JP4297707B2 - Equipment for continuous preparation of microdroplets - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の微小液滴(エマルジョンと同じ)を連続して作るための微小液滴の連続調製設備に関する。
【0002】
【従来の技術】
発明対象の微小液滴は、下記特許文献1,2で例示されるようにエネルギー、農薬、医療、化粧品、食品の各分野において、複数の原液を分散機で乳化処理した後、処理部で熱処理等を施して中間物や製品として生成される。文献1は、図4(a)の連続調製設備(以下、製造プラントと称する)により重質油エマルジョンを製造する例である。この製造プラントでは、原液(アスファルト)1及び原液(界面活性剤水溶液)2をそれぞれポンプ3,4によりラインミキサ5へ導入して混合し、ポンプ6から導入される温水7と共にスタティクミキサ8へ導かれて混合されながらエマルジョン化され、更に処理部としての冷却器9を通して粗大粒子を低減させた製品エマルジョンを連続して作る。これに対し、文献2は本発明者らが先に開発したもので、図4(b)の製造プラントによりマイクロカプセル用の徐放性複合エマルジョンを製造する例である。この製造プラントでは、撹拌体42を内設したバイブロミキサ50A〜50Dが複数使用される。そして、原液(水相)A及び原液(油相)Bは、第1段目のバイブロミキサ50Aにポンプ51a,51b及び弁52a,52bを介し導入されて混合された後、第2段目以降のバイブロミキサ50Bにて中間物であるW/O型エマルジョンに調製される。該W/O型エマルジョンは、第3段目のバイブロミキサ50Cに送られると共にそこでボンプ51c及び弁52cを介し導入される原液(水相)Cと混合された後、第4段目以降のバイブロミキサ50D,50EにてW/O/W型エマルジョン(D)に調製される。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−310082号公報(第2−6頁、図1)
【特許文献2】
特開平11−349688号公報(第2−6頁、図4と図5)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記微小液滴の製造において、通常は品質上、均一な液滴径にすることが重要であり、量産に際しては分散機の検討(例えば、機械式であれば回転撹拌か振動撹拌にするか等)と共に運転条件が繰り返し試験される。製造プラントは、そのような検討及び試験を通して最適なものとして構築され、後に生じる稼動条件の変更が極めて限られている。ところが、この種の微小液滴は、性能改良及び多機能化が常に検討されていて、原液の組み合わせや配合・濃度等の変更、更に目標液滴径の変更等が比較的頻繁に行われる。従来製造プラントでは、既設の分散機等の運転条件にて対処できないと、設備改築費の増大、更に稼動停止が長期化するという問題がある。
【0005】
本発明は以上のような背景から工夫されたものである。その目的は、稼動条件の変更に対処し易くして汎用性に優れ、設備改築及び稼動停止を極力避けることができるようにして微小液滴の高品質化等を図る上での支障を解消できるようにする。他の目的は以下の内容説明の中で明らかにする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、図1の例で特定すると、粒子中に機能性物質を封じ込めた微小液滴の連続調製に用いられるもので、分散剤及び界面活性剤を含む原液や機能性物質を含む原液を入れる複数の貯槽10a〜10cを設けた液供給部1と、前記貯槽より各原液A〜Cを導入し撹拌混合して乳化する分散機2,3と、前記分散機より乳化された液を槽本体30に導入して熱処理を施す後処理部4とを有した微小液滴の連続調製設備において、前記分散機として槽本体20に機械式撹拌機構を装備した第1分散機2及び槽本体25に超音波式撹拌機構を装備した第2分散機3と、前記液供給部1より前記第1分散機2の槽本体20へ前記貯槽の液を導入可能にする第1配管系11,12,13と、前記第1分散機2の槽本体20より前記第2分散機3の槽本体25へ液を導入可能にする第2配管系14と、前記第2分散機3より前記後処理部4へ液を導入可能にする第3配管系15と、前記第1配管系13と前記第3配管系15とを接続し、前記液供給部1より前記後処理部4の槽本体30へ前記貯槽の液を導入可能にする第4配管系16と、前記第4配管系16と第2配管系とを接続し、前記液供給部1より前記第1と第4の各配管系及び第2配管系14の一部を通って前記第2分散機3の槽本体25へ前記貯槽の液を導入可能にする第5配管系17とをユニットとして備え、更に、前記第4配管系及び/又は第5配管系の一部がラインミキサで構成されていることを特徴としている。
【0007】
(工夫点等)以上の発明設備(製造プラント)は次のような利用を可能にする。(1)、各原液を撹拌混合して乳化する形態としては、例えば、第1分散機及び第2分散機へ順に送りながら乳化して後処理部へ送る態様、第2分散機で乳化して後処理部へ送る態様、第1配管系から第4配管系のラインミキサで乳化処理して後処理部へ送る態様等を選択可能にする。細部は後述する。
(2)、異なる撹拌機構からなる第1分散機及び第2分散機を標準装備しているため、撹拌態様が広く、それにより対象微小液滴の液滴径を幅広い範囲で制御可能にして、製造プラント構築後に生じる稼動条件の変更に対処し易い。
(3)、以上の点は、製造プラントとして汎用性に富み、例えば、初期稼動及び変更時等で行う最適運転条件の設定試験において、有効かつ便利なものとなり、設備改築の機会や稼動停止の時間を少なくして経費削減を実現できる。
【0008】
(4)、更に、前記第1分散機が機械的な剪断力や振動を加える機械式撹拌機構であり、前記第2分散機が超音波を照射する超音波式撹拌機構、つまり分散機を機械式と超音波式とで構成しているため、最適乳化条件をきめ細かに試験したり量産可能にし、例えば、第1分散機の機械式撹拌機構により予備乳化し、次に第2分散機の超音波式機構により乳化促進及び液滴径の均一微細化を図り易くする。
(5)、なお、請求項2のごとく前記機械式の第1分散機が複数により構成されていると、図3(c)のような使い方を可能にする。即ち、一例としては、文献2のW/Oエマルジョンを機械式の一段目で調製し、該W/O型エマルジョンを次の機械式の二段目に導入すると共にそこで他の原液と混合撹拌してW/O/W型エマルジョンを調製するような態様である。
(6)、また、以上の発明設備は、前記第4配管系及び/又は第5配管系の一部がラインミキサで構成されているため、上述したようにラインミキサで乳化しながら後処理部へ送る態様、又は、原液を第2分散機に導入する過程でラインミキサで予備乳化する態様を可能にする。
(7)、なお、以上の発明設備において、粒子中に機能性物質(芯物質)を封じ込めた微小液滴は、芯物質を適切に選択調製することで芯物質の徐放や隔離、毒性の軽減、液体の固体化、臭気や味のマスキング等を目的に応じた多様な機能を付加できる。製造では、各原液(水相及び油相等)を分散機で乳化し、後処理部で重合を完了した後、濾過・乾燥処理するが、高品質化を図る上で、乳化(エマルジョン)を均一かつ微細化することが重要となり、各原液の濃度、温度、混合比等と共に分散機の型式選定及びその最適運転条件について試験されるため本発明が最も有効に機能する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明を適用した基本形態を示し、図2は液供給部の貯槽が多くなったときの変形例を示し、図3は第1分散機の他の構成例を示している。各図は本発明設備の要部を模式化したものである。以下の説明では、作動的に同じ部材には同一符号を付して重複記載を極力省く。勿論、この形態は本発明を何ら制約するものではない。
【0010】
(基本形態)図1の連続調製設備は、分散剤及び界面活性剤等を含む原液と、機能性物質等を含む原液とを撹拌混合して乳化処理した後、該乳化処理液について熱処理等を施すマイクロカプセル用の微小液滴を量産する製造プラントであり、液供給部1と、機械式分散機2と、超音波式分散機3と、後処理部4とが順に設置されており、又、第1配管系11,12,13〜第5配管系17を有している。なお、図面では、後処理部以降の濾過部及び乾燥部等については従来と同じため省略している。
【0011】
ここで、液供給部1は、原液A〜Cを貯める複数の貯槽10a〜10cを有している。各貯槽10a〜10bは、加温機構や温度センサ等が必要に応じ付設され、又、専用の配管系から対応する原液が補充されるようになっている。貯槽10a〜10bのうち、1槽は予備あるいは洗浄等のリンス液用としてもよい。
【0012】
機械式分散機2は、機械的な剪断力や振動を加える撹拌機構を槽本体20に装備したものである。この例では、機械式撹拌機構として、槽本体20の一端側に設けられた加振機21と、槽本体20に内設された回転撹拌機22とにより構成されている。但し、この分散機2は、ラインミキサのような配管系に組み込まれるものを除き、機械式であれば他の公知の撹拌機構でもよい。槽本体20には、両端側に出入口20a,20bが設けられている。これに対し、超音波式分散機3は、超音波を照射するもので、槽本体25の一端側に超音波発生装置26を装備したものである。この超音波式分散機構は、例えば、鹿児島大学工学部研究報告、第30号(1988)、「超音波発生機を利用した液滴調製装置の開発」(今福達夫・幡手泰雄・碇醇)に報告されているように、液中でのキャビテイーション作用や界面攪乱作用を利用するものである。槽本体25には、両端側に出入口25a,25bが設けられている。なお、機械式分散機2及び超音波式分散機3は縦型に限られず、横型でも差し支えない。
【0013】
後処理部4は、上記した分散機等で乳化したものを導入して加熱や冷却等の熱処理する重合完結用の槽本体30が主体となる。この例では、槽本体30が下側より少し上に設けられた入口30aと、上側に設けられた排気口30bと、下端側に設けられた出口30cと、不図示の加熱機構と、槽内に設けられた撹拌羽根タイプの撹拌機構31とを有している。そして、槽本体30は、導入された液を加熱及び撹拌しながら重合を完結し、出口30cより微小液滴(エマルジョン)を開閉弁9aを介し次工程(濾過部等)へ供給する。なお、後処理部4には、槽本体30が複数(4〜7)設けられており、上記した分散機等で乳化したものを各槽本体に切り換えて連続的に受け入れて後処理可能となっている。
【0014】
(配管系)第1配管系11,12,13は、各貯槽に接続されて液圧送用ポンプP5a〜5c及び弁6a〜6cを有した配管11a〜11c(11)と、各配管11a〜11cが連通される共通の配管12と、配管12と機械式分散機2の出入口(この例では入口)20aとを接続している配管13等からなり、液供給部1の各貯槽より第1分散機2へ液を導入可能にする経路である。弁6a〜6cは流量調製及び開閉を兼ねるものである。通常は流量調製弁及び開閉弁により構成される。配管13には、開閉弁7aが第1分散機2側に付設されている。
【0015】
第2配管系14は、第1分散機2の出入口(この例では出口)20bと第2分散機3の出入口(この例では入口)25aとを接続しており、第1分散機2の槽本体20側より第2分散機3の槽本体25内へ液を導入可能にする経路である。この配管には第1分散機2側に開閉弁7cが付設されている。なお、図1の符号X1の箇所に開閉弁を付設してもよい。これに対し、第3配管系15は、第2分散機3の出入口(この例では出口)25bと後処理部4の槽本体30の入口30aとを接続しており、第2分散機3の槽本体25側より後処理部4の槽本体30内へ液を導入可能にする経路である。この配管には第2分散機3側に開閉弁7dが付設されている。
【0016】
第4配管系16は、第1配管系を構成している配管13と第3配管系15を構成している配管とを接続しており、液供給部1の各貯槽より後処理部4の槽本体30内へ液を導入可能にする経路である。第4配管系16の上流端は配管13のうち開閉弁7aより上流側に接続され、第4配管系16の下流端は第3配管系15を構成している配管のうち開閉弁7dより下流側に接続されている。また、第4配管系16を形成している配管には、配管13の近くに付設された開閉弁7bと、第3配管系15の近くに付設された開閉弁8bと、途中に付設された開閉弁8aとが介装され、又、開閉弁7b側と開閉弁8a側との間の配管部分及び、開閉弁8a側と開閉弁8b側との間の配管部分がそれぞれラインミキサ18a,18bにより構成されている。また、図1の符号X2の箇所に開閉弁を付設してもよい。
【0017】
第5配管系17は、第4配管系16と第2配管系14とを接続し、液供給部1より第1配管系11〜13、第4配管系16及び第2配管系14の一部を通って第2分散機3の槽本体25の入口25aへ貯槽の液を導入可能にする経路である。即ち、第5配管系17の上流端は第4配管系16を構成している配管のうちラインミキサ18aと開閉弁8aとの間に接続され、第5配管系17の下流端は第2配管系14を構成している配管のうち開閉弁7cより下流側に接続されている。また、第5配管系17を形成している配管には、第2配管系14の近くに開閉弁8cが介装され、又、途中の配管部分がラインミキサ18cにより構成されている。また、図1の符号X3の箇所に開閉弁を付設してもよい。
【0018】
(使用例)以上の連続調製設備では、各原液を撹拌混合して乳化する形態として次の4方法が可能で乳化条件ないしは稼動条件の汎用性に富んでいる。即ち、
ア)まず、第1分散機2及び第2分散機3で専ら乳化する態様である。この稼動では、開閉弁7b,8b,8cが閉状態、開閉弁7a,7c,7dが開状態に切換制御される。そして、液供給部1において、使用原液が3液であれば、各貯槽10a〜10cの原液がポンプ5a〜5c及び弁6a〜6cを介して所定流量比でそれぞれ配管11〜13を通じて第1分散機2の槽本体20内へ導入されて乳化され、第2配管系14を介して第2分散機3へ導かれて槽本体25内で乳化促進及び液滴の微細化が施され、その後、第3配管系15を介して後処理部30へ導入される。これらは連続して行われる。なお、使用原液が2液であれば、対応する貯槽より同じように供給すればよい。これは以下の稼動でも同じ。
イ)第1分散機2で専ら乳化する態様である。この稼動では、上記した箇所X1,X2に開閉弁が付設され、それらの開閉弁及び開閉弁7b,7dが閉状態、開閉弁7a,7c,8a,8c,8bが開状態に切換制御される。そして、液供給部1において、使用原液は前記と同様に所定流量比でそれぞれ配管11〜13を通じて第1分散機2の槽本体20内へ導入されて乳化され、その後、第2配管系14、第5配管系17、第4配管系16の対応配管部分、第3配管系15を介して後処理部30へ導入される。ラインミキサ18c,18bは、移送過程において乳化を補足すると共に沈降等を起きないようにする。
ウ)第2分散機3で専ら乳化する態様である。この稼動では、開閉弁7a,7c,8a,8bが閉状態、開閉弁7b,7d,8cが開状態に切換制御される。そして、液供給部1において、使用原液は前記と同様に所定流量比でそれぞれ配管11〜13、第4配管系16の対応配管部分、第5配管系17、第2配管系14の対応配管部分を通じて第2分散機3の槽本体25内へ導入されて乳化され、その後、第3配管系15を介して後処理部30へ導入される。ラインミキサ18a,18cは移送過程において初期乳化を促す。
エ)第4配管系16のラインミキサ18a,18bで専ら乳化する態様である。この稼動では、上記した箇所X3に開閉弁が付設され、該開閉弁及び開閉弁7a,7dが閉状態、開閉弁7b,8a,8bが開状態に切換制御される。そして、液供給部1において、使用原液は前記と同様に所定流量比でそれぞれ配管11〜13、第4配管系16を通じて圧送される過程でラインミキサ18a,18bの機械的な撹拌機構により乳化されながら、第3配管系15の対応配管部分を介して後処理部30へ導入される。
【0019】
以上のように、この連続調製設備では、機械式第1分散機2及び超音波式第2分散機3を標準装備しているため撹拌態様が広く、また、弁の開閉制御だけで対象微小液滴の液滴径を幅広い範囲で調製できるため、例えば、初期稼動及び後日の設計変更時等で行う最適運転条件の設定試験において極めて便利なものとなり、設備改築の機会や稼動停止の時間を少なくできる。
【0020】
(変形例1)図2の連続調製設備は、図1の設備に対し、液供給部1の貯槽数が4つになっている点、機械式分散機2の槽本体20及び第1配管系が変更されている点、第3配管系15が液抜き用配管19を有している点で相違し、それ以外は実質的に同じである。このため、この説明では変更点だけを詳述する。
【0021】
図2の液供給部1は、原液A〜C及び洗浄用リンス液や他の原液Dを貯める貯槽10a〜10dを有している。各貯槽10a〜10dは、加温機構や温度センサ等が必要に応じ付設され、又、専用の配管系から対応する原液やリンス液が補充されるようになっている。機械式分散機2の槽本体20は、一端側に設けられた2つの入口20a,20cと、他端側に設けられた1つの出口20bとを有している。このため、第1配管系11,12,13として次のような接続になっている。即ち、各貯槽に接続されて液圧送用ポンプP5a〜5d及び弁6a〜6dを有した配管11a〜11d(11)と、配管11aと配管11bを繋ぐ共通の配管12aと、配管11cと配管11dを繋ぐ共通の配管12bと、配管12aと機械式分散機2の入口20cとを接続している配管13aと、配管12bと機械式分散機(第1分散機)2の他方の入口20aとを接続している配管13bと、配管13aと第4配管系16とを接続している配管13cとからなる。配管13aには、第1分散機2の入口20c側に開閉弁7eが介在されている。配管13cの上流側は配管13aのうち開閉弁7eの手前に接続しており、配管13cの下流側は第4配管系16のうち開閉弁7bを過ぎた箇所に接続されている。
【0022】
以上の配管構成では、例えば、図1に比べて原液等が次のような態様で供給可能となる。第1分散機2及び第2分散機3で乳化する態様において、開閉弁7b,7fが閉状態、開閉弁7a,7eが開状態に切換制御されると、貯槽10a及び/又は貯槽10bの原液を第1分散機2の入口20cから、貯槽10c及び/又は貯槽10dの原液を第1分散機2の入口20aから、それぞれ決められた流量比で槽本体20に導入可能にする。勿論、貯槽10a及び貯槽10bの原液だけを第1分散機2の入口20cから槽本体20に導入したり、貯槽10c及び貯槽10dの原液を第1分散機2の入口20aから槽本体20に導入してもよい。更に、この構成では、文献2のようにW/O型エマルジョンを第1分散機2で調製した後、該W/O型エマルジョンを他の原液(例えば、水相)と共に第2分散機3に導入してW/O/W型エマルジョンに調製することができる。この場合は、例えば、開閉弁7b,7e,8aを閉状態、開閉弁7a,7f,7c,8cを開状態に切換制御し、貯槽10c及び/又は貯槽10dの原液を第1分散機2の入口20aから槽本体20に導入してW/O型エマルジョンを調製する。そして、該W/O型エマルジョンを第2配管系14から第2分散機3側へ送る途中で、第2配管系14の配管内のW/O型エマルジョンに、貯槽10a又は/及び貯槽10bの原液を配管13a,13c、第4配管系16を構成している配管部分、ラインミキサ18a,18cを介して合流させながら、第2分散機3の入口25aから槽本体25に導入する。以上の使い方は一例に過ぎず、更に色々な乳化態様を可能にする。また、液抜き用配管19は、異常時の液抜きやリンス液の排出用等として機能し、必要部に付設される一例である。
【0023】
(変形例2)図3(a)〜(c)は以上の機械式分散機(第1分散機)を複数で構成した3例である。ここで、同(a)の形態は、図1の第1分散機2に相当する機械式分散機2A,2Aの各槽本体20を配管14aを介し直列に接続した例である。これに対し、同(b)及び(c)の形態は、図1と図2の各第1分散機2に相当する機械式分散機2A,2Bの槽本体20を配管14aを介し直列に接続した形態である。このうち、同(b)では、図2に相当する分散機2Bを上流側にし図1に相当する分散機2Aを下流側(第2分散機3と接続される側)に設けている。同(c)では、図1に相当する分散機2Aを上流側にし図2に相当する分散機2Bを下流側(第2分散機3と接続される側)に設けている。後者では、例えば、上流側の分散機2AでW/O型エマルジョンを調製し、下流側分散機2Bで配管13b等から導入される原料と共にW/O/W型エマルジョンに調製することが可能となる。
【0024】
以上のように、本発明は、請求項で特定する要件を充足している範囲で種々変形ないしは展開可能なものである。その一例として、マイクロカプセル用の微小液滴(エマルジョン)は、芯物質の水溶液と疎水性ポリマーとから油中水型(W/O型)の調製、芯物質と親水性ポリマーの水溶液とから水中油型(O/W型)の調製、油中水型エマルジョンを更に水溶液に乳化させた水中油中水型(W/O/W型)の調製、水中油型エマルジョンを更に油溶液中に乳化させた油中水中油型(O/W/O型)の調製、何れであってもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明にあっては、撹拌機構の異なる第1及び第2分散機を組として有していることと配管系の工夫により、設備稼動条件として広い範囲を充足できようにし、高品質化等を図る上で行われる稼動条件の変更に対処し易くし、これによって課題に挙げた設備改築費及び稼動停止の問題を解消でき、信頼性を向上できる。また、本発明は、例えば、目標液滴径等を充足させる上で最適運転条件を広い範囲に亘って試験可能にしたり、分散機として異なる撹拌機構のものを使って液滴径を大、小、中というように多種に製造することも実現容易にする等の利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明形態の連続調製設備を模式的に示す構成図である。
【図2】 上記連続調製設備の変形例を図1に対応して示す構成図である。
【図3】 図1と図2の第1分散機を複数にした変形例を示す図である。
【図4】 従来技術及び課題を説明するための参考図である。
【符号の説明】
1…液供給部(10a〜10dは貯槽)
2,2A,2B…第1分散機(機械式分散機)
3…第2分散機(超音波式分散機)
4…後処理部(30は槽本体)
11〜13…第1配管系
14…第2配管系
15…第3配管系
16…第4配管系
17…第5配管系
18a〜18c…ラインミキサ
5a〜5d…ポンプ
6a〜6d…弁(開閉兼用の流量弁)
7a〜7f…開閉弁
8a〜8d…開閉弁
A〜D…液(原液等)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to equipment for continuously preparing microdroplets for continuously producing various microdroplets (same as emulsions).
[0002]
[Prior art]
In the fields of energy, agricultural chemicals, medical care, cosmetics, and foods, the fine liquid droplets of the subject of the invention are subjected to a heat treatment in the processing unit after emulsifying a plurality of stock solutions with a disperser. Etc. to produce intermediates and products. Document 1 is an example of producing a heavy oil emulsion using the continuous preparation facility (hereinafter referred to as a production plant) shown in FIG. In this manufacturing plant, a raw solution (asphalt) 1 and a raw solution (surfactant aqueous solution) 2 are introduced and mixed into a
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-310082 (page 2-6, FIG. 1)
[Patent Document 2 ]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-349688 (page 2-6, FIGS. 4 and 5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the production of the above micro droplets, it is usually important to make the droplet diameter uniform in terms of quality. Considering a disperser for mass production (for example, whether to use rotary stirring or vibration stirring if mechanical) ) And the operating conditions are repeatedly tested. Manufacturing plants are constructed as optimal through such examination and testing, and subsequent changes in operating conditions are extremely limited. However, this type of microdroplet is constantly being studied for performance improvement and multi-functionalization, and changes in the combination of raw solutions, blending / concentration, etc., as well as changes in the target droplet diameter, etc. are performed relatively frequently. In a conventional manufacturing plant, if it is not possible to cope with the operating conditions of an existing disperser or the like, there is a problem that the cost of rebuilding the equipment increases and the operation stoppage is prolonged.
[0005]
The present invention has been devised from the above background. Its purpose is to make it easy to cope with changes in operating conditions and is excellent in versatility, and it can eliminate the obstacles to improving the quality of micro droplets by making it possible to avoid equipment renovation and shutdown as much as possible. Like that. Other purposes will be clarified in the following description.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object, when identified in the example of FIG. 1 is used for a continuous preparation of infinitesimal droplets containment functional substance in the particles, Ya stock solution containing a dispersant and a surfactant A liquid supply unit 1 provided with a plurality of storage tanks 10a to 10c for storing a stock solution containing a functional substance,
[0007]
(Convention points, etc.) The above invention facilities (manufacturing plant) can be used as follows. (1) As a form in which each stock solution is stirred and mixed to emulsify, for example, a mode of emulsifying while sequentially sending to the first disperser and the second disperser and sending to the post-processing section, emulsifying with the second disperser A mode of sending to the post-processing unit, a mode of emulsifying with a line mixer of the first piping system to the fourth piping system and sending to the post-processing unit, and the like can be selected. Details will be described later.
(2) Since the first disperser and the second disperser comprising different agitation mechanisms are equipped as standard, the agitation mode is wide, thereby enabling the droplet diameter of the target fine droplets to be controlled in a wide range, It is easy to cope with changes in operating conditions that occur after the construction of a manufacturing plant.
(3) The above points are highly versatile as a production plant.For example, it is effective and convenient for setting tests for optimum operating conditions during initial operation and change, and it is possible to improve the facility remodeling or stop the operation. Costs can be reduced with less time.
[0008]
(4) Furthermore, the first disperser is a mechanical stirring mechanism that applies mechanical shearing force and vibration, and the second disperser is an ultrasonic stirring mechanism that irradiates ultrasonic waves, that is, the disperser is a machine. Therefore, the optimum emulsification conditions can be carefully tested and mass-produced. For example, pre-emulsification is performed by the mechanical stirring mechanism of the first disperser, and then the ultra-dispersion of the second disperser is performed. The sonic mechanism facilitates emulsification and makes the droplet diameter uniform.
(5) In addition, if the mechanical first disperser is constituted by a plurality as in
(6) In addition, since the above-described invention equipment has a part of the fourth piping system and / or the fifth piping system configured by a line mixer, the post-processing unit is emulsified by the line mixer as described above. Or a mode in which the stock solution is pre-emulsified with a line mixer in the process of introducing the stock solution into the second disperser.
(7) In addition, in the above invention facilities, microdroplets containing a functional substance (core substance) in the particles can be controlled and sequestered and sequestered by the appropriate selection and preparation of the core substance. Various functions can be added according to the purpose such as reduction, solidification of liquid, masking of odor and taste. In production, each stock solution (water phase, oil phase, etc.) is emulsified with a disperser, and after completion of polymerization in the post-treatment section, it is filtered and dried. To achieve high quality, the emulsification (emulsion) is uniform. It is important to refine the structure, and the present invention functions most effectively because it is tested for the selection of the type of the disperser and the optimum operating conditions together with the concentration, temperature, mixing ratio, etc. of each stock solution.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a basic form to which the present invention is applied, FIG. 2 shows a modified example when the number of storage tanks in the liquid supply unit increases, and FIG. 3 shows another configuration example of the first disperser. Each figure is a schematic view of the main part of the equipment of the present invention. In the following description, the same reference numerals are given to the same members in terms of operation, and repeated descriptions are omitted as much as possible. Of course, this embodiment does not limit the present invention.
[0010]
(Basic form) The continuous preparation equipment in FIG. 1 is prepared by stirring and mixing a stock solution containing a dispersant and a surfactant and the like and a stock solution containing a functional substance, followed by heat treatment and the like. A production plant that mass-produces fine droplets for microcapsules to be applied, in which a liquid supply unit 1, a
[0011]
Here, the liquid supply unit 1 has a plurality of storage tanks 10a to 10c for storing the stock solutions A to C. Each of the storage tanks 10a to 10b is provided with a heating mechanism, a temperature sensor, or the like as necessary, and a corresponding stock solution is replenished from a dedicated piping system. Of the storage tanks 10a to 10b, one tank may be used for rinsing liquid such as preliminary or cleaning.
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
(Piping system) The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
(Usage example) In the above continuous preparation equipment, the following four methods are possible as a form in which each stock solution is stirred and mixed to emulsify, and the versatility of emulsification conditions or operation conditions is rich. That is,
A) First, the
A) A mode of emulsification exclusively by the
C) A mode of emulsification exclusively by the
D) In this embodiment, the emulsification is performed exclusively by the
[0019]
As described above, this continuous preparation equipment is equipped with the mechanical
[0020]
(Variation 1) The continuous preparation facility of FIG. 2 has four storage tanks of the liquid supply unit 1 with respect to the facility of FIG. 1, the
[0021]
The liquid supply unit 1 in FIG. 2 has storage tanks 10a to 10d that store the stock solutions A to C, the rinse solution for cleaning, and other stock solutions D. Each of the storage tanks 10a to 10d is provided with a heating mechanism, a temperature sensor, or the like as necessary, and is replenished with a corresponding stock solution or rinse solution from a dedicated piping system. The
[0022]
In the above piping configuration, for example, the stock solution and the like can be supplied in the following manner as compared with FIG. In the mode of emulsification by the
[0023]
(Modification 2) FIGS. 3A to 3C show three examples in which a plurality of the above mechanical dispersers (first dispersers) are configured. Here, the form (a) is an example in which the tank
[0024]
As described above, the present invention can be variously modified or developed as long as the requirements specified in the claims are satisfied. As an example, microdroplets (emulsions) for microcapsules are prepared in water-in-oil type (W / O type) from an aqueous solution of a core material and a hydrophobic polymer, and from an aqueous solution of a core material and a hydrophilic polymer in water. Preparation of oil type (O / W type), preparation of water-in-oil-in-water type (W / O / W type) in which water-in-oil emulsion is further emulsified in aqueous solution, oil-in-water type emulsion is further emulsified in oil solution Preparation of oil-in-water oil type (O / W / O type) can be used.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, it is possible to satisfy a wide range of equipment operating conditions by having the first and second dispersers with different stirring mechanisms as a set and devising the piping system. Therefore, it is possible to easily cope with changes in operating conditions that are performed in order to achieve high quality and the like, thereby solving the problems of equipment renovation costs and operation stoppages, which are problems, and improving reliability. Further, the present invention is, for example, to allow testing over a wide range the optimum operating condition on to satisfy the target droplet diameters, droplet size using of different stirring mechanism as disperser large, small In addition, there are advantages such as making it easy to realize various production such as inside.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a continuous preparation facility according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a modification of the continuous preparation facility corresponding to FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a modification in which a plurality of first dispersers of FIGS. 1 and 2 are provided.
FIG. 4 is a reference diagram for explaining a conventional technique and problems.
[Explanation of symbols]
1 ... Liquid supply part (10a-10d is a storage tank)
2, 2A, 2B ... 1st disperser (mechanical disperser)
3. Second disperser (ultrasonic disperser)
4 ... Post-processing part (30 is the tank body )
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11-13 ...
7a-7f: Open /
Claims (2)
前記分散機として槽本体に機械式撹拌機構を装備した第1分散機及び槽本体に超音波式攪拌機構を装備した第2分散機と、
前記液供給部より前記第1分散機の槽本体へ前記貯槽の液を導入可能にする第1配管系と、
前記第1分散機の槽本体より前記第2分散機の槽本体へ液を導入可能にする第2配管系と、
前記第2分散機の槽本体より前記後処理部の槽本体へ液を導入可能にする第3配管系と、
前記第1配管系と前記第3配管系とを接続し、前記液供給部より前記後処理部の槽本体へ前記貯槽の液を導入可能にする第4配管系と、
前記第4配管系と前記第2配管系とを接続し、前記液供給部より前記第1と第4の各配管系及び第2配管系の一部を通って前記第2分散機の槽本体へ前記貯槽の液を導入可能にする第5配管系とをユニットとして備え、
更に、前記第4配管系及び/又は第5配管系の一部がラインミキサで構成されていることを特徴とする微小液滴の連続調製設備。Intended for use in the continuous preparation of infinitesimal droplets containment functional substance in the particles, and the liquid supply portion provided with a plurality of reservoirs contain a stock solution containing the stock solution and functional material containing a dispersant and a surfactant , Continuous preparation equipment for fine droplets having a disperser that introduces each stock solution from the storage tank and stirs, mixes and emulsifies, and a post-treatment unit that introduces the liquid emulsified from the disperser into the tank body and performs heat treatment In
A first disperser equipped with a mechanical stirring mechanism in the tank body as the disperser and a second disperser equipped with an ultrasonic stirring mechanism in the tank body;
A first piping system that enables introduction of the liquid in the storage tank from the liquid supply unit to the tank body of the first disperser;
A second piping system that allows liquid to be introduced from the tank body of the first disperser into the tank body of the second disperser;
A third piping system capable of introducing a liquid from the tank body of the second disperser to the tank body of the post-processing unit;
A fourth piping system that connects the first piping system and the third piping system, and allows the liquid in the storage tank to be introduced into the tank body of the post-processing section from the liquid supply section;
The tank body of the second disperser is connected to the fourth piping system and the second piping system, and passes through a part of the first and fourth piping systems and the second piping system from the liquid supply unit. And a fifth piping system that enables introduction of the liquid in the storage tank as a unit,
Furthermore, a part of the fourth piping system and / or the fifth piping system is constituted by a line mixer.
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