理液の移動が開始されると、流液部材123内では回転軸121の回転を比較的抑えても(すなわち、回転に要する動力を小さくしても)、ヒステリシスによって吸液部124からの処理液の吸液と、吐出部125からの処理液の吐出を実質的に連続して行うことができる。 In the sprinkling device 120 of the present invention, it is possible to create the above-mentioned siphon-like movement of the treatment liquid between the suction section 124, the cylindrical flow path 126, and the discharge section 125 that constitute the liquid flow member 123. As a result, once the siphon-like movement of the treatment liquid begins, even if the rotation of the rotating shaft 121 is relatively suppressed within the liquid flow member 123 (i.e., even if the power required for rotation is reduced), hysteresis allows the suction of the treatment liquid from the suction section 124 and the discharge of the treatment liquid from the discharge section 125 to be performed substantially continuously.

本発明において、液面128に対する吸液部124および吐出部125の配置状態(すなわち、吸液部124は液面128の下方に配置され、かつ吐出部125は液面128よりも上方に配置されている状態)は、静置段階(すなわち、回転軸121の回転がなく、処理液116の液面が略水平方向に広がった状態にあるとき)に加え、回転軸121を所望の回転速度で回転させている段階(すなわち、回転軸121の回転を通じて後述するような処理液116の撹拌が行われている状態にあるとき)にも保持されていることが好ましい。その結果、処理槽110内の処理液116は、回転軸121および流液部材123の回転によって流液部材の吸液部124から容易に汲み取り可能であり、その後遠心力によって流液部材123内の筒状流路126を通じて吐出部125までに移動し、吐出部125から、例えば処理槽110の内壁111または処理液116の液面128に向かって吐出され得る。 In the present invention, it is preferable that the positioning state of the liquid suction part 124 and the discharge part 125 relative to the liquid level 128 (i.e., the state in which the liquid suction part 124 is positioned below the liquid level 128 and the discharge part 125 is positioned above the liquid level 128) is maintained not only during the stationary stage (i.e., when the rotating shaft 121 is not rotating and the liquid level of the treatment liquid 116 is in a state in which it is spread in an approximately horizontal direction) but also during the stage in which the rotating shaft 121 is rotating at a desired rotation speed (i.e., when the treatment liquid 116 is being agitated through the rotation of the rotating shaft 121 as described below). As a result, the treatment liquid 116 in the treatment tank 110 can be easily drawn from the liquid suction portion 124 of the liquid flow member by the rotation of the rotating shaft 121 and the liquid flow member 123, and then moved by centrifugal force through the cylindrical flow path 126 in the liquid flow member 123 to the discharge portion 125, and can be discharged from the discharge portion 125, for example, toward the inner wall 111 of the treatment tank 110 or the liquid surface 128 of the treatment liquid 116.

本発明の散液デバイス120は、図1に記載したような散液装置100の処理槽110以外に、例えば、内容物の物理的混合や撹拌を必要とする際に使用される混合装置または撹拌装置の混合槽または撹拌槽に組み込んで使用することもできる。 The sprinkling device 120 of the present invention can be used not only in the treatment tank 110 of the sprinkling apparatus 100 as shown in FIG. 1, but also in the mixing tank or stirring tank of a mixing or stirring apparatus used when physical mixing or stirring of the contents is required.

(散液装置)
次に、本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置について再び図1を用いて説明する。
(Sprinkler device)
Next, a sprinkling apparatus incorporating the sprinkling device of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明の散液装置100は処理槽110および上記散液デバイス120を備える。 The sprinkling device 100 of the present invention comprises a treatment tank 110 and the above-mentioned sprinkling device 120.

処理槽110は、処理液116を収容して撹拌することができる密閉可能な槽であり、例えば、平底、丸底、円錐底または下方に向かって傾斜する底部109を有する。 The treatment tank 110 is a sealable tank capable of containing and stirring the treatment liquid 116, and has, for example, a flat, round, or conical bottom or a bottom 109 that slopes downward.

処理槽110の大きさ(容量)は、散液装置100の用途(例えば、これを用いて行われる反応の種類)や、処理液の処理量などによって適宜設定されるため、必ずしも限定されないが、例えば、0.1リットル~1,000,000リットルである。 The size (volume) of the treatment tank 110 is set appropriately depending on the application of the sprinkler system 100 (e.g., the type of reaction to be carried out using the device) and the amount of treatment liquid to be treated, and is not necessarily limited thereto, but is, for example, 0.1 liters to 1,000,000 liters.

1つの実施形態では、処理槽110はまた、処理液供給口112および生成物出口114を備える。処理液供給口112は、処理槽110内に処理液116を新たに供給するための入口である。処理液供給口112は、例えば処理槽110の上方(例えば、上蓋)に設けられている。あるいは、処理液供給口112は、処理槽110の側面部に設けられていてもよい。処理槽110に設けられる処理液供給口112の数は1個に限定されない。例えば、複数個の処理液供給口が処理槽110に設けられていてもよい。 In one embodiment, the treatment tank 110 also includes a treatment liquid supply port 112 and a product outlet 114. The treatment liquid supply port 112 is an inlet for newly supplying the treatment liquid 116 into the treatment tank 110. The treatment liquid supply port 112 is provided, for example, above the treatment tank 110 (e.g., on the top lid). Alternatively, the treatment liquid supply port 112 may be provided on the side of the treatment tank 110. The number of treatment liquid supply ports 112 provided in the treatment tank 110 is not limited to one. For example, the treatment tank 110 may be provided with multiple treatment liquid supply ports.

生成物出口114は、処理槽110内で得られた生成物を処理槽110から取り出すための出口である。生成物出口114は、当該生成物に加えて反応残渣や廃液等も排出可能であり、当該排出は、例えば生成物出口114の下流側に設けられたバルブ115の開閉によって調節され得る。生成物出口114はまた、例えば処理槽110内の底部109の中央に連通して設けられている。 The product outlet 114 is an outlet for removing the product obtained in the treatment tank 110 from the treatment tank 110. In addition to the product, the product outlet 114 can also discharge reaction residues and waste liquid, and the discharge can be regulated, for example, by opening and closing a valve 115 provided downstream of the product outlet 114. The product outlet 114 is also provided, for example, in communication with the center of the bottom 109 in the treatment tank 110.

処理槽110の上部は、例えば、蓋体またはメンテナンス・ホールのような開閉可能な構造を有していてもよい。さらに、処理槽110の上部には、処理槽110内の圧力を調節するための圧力調節口(図示せず)が設けられていてもよい。さらに、圧力調節口は例えば図示しない減圧ポンプに接続されていてもよい。 The upper part of the treatment tank 110 may have an openable and closable structure, such as a lid or a maintenance hole. Furthermore, the upper part of the treatment tank 110 may be provided with a pressure adjustment port (not shown) for adjusting the pressure inside the treatment tank 110. Furthermore, the pressure adjustment port may be connected to, for example, a pressure reducing pump (not shown).

処理槽110に収容される処理液116は、水溶液、スラリーなどの液体である。散液装置100が例えば後述するエステル交換反応による脂肪酸エステルの製造に使用されるような場合、処理液116は、例えば油相116aおよび水相116bの二相系で構成されており、油相116aおよび水相116bのそれぞれには出発材料などの反応物および溶媒などの媒体が含有されている。 The treatment liquid 116 contained in the treatment tank 110 is a liquid such as an aqueous solution or a slurry. When the dispersion device 100 is used, for example, for the production of fatty acid esters by the transesterification reaction described below, the treatment liquid 116 is composed of, for example, a two-phase system of an oil phase 116a and an aqueous phase 116b, and each of the oil phase 116a and the aqueous phase 116b contains a reactant such as a starting material and a medium such as a solvent.

さらに処理槽110に処理液116が収容される場合、散液デバイス120を構成する取付具122は、回転の際の無用な抵抗となって当該回転に要する動力を高めてしまうことを避けるため、処理液116の液面128よりも上方に配置されていることが好ましい。これは、例えば、取付具122を、散液デバイス120を構成する流液部材123の吐出部125と略同等の高さまたはその近傍に配置することにより達成され得る。 Furthermore, when the treatment tank 110 contains the treatment liquid 116, the fittings 122 constituting the sprinkler device 120 are preferably positioned above the liquid level 128 of the treatment liquid 116 to avoid unnecessary resistance during rotation that would increase the power required for said rotation. This can be achieved, for example, by positioning the fittings 122 at or near the same height as the discharge portion 125 of the flow member 123 constituting the sprinkler device 120.

図1の散液装置100によれば、モータ140を通じて回転軸121を回転させることにより、散液デバイス120内の流液部材123が吸液口124から処理液116を汲み取る。汲み取られた処理液は、当該回転軸121の回転に伴う遠心力により、筒状通路126を介して吐出口125まで移動し、当該吐出口125から処理槽110内に、具体的には処理槽110内の処理液116の液面128よりも上方に吐出される。さらに、この回転軸121の回転を継続し、筒状流路126内が処理液で完全に満たされると、吸液部124、筒状流路126および吐出部125の間で「サイフォン様」の処理液の移動が可能となる。その際、回転軸121の回転速度を低下させても、ヒステリシスによりこの「サイフォン様」の現象は継続する。これにより、処理液116は、処理槽110の内壁111や液面128への衝突とともに、処理槽110の底部109から上方への移動が可能となり、処理槽110の高さ方向での処理液116の混ぜ返し(例えば、鉛直方向における撹拌または循環)を回転軸121の回転を抑えた(より小さい動力で)促すことができる。その結果、散液装置100内で行われる反応生成物の製造がより効果的に進行し得る。 1, the motor 140 rotates the rotating shaft 121, and the flow member 123 in the sprinkling device 120 draws the treatment liquid 116 from the suction port 124. The drawn treatment liquid moves to the discharge port 125 through the cylindrical passage 126 by the centrifugal force caused by the rotation of the rotating shaft 121, and is discharged from the discharge port 125 into the treatment tank 110, specifically above the liquid level 128 of the treatment liquid 116 in the treatment tank 110. Furthermore, when the rotation of the rotating shaft 121 continues and the cylindrical flow path 126 is completely filled with the treatment liquid, the treatment liquid can move in a "siphon-like" manner between the suction portion 124, the cylindrical flow path 126, and the discharge portion 125. At that time, even if the rotation speed of the rotating shaft 121 is reduced, this "siphon-like" phenomenon continues due to hysteresis. This allows the treatment liquid 116 to move upward from the bottom 109 of the treatment tank 110 while colliding with the inner wall 111 and the liquid surface 128 of the treatment tank 110, and allows the treatment liquid 116 to be mixed (e.g., stirred or circulated in the vertical direction) in the height direction of the treatment tank 110 with less rotation of the rotating shaft 121 (with less power). As a result, the production of the reaction product in the sprinkling device 100 can proceed more effectively.

さらに、上記の通り、散液部材123の吐出口125が回転軸121の回転進行方向に逆らって開口しているため、当該吐出部125からの処理液116の吐出が推進力となって、回転軸121を中心とする散液部材123自体の回転を促すことができる。 Furthermore, as described above, the discharge port 125 of the liquid dispersion member 123 opens in the direction opposite to the direction of rotation of the rotating shaft 121, so that the discharge of the treatment liquid 116 from the discharge port 125 acts as a propulsive force to promote the rotation of the liquid dispersion member 123 itself around the rotating shaft 121.

なお、本発明において、上記処理槽110、回転軸121、取付具122および流液部材123は、それぞれ独立して、例えば、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの金属およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。あるいは、3Dプリンター等を用いて作製されるセラミック製であってもよい。これらは、耐薬品性を高めるために、テフロン(登録商標)やグラスライニング、ゴムライニングのような当該分野において公知のコーティングが付与されていてもよい。 In the present invention, the treatment tank 110, the rotating shaft 121, the fitting 122, and the liquid flow member 123 are each independently made of a metal such as iron, stainless steel, Hastelloy, titanium, or a combination of these materials. Alternatively, they may be made of ceramics produced using a 3D printer or the like. To improve chemical resistance, these may be provided with a coating known in the art, such as Teflon (registered trademark), glass lining, or rubber lining.

図8は、本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置の他の例を示す概略図である。 Figure 8 is a schematic diagram showing another example of a sprinkler system incorporating the sprinkler device of the present invention.

図8に示す本発明の散液装置200では、処理槽110の内壁111に、処理槽110の底部109から処理液116の液面128を上回る高さにまで延びる複数の邪魔板210が設けられている。図8において、邪魔板210は、例えば静置された処理液116の略中央に位置するように(すなわち、邪魔板210の上端が油相116aの内部に位置し、邪魔板210の下端が水相116bの内部に位置し、かつ当該上端および下端が油相116aと水相116bとの界面近傍に位置するように)設けられている In the sprinkler system 200 of the present invention shown in FIG. 8, a plurality of baffles 210 are provided on the inner wall 111 of the treatment tank 110, extending from the bottom 109 of the treatment tank 110 to a height above the liquid level 128 of the treatment liquid 116. In FIG. 8, the baffles 210 are provided so as to be located, for example, approximately in the center of the treatment liquid 116 that is left stationary (i.e., the upper end of the baffle 210 is located inside the oil phase 116a, the lower end of the baffle 210 is located inside the aqueous phase 116b, and the upper and lower ends are located near the interface between the oil phase 116a and the aqueous phase 116b).

邪魔板210は、回転軸121の回転により、取付具122を通じて流液部材123が回転し、それにより処理槽110内の処理液116が追随して一緒に回転運動することを防止する役割を果たす。言い換えれば、邪魔板210は、処理槽110内で処理液116が水平方向に回転する際の障壁となり、渦の形成を防止できる。その結果、処理液116には処理槽110内で不規則な動きが与えられ、結果として、散液デバイス120を構成する流液部材123の吸液部124、通常流路126および吐出部125の間で生じる上記「サイフォン様」の現象とともに、処理液116を混合かつ撹拌する効率を高めることができる。 The baffle plate 210 serves to prevent the treatment liquid 116 in the treatment tank 110 from rotating together with the flow member 123 that rotates through the attachment 122 due to the rotation of the rotating shaft 121. In other words, the baffle plate 210 acts as a barrier when the treatment liquid 116 rotates horizontally in the treatment tank 110, preventing the formation of a vortex. As a result, the treatment liquid 116 is given an irregular movement in the treatment tank 110, and as a result, the efficiency of mixing and stirring the treatment liquid 116 can be improved, along with the above-mentioned "siphon-like" phenomenon that occurs between the suction part 124, normal flow path 126, and discharge part 125 of the flow member 123 that constitutes the sprinkler device 120.

本発明の散液装置200において、処理槽110に設けられる邪魔板210の数は必ずしも限定されないが、例えば、処理槽110の内壁111に略等間隔で1つ~8つが設けられている。 In the sprinkler system 200 of the present invention, the number of baffles 210 provided in the treatment tank 110 is not necessarily limited, but for example, one to eight are provided at approximately equal intervals on the inner wall 111 of the treatment tank 110.

図9は、本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置の別の例を示す概略図である。 Figure 9 is a schematic diagram showing another example of a sprinkling apparatus incorporating the sprinkling device of the present invention.

図9に示す散液装置300では、処理槽110の外周に温度調整用のジャケット310が設けられている。図9において、ジャケット310は、例えば中空の材料で構成されており、図示しない管を通じて、ジャケット入口320から例えば水蒸気や水や熱媒油などの熱媒体を導入し、ジャケット出口330から排出することができる。ジャケット310内に導入された熱媒体は、処理槽110の外側から処理液116の加熱を行うことにより、処理槽110内の処理液116に対する温度制御を可能にする。 In the sprinkler system 300 shown in FIG. 9, a jacket 310 for adjusting temperature is provided around the treatment tank 110. In FIG. 9, the jacket 310 is made of, for example, a hollow material, and a heat medium such as steam, water, or thermal oil can be introduced from the jacket inlet 320 through a pipe (not shown) and discharged from the jacket outlet 330. The heat medium introduced into the jacket 310 heats the treatment liquid 116 from outside the treatment tank 110, thereby enabling temperature control of the treatment liquid 116 in the treatment tank 110.

なお、図9に示す実施形態では、熱媒体として処理槽110内を加熱するための加熱用熱媒体を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。当該加熱用熱媒体に代えて、例えば、液化窒素、水、ブライン、ガス冷媒(例えば、二酸化炭素、フロン)のような冷却用熱媒体がジャケット310に導入されてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 9, an example is described in which a heating medium is used as the heat medium to heat the inside of the treatment tank 110, but the present invention is not limited to this. Instead of the heating medium, a cooling medium such as liquefied nitrogen, water, brine, or a gas refrigerant (e.g., carbon dioxide or freon) may be introduced into the jacket 310.

図10は、本発明の別の散液デバイスが組み込まれた散液装置の一例を示す概略図である。 Figure 10 is a schematic diagram showing an example of a sprinkler system incorporating another sprinkler device of the present invention.

図10に示す散液装置400では、散液デバイス220の一部を構成する流液部材223の構造が図1に示すものと部異なっている点を除き、その他は図1と同様である。すなわち、この散液デバイス220もまた、図1に示す散液デバイス120と同様に水平面を基準にして、吐出部225が回転軸121の回転進行方向に逆らって開口する構造を有している。 The sprinkling device 400 shown in FIG. 10 is the same as that shown in FIG. 1, except that the structure of the flow member 223 constituting part of the sprinkling device 220 is different from that shown in FIG. 1. That is, this sprinkling device 220 also has a structure in which the discharge part 225 opens against the rotational direction of the rotating shaft 121, based on the horizontal plane, like the sprinkling device 120 shown in FIG. 1.

流液部材223は、処理槽110内で回転軸121の軸方向に沿って、鉛直方向に延びる吸液部分223aと当該処理槽110内で傾斜して配置された吐出部分223bとを備える。吸液部分223aと吐出部分223bとは流液部材223の途中(例えば、吸液部分223aの下方端部に設けられた吸液部224と、吐出部分223bの上方端部に設けられた吐出部225との間)に位置する点Pにおいて屈曲した状態で連通する。また、これに伴って流液部材223内の筒状流路226もまた点P近傍で屈曲している。 The liquid flow member 223 includes a liquid suction portion 223a that extends vertically along the axial direction of the rotating shaft 121 in the treatment tank 110, and a discharge portion 223b that is arranged at an angle in the treatment tank 110. The liquid suction portion 223a and the discharge portion 223b communicate in a bent state at point P located midway through the liquid flow member 223 (for example, between the liquid suction portion 224 provided at the lower end of the liquid suction portion 223a and the discharge portion 225 provided at the upper end of the discharge portion 223b). Accordingly, the cylindrical flow path 226 in the liquid flow member 223 is also bent near point P.

ここで、散液装置400内に処理液116が収容される場合、吸液部分223aと吐出部分223bとが屈曲して連通する部分(流液部材223の点Pが位置する部分)は、当該処理液116内に浸漬されるような位置(高さ)に配置されている。これにより、流液部材223を構成する吐出部分223bは下方が処理液116の液面118よりも下に(すなわち浸漬された状態で)配置され、かつ当該吐出部分223bの吐出部225は、液面118よりも上方で開口するように設計されている。 When the treatment liquid 116 is contained in the sprinkler device 400, the portion where the suction portion 223a and the discharge portion 223b are bent and connected (the portion where point P of the flow member 223 is located) is positioned at a position (height) such that it is immersed in the treatment liquid 116. As a result, the lower portion of the discharge portion 223b constituting the flow member 223 is positioned below the liquid level 118 of the treatment liquid 116 (i.e., immersed), and the discharge portion 225 of the discharge portion 223b is designed to open above the liquid level 118.

散液デバイス220がこのような構造を有していることにより、図10に示す散液装置400は、モータ140に大きな負荷をかけることなく、処理液116内で当該散液デバイス220をより円滑に回転させることができる。 Because the sprinkling device 220 has this structure, the sprinkling device 400 shown in FIG. 10 can rotate the sprinkling device 220 more smoothly within the treatment liquid 116 without placing a large load on the motor 140.

図10に示す散液装置400によれば、モータ140を通じて回転軸121を回転させることにより、散液デバイス220の流液部材223内(特に吐出部分223b内)に存在する処理液116が遠心力によって吐出部分223b内を押し上げられ、吐出部225から外部に向けて吐出される。このような処理液116の移動により流液部材223内では吸液部分223aの吸液部224から新たな処理液116が流液部材223内に汲み取られる。ここで、吸液部分223aが回転軸121の軸方向に沿って、鉛直方向に延びていることにより、散液デバイス220回転に要する動力は比較的小さく抑えることができる。 According to the sprinkling device 400 shown in FIG. 10, by rotating the rotating shaft 121 via the motor 140, the treatment liquid 116 present in the flow member 223 (particularly in the discharge portion 223b) of the sprinkling device 220 is pushed up inside the discharge portion 223b by centrifugal force and discharged from the discharge portion 225 to the outside. Due to this movement of the treatment liquid 116, new treatment liquid 116 is drawn into the flow member 223 from the suction portion 224 of the suction portion 223a within the flow member 223. Here, because the suction portion 223a extends vertically along the axial direction of the rotating shaft 121, the power required to rotate the sprinkling device 220 can be kept relatively small.

さらに、この回転軸121の回転を継続し、筒状流路226内が処理液で完全に満たされると、吸液部分223aおよび吐出部分223bの内部(すなわち、吸液部224、筒状流路226および吐出部225の間)で「サイフォン様」の処理液の移動が可能となる。その際、回転軸121の回転速度を低下させても、ヒステリシスによりこの「サイフォン様」の現象は継続する。これにより、処理液116は、処理槽110の内壁111や液面128への衝突とともに、処理槽110の底部109から上方への移動が可能となり、処理槽110の高さ方向での処理液116の混ぜ返し(例えば、鉛直方向における撹拌または循環)を回転軸121の回転を抑えた(より小さい動力で)促すことができる。 Furthermore, when the rotation of the rotating shaft 121 continues and the inside of the cylindrical flow path 226 is completely filled with the treatment liquid, the treatment liquid can move in a "siphon-like" manner inside the liquid suction portion 223a and the discharge portion 223b (i.e., between the liquid suction portion 224, the cylindrical flow path 226, and the discharge portion 225). At this time, even if the rotation speed of the rotating shaft 121 is reduced, this "siphon-like" phenomenon continues due to hysteresis. As a result, the treatment liquid 116 can move upward from the bottom 109 of the treatment tank 110 while colliding with the inner wall 111 of the treatment tank 110 and the liquid surface 128, and the mixing of the treatment liquid 116 in the height direction of the treatment tank 110 (e.g., stirring or circulation in the vertical direction) can be promoted with reduced rotation of the rotating shaft 121 (with less power).

さらに、上記の通り、散液部材223の吐出口225が回転軸121の回転進行方向に逆らって開口しているため、当該吐出部225からの処理液116の吐出が推進力となって、回転軸121を中心とする散液部材223自体の回転を促すことができる。 Furthermore, as described above, the discharge port 225 of the liquid dispersion member 223 opens in the direction opposite to the rotational direction of the rotating shaft 121, so that the discharge of the treatment liquid 116 from the discharge port 225 acts as a propulsive force to promote the rotation of the liquid dispersion member 223 itself around the rotating shaft 121.

本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置は、処理液(反応物)の撹拌が所望される種々の反応生成物の製造において有用である。特に、油相と水相とで構成されるような二相系(不均一反応系)において、従来の撹拌機を用いる場合よりも効果的に反応生成物を得ることができる。このような二相系の例としては、脂肪酸エステルを製造するためのエステル交換反応が挙げられる。 A sprinkler system incorporating the sprinkler device of the present invention is useful in the production of various reaction products in which stirring of the treatment liquid (reactant) is desired. In particular, in a two-phase system (heterogeneous reaction system) consisting of an oil phase and an aqueous phase, reaction products can be obtained more effectively than when a conventional stirrer is used. An example of such a two-phase system is a transesterification reaction for producing fatty acid esters.

(反応生成物の製造方法)
次に、本発明の散液デバイスが組み込まれた散液装置を用いて所定の反応生成物を製造する方法について説明する。
(Method for Producing Reaction Product)
Next, a method for producing a predetermined reaction product using a sprinkling apparatus incorporating the sprinkling device of the present invention will be described.

本発明の製造方法では、上記散液デバイスが組み込まれた散液装置内で処理液を循環させることにより撹拌が行われる。ここで、本明細書において、用語「循環による撹拌」とは、対象となる液体(例えば処理液)に対して、水平方向の回転を加えることによる撹拌と、上記散液装置を用いる場合のように、鉛直方向の当該液体の移動かつ循環を通じて当該液体全体の混ぜ返し(またはミキシング)との両方を包含していう。 In the manufacturing method of the present invention, agitation is performed by circulating the treatment liquid in a sprinkler apparatus incorporating the above-mentioned sprinkler device. In this specification, the term "agitation by circulation" includes both agitation by applying horizontal rotation to the target liquid (e.g., the treatment liquid) and mixing (or mixing) the entire liquid through vertical movement and circulation of the liquid, as in the case of using the above-mentioned sprinkler apparatus.

本発明に用いられる処理液は、無機または有機系の液体媒体を含有し、一般に撹拌機等による撹拌を通じて化学反応を進行させかつ制御され得るものである。例えば処理液は不均一系の処理液である。例えば、油相および水相から構成されている処理液は、上記循環による撹拌を通じて、処理液の乳化を向上かつ促進することができる点で有用である。 The processing liquid used in the present invention contains an inorganic or organic liquid medium, and generally allows a chemical reaction to proceed and be controlled through stirring with a stirrer or the like. For example, the processing liquid is a heterogeneous processing liquid. For example, a processing liquid composed of an oil phase and an aqueous phase is useful in that the emulsification of the processing liquid can be improved and promoted through stirring by the above-mentioned circulation.

処理液が不均一系の処理液である場合、当該処理液には、例えば原料油脂と、液体酵素と、炭素数1から8を有するアルコール、および水が含有されている。 When the treatment liquid is a heterogeneous treatment liquid, the treatment liquid contains, for example, raw oil or fat, a liquid enzyme, an alcohol having 1 to 8 carbon atoms, and water.

原料油脂は、例えばバイオディーゼル燃料用の脂肪酸エステルの製造において使用され得る油脂である。原料油脂は、予め精製された油脂、または不純物を含む未精製油脂のいずれであってもよい。原料油脂の例としては、食用油脂およびその廃食用油脂、原油、および他の廃棄物系油脂、ならびにそれらの組合せが挙げられる。食用油脂およびその廃食用油脂の例としては、植物油脂、動物油脂、魚油、微生物生産油脂、およびこれらの廃油、ならびにこれらの混合物(混合油脂)が挙げられる。植物油脂の例としては、必ずしも限定されないが、大豆油、菜種油、パーム油、およびオリーブ油が挙げられる。動物油脂の例としては、必ずしも限定されないが、牛脂、豚脂、鶏脂、鯨油、および羊脂が挙げられる。魚油としては、必ずしも限定されないが、イワシ油、マグロ油、およびイカ油が挙げられる。微生物生産油脂の例としては、必ずしも限定されないが、モルティエレラ属(Mortierella)またはシゾキトリウム属(Schizochytrium)などの微生物によって生産される油脂が挙げられる。 The raw fats and oils are fats and oils that can be used, for example, in the production of fatty acid esters for biodiesel fuel. The raw fats and oils can be either pre-refined fats and oils, or unrefined fats and oils containing impurities. Examples of raw fats and oils include edible fats and oils and waste edible fats and oils, crude oil, and other waste-based fats and oils, and combinations thereof. Examples of edible fats and oils and waste edible fats and oils include vegetable fats and oils, animal fats and oils, fish oils, microbially produced fats and oils, and waste oils thereof, and mixtures thereof (mixed fats and oils). Examples of vegetable fats and oils include, but are not limited to, soybean oil, rapeseed oil, palm oil, and olive oil. Examples of animal fats and oils include, but are not limited to, beef tallow, lard, chicken fat, whale oil, and mutton tallow. Fish oils include, but are not limited to, sardine oil, tuna oil, and squid oil. Examples of microbially produced oils include, but are not limited to, oils produced by microorganisms such as Mortierella or Schizochytrium.

原油は、例えば、従来の食用油脂の搾油工程から得られる未精製または未加工の油脂であり、例えば、リン脂質および/またはタンパク質などのガム状不純物、遊離脂肪酸、色素、微量金属および他の炭化水素系の油可溶性不純物、ならびにこれらの組合せを含有し得る。原油に含まれる当該不純物の含有量は特に限定されない。 Crude oil is, for example, unrefined or unprocessed oil obtained from a conventional oil extraction process for edible oils and fats, and may contain, for example, gummy impurities such as phospholipids and/or proteins, free fatty acids, pigments, trace metals and other hydrocarbon-based oil-soluble impurities, and combinations thereof. There is no particular limit to the amount of such impurities contained in the crude oil.

廃棄物系油脂としては、例えば、食品油脂の製造過程で生じる粗油をアルカリの存在下で精製することにより得られる油滓、熱処理油、プレス油、および圧延油、ならびにこれらの組合せが挙げられる。 Examples of waste oils and fats include oil cakes obtained by refining crude oil generated during the production of edible oils and fats in the presence of alkali, heat-treated oils, press oils, rolling oils, and combinations of these.

原料油脂は、油脂本来の性質を阻害しない範囲において任意の量の水分を含有していてもよい。さらに、原料油脂は、別途脂肪酸エステルの生成反応において使用した溶液中に残存する未反応の油脂を用いてもよい。 The raw oil may contain any amount of water as long as the original properties of the oil are not impaired. Furthermore, the raw oil may be unreacted oil remaining in the solution used in the reaction to produce the fatty acid ester.

本発明において液体酵素としては、脂肪酸エステルの生成反応に使用され得る任意の酵素触媒のうち、室温において液体の性状を有するものが挙げられる。液体酵素の例としては、リパーゼ、クチナーゼ、およびそれらの組合せが挙げられる。ここで、本明細書中に用いられる用語「リパーゼ」とは、グリセリド(アシルグリセロールともいう)に作用して、当該グリセリドをグリセリンまたは部分グリセリドと脂肪酸とに分解する能力を有し、かつ直鎖低級アルコールの存在下ではエステル交換により脂肪酸エステルを生成する能力を有する酵素を言う。 In the present invention, the liquid enzyme refers to any enzyme catalyst that can be used in the reaction for producing fatty acid esters and that has liquid properties at room temperature. Examples of liquid enzymes include lipase, cutinase, and combinations thereof. Here, the term "lipase" as used in this specification refers to an enzyme that has the ability to act on glycerides (also called acylglycerol) to decompose the glycerides into glycerin or partial glycerides and fatty acids, and has the ability to produce fatty acid esters by transesterification in the presence of linear lower alcohols.

本発明において、リパーゼは1,3-特異的であっても、非特異的であってもよい。脂肪酸の直鎖低級アルコールエステルを製造することができるという点においては、当該リパーゼは、非特異的であることが好ましい。リパーゼの例としては、リゾムコール属(リゾムコール・ミーハエ(Rhizomucor miehei))、ムコール属、アスペルギルス属、リゾプス属、ペニシリウム属などに属する糸状菌に由来するリパーゼ;キャンディダ属(カンジダ・アンタルシティカ(Candida antarcitica),カンジダ・ルゴサ(Candida rugosa),カンジダ・シリンドラセア(Candida cylindracea))、ピヒア(Pichia)などに属する酵母に由来するリパーゼ;シュードモナス属、セラチア属などに属する細菌に由来するリパーゼ;および豚膵臓などの動物に由来するリパーゼが挙げられる。液体リパーゼは、例えば、これらの微生物が産生したリパーゼを含む該微生物の培養液を濃縮かつ精製することによって、あるいは粉末化したリパーゼを水に溶解することによって得ることができる。市販の液体リパーゼもまた用いられ得る。 In the present invention, the lipase may be 1,3-specific or non-specific. In terms of being able to produce linear lower alcohol esters of fatty acids, it is preferable that the lipase is non-specific. Examples of lipase include lipases derived from filamentous fungi belonging to the genus Rhizomucor (Rhizomucor miehei), Mucor, Aspergillus, Rhizopus, Penicillium, etc.; lipases derived from yeasts belonging to the genus Candida (Candida antarcitica, Candida rugosa, Candida cylindracea), Pichia, etc.; lipases derived from bacteria belonging to the genus Pseudomonas, Serratia, etc.; and lipases derived from animals such as porcine pancreas. Liquid lipases can be obtained, for example, by concentrating and purifying the culture broth of these microorganisms containing the lipase produced by the microorganisms, or by dissolving powdered lipase in water. Commercially available liquid lipases can also be used.

本発明における上記液体酵素の使用量は、例えば、原料油脂の種類および/または量によって変動するため必ずしも限定されないが、使用する原料油脂100質量部に対し、好ましくは0.1質量部~50質量部、好ましくは0.2質量部~30質量部である。液体酵素の使用量が0.1質量部を下回ると、効果的なエステル交換反応を触媒することができず、所望の脂肪酸エステルの収量および/または収率を低下させるおそれがある。液体酵素の使用量が50質量部を上回ると、もはやエステル交換反応を通じて得られる所望の脂肪酸エステルの収量および/または収率に変化が見られず、むしろ製造効率を低下させるおそれがある。 The amount of the liquid enzyme used in the present invention is not necessarily limited, as it varies depending on, for example, the type and/or amount of the raw oil and fat, but is preferably 0.1 to 50 parts by mass, and preferably 0.2 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the raw oil and fat used. If the amount of the liquid enzyme used is less than 0.1 parts by mass, it will not be possible to effectively catalyze the transesterification reaction, and there is a risk of reducing the yield and/or yield of the desired fatty acid ester. If the amount of the liquid enzyme used is more than 50 parts by mass, there will no longer be any change in the yield and/or yield of the desired fatty acid ester obtained through the transesterification reaction, and there is a risk of reducing the production efficiency.

本発明におけるアルコールは、直鎖または分岐鎖の低級アルコール(例えば、炭素数1~8のアルコール、好ましくは炭素数1~4のアルコール)である。直鎖の低級アルコールが好ましい。直鎖の低級アルコールの例としては、必ずしも限定されないが、メタノール、エタノール、n-プロパノール、およびn-ブタノール、ならびにこれらの組合せが挙げられる。 The alcohol in the present invention is a straight-chain or branched-chain lower alcohol (e.g., an alcohol having 1 to 8 carbon atoms, preferably an alcohol having 1 to 4 carbon atoms). Straight-chain lower alcohols are preferred. Examples of straight-chain lower alcohols include, but are not limited to, methanol, ethanol, n-propanol, and n-butanol, and combinations thereof.

上記アルコールの使用量は、例えば、使用する原料油脂の種類および/または量によって変動するため必ずしも限定されないが、原料油脂100質量部に対し、好ましくは5質量部~100質量部、好ましくは10質量部~30質量部である。アルコールの使用量が5質量部を下回ると、効果的なエステル交換反応を行うことができず、所望の脂肪酸エステルの収量および/または収率を低下させるおそれがある。アルコールの使用量が100質量部を上回ると、もはやエステル交換反応を通じて得られる所望の脂肪酸エステルの収量および/または収率に変化が見られず、むしろ製造効率を低下させるおそれがある。 The amount of the alcohol used is not necessarily limited, as it varies depending on, for example, the type and/or amount of the raw oil and fat used, but is preferably 5 to 100 parts by mass, and preferably 10 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the raw oil and fat. If the amount of alcohol used is less than 5 parts by mass, an effective transesterification reaction cannot be performed, and there is a risk of reducing the yield and/or yield of the desired fatty acid ester. If the amount of alcohol used is more than 100 parts by mass, there is no change in the yield and/or yield of the desired fatty acid ester obtained through the transesterification reaction, and there is a risk of reducing the production efficiency.

本発明に用いられる水は、蒸留水、イオン交換水、水道水、純水のいずれであってもよい。当該水の使用量は、例えば、使用する原料油脂の種類および/または量によって変動するため必ずしも限定されないが、原料油脂100質量部に対し、好ましくは0.1質量部~50質量部、好ましくは2質量部~30質量部である。水の使用量が0.1質量部を下回ると、反応系内に形成される水層の量が不足し、上記原料油脂、液体酵素およびアルコールによる効果的なエステル交換反応を行うことができず、所望の脂肪酸エステルの収量および/または収率を低下させるおそれがある。水の使用量が50質量部を上回ると、もはやエステル交換反応を通じて得られる所望の脂肪酸エステルの収量および/または収率に変化が見られず、むしろ製造効率を低下させるおそれがある。 The water used in the present invention may be distilled water, ion-exchanged water, tap water, or pure water. The amount of water used is not necessarily limited because it varies depending on, for example, the type and/or amount of the raw oil and fat used, but is preferably 0.1 to 50 parts by mass, preferably 2 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the raw oil and fat. If the amount of water used is less than 0.1 parts by mass, the amount of the water layer formed in the reaction system is insufficient, and an effective transesterification reaction cannot be performed using the raw oil and fat, liquid enzyme, and alcohol, which may reduce the yield and/or yield of the desired fatty acid ester. If the amount of water used is more than 50 parts by mass, there is no change in the yield and/or yield of the desired fatty acid ester obtained through the transesterification reaction, and there is a risk of reducing the production efficiency.

本発明の製造方法では、上記処理液に対して所定の電解質が添加されていてもよい。電解質を構成するアニオンとしては、必ずしも限定されないが、例えば、炭酸水素イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、水酸化物イオン、クエン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、およびリン酸イオンならびにこれらの組合せが挙げられる。電解質を構成するカチオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン、およびアルカリ土類金属イオンならびにそれらの組合せが挙げられ、より具体的な例としては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、およびカルシウムイオン、ならびにそれらの組合せが挙げられる。本発明において、電解質の例としては、炭酸水素ナトリウム(重曹)、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、クエン酸三ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化ナトリウム、およびリン酸三ナトリウム、ならびにそれらの組合せが好ましい。汎用性に富み、入手が容易である等の理由から、炭酸水素ナトリウム(重曹)がより好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, a predetermined electrolyte may be added to the treatment solution. The anions constituting the electrolyte are not necessarily limited, but include, for example, hydrogen carbonate ions, carbonate ions, chloride ions, hydroxide ions, citrate ions, hydrogen phosphate ions, dihydrogen phosphate ions, and phosphate ions, as well as combinations thereof. The cations constituting the electrolyte include, for example, alkali metal ions and alkaline earth metal ions, as well as combinations thereof, and more specific examples include sodium ions, potassium ions, and calcium ions, as well as combinations thereof. In the present invention, examples of electrolytes include sodium hydrogen carbonate (sodium bicarbonate), sodium carbonate, calcium chloride, calcium hydroxide, trisodium citrate, sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium chloride, and trisodium phosphate, as well as combinations thereof. Sodium hydrogen carbonate (sodium bicarbonate) is more preferred for reasons such as its versatility and ease of availability.

本発明において、上記原料油脂、触媒、およびアルコール、および水は、例えば図1に示す散液装置100の処理槽110に処理液供給口112を通じて同時または任意の順序で添加され、油相116aおよび水相116bで構成される処理液116が構成される。その後、回転軸121の回転を通じて散液デバイス120の流液部材123を処理槽110内で回転させることにより、上述の通り、流液部材123の吸液部124から処理液116が汲み取られ、汲み取られた処理液は、散液デバイス120を構成する流液部材123の吸液部124、通常流路126および吐出部125の間で生じる上記「サイフォン様」の現象とともに、筒状流路126を通じて上方に移動し、流液部材123の吐出口125から回転軸121の回転進行方向に逆らって吐出される。このような処理液116の移動によって処理液116の撹拌が促され、反応生成物である脂肪酸エステルの生成が行われる。処理槽110内に付される温度は、必ずしも限定されないが、例えば、5℃~80℃、好ましくは15℃~80℃、より好ましくは25℃~50℃である。 In the present invention, the raw oil and fat, catalyst, alcohol, and water are added simultaneously or in any order to the treatment tank 110 of the sprinkling device 100 shown in FIG. 1 through the treatment liquid supply port 112, and the treatment liquid 116 consisting of the oil phase 116a and the water phase 116b is formed. Then, by rotating the flow member 123 of the sprinkling device 120 in the treatment tank 110 through the rotation of the rotating shaft 121, the treatment liquid 116 is drawn from the suction part 124 of the flow member 123 as described above, and the drawn treatment liquid moves upward through the cylindrical flow path 126 along with the above-mentioned "siphon-like" phenomenon occurring between the suction part 124, normal flow path 126, and discharge part 125 of the flow member 123 constituting the sprinkling device 120, and is discharged from the discharge port 125 of the flow member 123 against the rotational direction of the rotating shaft 121. This movement of the treatment liquid 116 promotes agitation of the treatment liquid 116, which produces the reaction product, fatty acid ester. The temperature applied inside the treatment tank 110 is not necessarily limited, but is, for example, 5°C to 80°C, preferably 15°C to 80°C, and more preferably 25°C to 50°C.

なお、本発明において、散液装置100内の回転軸の回転は必ずしも高速(例えば、600rpm以上)で行われなくてもよい。例えば、低速(例えば、80rpm以上300rpm未満)または中速(例えば、300rpm以上600rpm未満)に設定されてもよい。さらに、反応時間は、使用する原料油脂、触媒、アルコール、および水の各量によって変動するため、必ずしも限定されず、任意の時間が当業者によって設定され得る。 In the present invention, the rotation of the rotating shaft in the sprinkler device 100 does not necessarily have to be performed at high speed (e.g., 600 rpm or more). For example, it may be set to a low speed (e.g., 80 rpm or more and less than 300 rpm) or a medium speed (e.g., 300 rpm or more and less than 600 rpm). Furthermore, the reaction time varies depending on the amounts of the raw oil and fat, catalyst, alcohol, and water used, so it is not necessarily limited and can be set by a person skilled in the art to any desired time.

反応の終了後、生成物および反応残渣は散液装置100の処理槽110から取り出され、例えば、当業者に周知の手段を用いて脂肪酸エステルを含む層と、副生成物グリセリンを含む層とに分離される。その後、脂肪酸エステルを含む層はさらに、必要に応じて当業者に周知の方法を用いて脂肪酸エステルが単離かつ精製され得る。 After the reaction is completed, the product and reaction residue are removed from the treatment tank 110 of the dispersion device 100 and separated into a layer containing fatty acid esters and a layer containing the by-product glycerin, for example, using a means known to those skilled in the art. The layer containing fatty acid esters can then be further isolated and purified, as necessary, using a method known to those skilled in the art.

上記のようにして得られた脂肪酸エステルは、例えばバイオディーゼル燃料またはその構成成分として使用され得る。 The fatty acid ester obtained as described above can be used, for example, as a biodiesel fuel or a component thereof.

100,200,300,400 散液装置
109 底部
110 処理槽
111 内壁
112 処理液供給口
114 生成物出口
115 バルブ
116 処理液
116a 油相
116b 水相
120,220 散液デバイス
121 回転軸
122 取付具
123,123’,123”,223 流液部材
124,224 吸液部
125,225 吐出部
126,226 筒状流路
128 液面
140 モータ
210 邪魔板
223a 吸液部分
223b 吐出部分
310 ジャケット
320 ジャケット入口
330 ジャケット出口
100, 200, 300, 400 Sprinkler 109 Bottom 110 Treatment tank 111 Inner wall 112 Treatment liquid supply port 114 Product outlet 115 Valve 116 Treatment liquid 116a Oil phase 116b Water phase 120, 220 Sprinkler device 121 Rotating shaft 122 Mounting fixture 123, 123', 123", 223 Flow member 124, 224 Liquid suction section 125, 225 Discharge section 126, 226 Cylindrical flow path 128 Liquid surface 140 Motor 210 Baffle plate 223a Liquid suction section 223b Discharge section 310 Jacket 320 Jacket inlet 330 Jacket outlet

Claims (6)

散液デバイスであって、
鉛直方向に延びる1本の回転軸と、
該回転軸に装着されておりかつ該回転軸の回転半径方向に延びる少なくとも1つの取付具と、
該取付具に装着されている、少なくとも1つの流液部材と
を備え、
該流液部材が、上方に位置する吐出部、下方に位置する吸液部、および該吐出部と該吸液部との間を延びかつ一部が曲がった筒状流路を備え、そして
水平面を基準にして、該吐出部が該回転軸の回転進行方向に逆らって開口する、散液デバイス。
A liquid dispersion device comprising:
A single rotation axis extending in a vertical direction;
At least one mounting fixture attached to the rotating shaft and extending in a radial direction of the rotating shaft;
at least one fluid flow member attached to the fitting;
The liquid flow member has a discharge portion located at an upper portion, a liquid suction portion located at a lower portion, and a cylindrical flow path extending between the discharge portion and the liquid suction portion and having a curved portion, and the discharge portion opens in a direction opposite to the rotational direction of the rotating shaft with respect to a horizontal plane.
前記散液部材が、前記回転軸の軸線に対して前記吸液部が前記吐出部よりも近位に位置するように傾斜して配置されている、請求項1に記載の散液デバイス。 The liquid dispersion device according to claim 1, wherein the liquid dispersion member is arranged at an angle relative to the axis of the rotating shaft so that the liquid suction portion is located closer to the discharge portion. 前記水平面を基準にして、前記吐出部が開口する方向と、前記取付具の軸方向との間の角θが90°≦θ<180°である、請求項1に記載の散液デバイス。 The sprinkling device according to claim 1 , wherein an angle θ 2 between a direction in which the outlet portion opens and an axial direction of the mounting fixture is 90°≦θ 2 <180° with respect to the horizontal plane. 前記鉛直方向を基準にして、前記吐出部が開口する方向と前記水平面との間の角度θが-90°≦θ≦20°である、請求項1に記載の散液デバイス。 The sprinkling device according to claim 1, wherein an angle θ 3 between a direction in which the discharge portion opens and the horizontal plane is −90°≦θ 3 ≦20° with respect to the vertical direction. 前記筒状流路が円筒状の断面を有する、請求項1に記載の散液デバイス。 The liquid dispersion device according to claim 1, wherein the tubular flow passage has a cylindrical cross section. 処理液を収容するための処理槽と、該処理槽内に設けられている請求項1から5のいずれかに記載の散液デバイスとを備える、散液装置。 A sprinkler system comprising a treatment tank for containing a treatment liquid and a sprinkler device according to any one of claims 1 to 5 provided in the treatment tank.
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