JP2007125535A - Emulsification process and emulsification apparatus - Google Patents
Emulsification process and emulsification apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007125535A JP2007125535A JP2005347020A JP2005347020A JP2007125535A JP 2007125535 A JP2007125535 A JP 2007125535A JP 2005347020 A JP2005347020 A JP 2005347020A JP 2005347020 A JP2005347020 A JP 2005347020A JP 2007125535 A JP2007125535 A JP 2007125535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emulsified composition
- emulsified
- emulsification
- composition
- wall part
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Colloid Chemistry (AREA)
Abstract
Description
本発明は、膜乳化方法及び膜乳化装置に関し、特に、安定した微小粒子径の均一な各種タイプのエマルション、例えば、O/W型(水中油型)エマルション、W/O型(油中水型)エマルション、W/O/W型(水中油中水型)エマルション又はO/W/O型(油中水中油型)エマルションを製造することができる膜乳化方法及びその膜乳化装置に関する。
また、本発明は、少量のエマルション製造用の膜乳化方法及び小形の膜乳化装置に関し、特に、50nm乃至100μm、好ましくは50nm乃至100μmの微小粒子のエマルションを製造するに適した単分散乳化組成物製造用の膜乳化法及びその乳化装置に関する。そしてまた、本発明は、このような乳化を連続式に行うことができる乳化方法及び装置に関する。The present invention relates to a membrane emulsification method and a membrane emulsification device, and in particular, various types of emulsions having a stable and fine particle diameter, such as O / W type (oil-in-water type) emulsion, W / O type (water-in-oil type). The present invention relates to a film emulsification method and a film emulsification apparatus capable of producing an emulsion, a W / O / W type (water-in-oil-in-water) emulsion or an O / W / O type (oil-in-water-in-oil) emulsion.
The present invention also relates to a membrane emulsification method and a small membrane emulsification apparatus for producing a small amount of emulsion, and in particular, a monodisperse emulsion composition suitable for producing an emulsion of fine particles of 50 nm to 100 μm, preferably 50 nm to 100 μm. The present invention relates to a membrane emulsification method and an emulsification apparatus for the production. The present invention also relates to an emulsification method and apparatus capable of continuously performing such emulsification.
予備乳化組成物を、孔径が微細で且つ均一な多孔質ガラス膜等の多孔質乳化膜を通して乳化して、分散粒子の粒径が1乃至10ミクロンの微細なエマルションを製造されている。この方法は、急激な粘度上昇や温度上昇を生ずることなく、乳化精度が高い乳化物を製造することができ、また、該分散素子の孔径の大きさを変えることが容易であり、エマルションの用途に見合ったエマルションの粒子設計も可能であるために、広く使用されている。
しかし、この方法は、膜乳化に先立って、分散相の液体及び連続相の液体を予め乳化させて予備乳化液とすることを必要とし、さらに、多孔質膜に対する一方の空間を大気等の気相の空間とし、前記多孔質膜に対するもう一方の空間を予備乳化液相の空間として、比較的低い圧力で、予備乳化組成物を多孔質膜に通して乳化させるために、乳化処理量が小さく、問題とされている。また、予備乳化組成物が乳化されるまでの間に、粒子径分布が変化して、乳化の効率を低下させて問題とされている。さらに、予備乳化組成物を乳化させる際に、乳化膜が気相空間に接しているために、乳化液の乳化粒子に変形を生じ、乳化後に、乳化組成物の分散相と連続相の分離を生じて、乳化組成物の粒子径分布が変化して、乳化の効率を低下させて問題とされている。 However, this method requires that the liquid in the dispersed phase and the liquid in the continuous phase be pre-emulsified prior to membrane emulsification to form a preliminary emulsified liquid, and that one space with respect to the porous membrane is left in the atmosphere such as the atmosphere. In order to emulsify the pre-emulsified composition through the porous membrane at a relatively low pressure with the other space for the porous membrane as the space for the pre-emulsified liquid phase, the emulsification throughput is small. Has been a problem. In addition, the particle size distribution is changed before the pre-emulsified composition is emulsified, which lowers the efficiency of emulsification. Furthermore, when the preliminary emulsified composition is emulsified, the emulsion film is in contact with the gas phase space, so that the emulsified particles of the emulsion are deformed. After emulsification, the dispersed phase and the continuous phase of the emulsified composition are separated. As a result, the particle size distribution of the emulsified composition is changed, which lowers the efficiency of emulsification and is problematic.
殊に、近年、医療用新薬の開発や乳化系抗癌剤の臨床投与において、また高価な乳化原料を使用する液晶材料の開発や希少な界面活性剤を用いる新規なエマルションの研究開発の現場において、少量でありながら均一で、乳化精度が高く、且つ安定性に優れたエマルションの製造が必要とされており、そのようなエマルション製造のための乳化方法及び乳化装置が切望されている。 In particular, in recent years in the development of new medical drugs and clinical administration of emulsified anticancer agents, in the development of liquid crystal materials that use expensive emulsifying raw materials, and in the field of research and development of new emulsions that use rare surfactants. However, it is necessary to produce an emulsion that is uniform, has high emulsification accuracy, and is excellent in stability, and an emulsification method and an emulsification apparatus for producing such an emulsion are desired.
本発明者らは、予備乳化液による乳化法において、予備乳化の攪拌により、温度の上昇及び空気の混入は避けられず、これにより予備乳化される物質の変性等を生じることを発見し、また、予備乳化液の調製後における分散相の液体粒子同士の凝集や解膠により、膜乳化の効果が上がり難いことを発見した。本発明は、予備乳化の際の攪拌により、温度の上昇及び空気の混入は避け、予備乳化液の調製後における分散相の液体粒子同士の凝集や解膠を避けることを目的としている。 In the emulsification method using a pre-emulsified liquid, the present inventors have found that stirring of the pre-emulsification inevitably causes an increase in temperature and mixing of air, thereby causing modification of the pre-emulsified substance. It was discovered that the effect of membrane emulsification is difficult to increase due to aggregation and peptization of the liquid particles in the dispersed phase after preparation of the preliminary emulsion. An object of the present invention is to avoid temperature rise and air mixing by stirring during preliminary emulsification, and avoid aggregation and peptization of liquid particles in a dispersed phase after preparation of the preliminary emulsion.
本発明は、均一で且つ安定性に優れた微細なエマルションを、容易に製造することができる乳化方法及びその製造装置を提供することを目的としている。
即ち、本発明は、互いに溶解しない二種の液体の予備乳化組成物を、乳化剤を用いて予め製造し、この製造された予備乳化組成物を均一な孔径を有する多孔質膜を通過させて再乳化させることにより乳化組成物を製造する乳化組成物の製造方法において、予備乳化組成物を分散させながら圧力を加えて、多孔質膜を通して乳化組成物液中に乳化させることにより、乳化組成物を製造することを特徴とする乳化組成物の製造方法にあり、また、本発明は、互いに溶解しない二種の液体の予備乳化組成物を、乳化剤を用いて予め製造し、この製造された予備乳化組成物を均一な孔径を有する多孔質膜を通過させて再乳化させることにより乳化組成物を製造する乳化組成物の製造方法において、予備乳化組成物中の分散相をさらに分散させながら1MPa以上の圧力を加えて、多孔質膜を通して乳化組成物液中に乳化させることにより、前記多孔質膜の孔径より小さい平均粒子径を有する乳化組成物を製造することを特徴とする乳化組成物の製造方法にあり、さらに、本発明は、多孔質膜を通過して得られた乳化組成物中の分散相を、さらに分散させながら圧力を加えて、前記通過した多孔質膜を再度通して乳化組成物液中に乳化させることにより、前記多孔質膜の孔径より小さい平均粒子径を有する乳化組成物を製造することを特徴とする請求項1又は2に記載の乳化組成物の製造方法にあり、さらにまた、本発明は、天井壁部、側壁部及び底壁部により囲まれて形成される乳化容器と、該乳化容器の内部を仕切る多孔質膜と、多孔質膜で仕切られた一方の側に形成される予備乳化組成物形成室と、乳化膜で仕切られた他方の側に形成される乳化組成物室とを備えることを特徴とする乳化装置にあり、更に加えて、本発明は、天井壁部、側壁部及び底壁部により囲まれて形成される乳化容器と、該乳化容器の内部を仕切る多孔質膜と、前記多孔質膜で仕切られた一方の側に、分散相液体導入口、連続相液体導入口、加圧用気体導入口及び撹拌具が設けられて形成されている予備乳化組成物形成室と、多孔質膜で仕切られた他方の側に乳化組成物取出し口を設けて形成されている乳化組成物室とを備えることを特徴とする乳化装置にあり、これらの他に、本発明は、天井壁部、側壁部及び底壁部により囲まれて形成される乳化容器と、該乳化容器の内部を仕切る多孔質膜と、前記多孔質膜で仕切られた一方の側に、予備乳化組成物導入口が設けられて形成されている予備乳化組成物形成室と、前記多孔質膜で仕切られた他方の側に乳化組成物取出し口を設けて形成されている乳化組成物室とを備えることを特徴とする乳化装置にあり、またこれらの他に、本発明は、天井壁部、側壁部及び底壁部により囲まれている乳化容器と、該乳化容器の底部下方に設けられている乳化組成物取出し室と、夫々、前記乳化容器の内部を、上端開口部が大気に連通し、下端開口部が乳化組成物取出し室内に突き出して設けられている一以上の中空筒形多孔質膜と、前記多孔質膜の周囲に設けられる撹拌具と、前記乳化容器の天井壁又は側壁に形成されている連続相液体導入口、分散相液体導入口及び加圧流体導入口とを備えていることを特徴とする乳化装置にあり、そしてこれらの他に、本発明は、天井壁部、側壁部及び底壁部により囲まれている乳化容器と、該乳化容器の底部下方に設けられている乳化組成物取出し室と、夫々、前記乳化容器の内部を、上端開口部が大気に連通し、下端開口部が乳化組成物取出し室内に突き出して設けられている一以上の中空筒形多孔質膜と、前記乳化容器の天井壁又は側壁に形成されている予備乳化組成物導入口と、該予備乳化組成物導入口に送液ポンプを有する予備乳化組成物供給管とを備えていることを特徴とする乳化装置にあり、さらにこれらの他に、本発明は、中空筒形多孔質膜は、夫々の両端部が、弾性リング部材により支持されており、該弾性リング部材は、袋ナットの雌ネジ部と螺合する雄ねじ部材の前記乳化容器壁に設けられる予備乳化組成物導入口及び加圧流体導入口とを備えており、前記乳化容器の予備乳化組成物導入口は、槽内に攪拌装置を備えて、連続相液体導入口及び分散相液体導入口を備える予備乳化容器にポンプを介して接続していることを特徴とする乳化装置にある。An object of this invention is to provide the emulsification method and its manufacturing apparatus which can manufacture easily the fine emulsion which was uniform and excellent in stability.
That is, according to the present invention, two types of preliminarily emulsified compositions that do not dissolve each other are produced in advance using an emulsifier, and the produced preliminarily emulsified composition is allowed to pass through a porous membrane having a uniform pore size and re-applied. In the method for producing an emulsified composition by emulsifying, the emulsified composition is emulsified in the emulsified composition liquid through a porous membrane by applying pressure while dispersing the pre-emulsified composition. The present invention relates to a method for producing an emulsified composition, and the present invention relates to two preliminarily emulsified compositions that do not dissolve in each other using an emulsifier in advance. In the method for producing an emulsified composition, wherein the composition is passed through a porous membrane having a uniform pore size and re-emulsified, the dispersion phase in the pre-emulsified composition is further dispersed 1 An emulsified composition having an average particle size smaller than the pore size of the porous membrane is produced by emulsifying the emulsified composition liquid through the porous membrane by applying a pressure of Pa or higher. In addition, the present invention further applies pressure while further dispersing the dispersed phase in the emulsified composition obtained by passing through the porous membrane, and passing the porous membrane again through the passed porous membrane. The method for producing an emulsified composition according to
本発明においては、互いに溶解しない二種の液体の予備乳化組成物を、乳化剤を用いて予め製造し、この製造された予備乳化組成物を均一な孔径を有する多孔質膜を通過させて再乳化させることにより乳化組成物を製造する乳化組成物の製造方法において、予備乳化組成物を分散させながら圧力を加えて、多孔質膜を通して乳化組成物液中に乳化させるので、予備乳化組成物は、乳化組成物に接している多孔質膜の孔内を通過することとなり、前記多孔質膜の孔径より小さい平均粒子径を有する乳化組成物を、短時間で高い乳化精度の乳化組成物を容易に製造することができる。また、気泡の混入が殆ど無く、質のよい微細に分散された乳化組成物を温度上昇を小さくして製造でき、さらに、熱による変性のない乳化組成物を得ることができる。
そしてまた、本発明の乳化装置は、天井壁部、側壁部及び底壁部により囲まれている乳化容器と、該乳化容器の底部下方に設けられている乳化組成物取出し室と、夫々、前記乳化容器内に設けられ、上端開口部が大気に連通し、下端開口部が乳化組成物取出し室内に突き出して設けられている一以上の中空筒状の多孔質乳化膜部材と、前記多孔質乳化膜部材の周囲に配置されている攪拌装置と、前記乳化容器の天井壁又は側壁に設けられ前記多孔質乳化膜部材の周囲の空間内に開口する連続相液体導入管、分散相液体導入管及び加圧流体導入管とを備えているので、乳化容器内で、予備乳化組成物を製造し、この製造された予備乳化組成物を、ただちに、中空筒状の多孔質乳化膜部材を通して乳化することができることとなり、目的の乳化組成物を短時間で製造することができ、時間当たりの乳化処理量を大きくすることができる。In the present invention, two liquid pre-emulsified compositions that do not dissolve in each other are produced in advance using an emulsifier, and the produced pre-emulsified composition is re-emulsified through a porous membrane having a uniform pore size. In the method for producing an emulsified composition, the pre-emulsified composition is emulsified in the emulsified composition liquid through the porous membrane by applying pressure while dispersing the pre-emulsified composition. An emulsion composition having an average particle size smaller than the pore size of the porous membrane that passes through the pores of the porous membrane in contact with the emulsion composition can be easily converted into an emulsion composition with high emulsification accuracy in a short time. Can be manufactured. In addition, a finely dispersed emulsified composition of good quality with almost no air bubbles can be produced with a small increase in temperature, and an emulsified composition free from heat denaturation can be obtained.
And the emulsification device of the present invention comprises an emulsification container surrounded by a ceiling wall part, a side wall part and a bottom wall part, an emulsified composition take-out chamber provided below the bottom part of the emulsification container, One or more hollow cylindrical porous emulsified membrane members provided in the emulsification container, the upper end opening communicating with the atmosphere, and the lower end opening projecting into the emulsified composition take-out chamber, and the porous emulsification A stirrer disposed around the membrane member, a continuous phase liquid introduction tube provided in a ceiling wall or a side wall of the emulsification container and opening into a space around the porous emulsification membrane member, a dispersed phase liquid introduction tube, and Since a pressurized fluid introduction tube is provided, a pre-emulsified composition is produced in an emulsification container, and the produced pre-emulsified composition is immediately emulsified through a hollow cylindrical porous emulsified membrane member. The desired emulsification group Can be produced in a short time things, it is possible to increase the emulsification process amount per unit time.
本発明において、「互いに溶解しない二種の液体」は、例えば水と油のように互いに殆ど溶解しない二種の液体を意味し、「互いに溶解しない二種の液体の乳化組成物」は、互いに殆ど溶解し合わない二種の液体の乳化物(即ち、エマルション)又は互いに殆ど混ざり合わない二種の液体の乳化物(即ち、エマルション)を意味する。このような乳化組成物としては、化学薬品、医薬品、化粧品、食品、及び農薬等における種々の乳化物(即ち、エマルション)があり、さらに、化学薬品、医薬品、化粧品、食品、若しくは農薬等における各種のタイプのエマルション(乳化物)、例えば、O/W型(水中油型)エマルション、W/O型(油中水型)エマルション、W/O/W型(水中油中水型)エマルション又はO/W/O型(油中水中油型)エマルションがある。 In the present invention, “two types of liquids that do not dissolve each other” mean two types of liquids that hardly dissolve each other, such as water and oil, and “an emulsion composition of two types of liquids that do not dissolve each other” By two liquid emulsions (i.e. emulsions) that are hardly soluble or two liquid emulsions (i.e. emulsions) that are hardly miscible with each other. Such emulsified compositions include various emulsions (ie, emulsions) in chemicals, pharmaceuticals, cosmetics, foods, agricultural chemicals, and the like, and various chemicals, pharmaceuticals, cosmetics, foods, agricultural chemicals, and the like. Type emulsion (emulsion), for example, O / W type (oil-in-water type) emulsion, W / O type (water-in-oil type) emulsion, W / O / W type (water-in-oil-in-water type) emulsion or O There is a / W / O type (oil-in-oil-in-oil) emulsion.
本発明においては、予備乳化組成物は精密な膜乳化に先立って形成される乳化物であり、所謂、粗乳化物である。本発明においては、分散相の液体を連続相の液体中に分散させて、予備乳化組成物を形成し、さらに、分散相液体粒を連続相の液体中に分散させながら、圧力を加えて乳化膜を通して、乳化組成物中に分散相液体の微細粒を形成するものである。本発明における膜乳化において、乳化膜は、一方の側で、予備乳化された組成物即ち予備乳化組成物に接し、他方の側で、乳化された組成物即ち乳化組成物に接して設けられる。 In the present invention, the pre-emulsified composition is an emulsion formed prior to precise membrane emulsification, and is a so-called crude emulsion. In the present invention, the liquid in the dispersed phase is dispersed in the liquid in the continuous phase to form a preliminary emulsified composition, and further emulsified by applying pressure while dispersing the dispersed phase liquid particles in the liquid in the continuous phase. Through the membrane, fine particles of the dispersed phase liquid are formed in the emulsified composition. In the membrane emulsification in the present invention, the emulsion membrane is provided on one side in contact with the pre-emulsified composition, ie, the pre-emulsified composition, and on the other side, in contact with the emulsified composition, ie, the emulsion composition.
本発明においては、予備乳化組成物は、乳化膜である多孔質膜の周囲において、攪拌されて、その分散相の液体を、さらに、連続相の液体中に強制的に分散させて乳化させて形成することができる。そして、本発明においては、このように、多孔質膜の周囲において、乳化が進行する状態で、予備乳化組成物を、加圧して、多孔質乳化膜の細孔を通過させて乳化することができる。本発明においては、膜モジュール等の多孔質乳化膜部材を備える膜乳化装置内で、予備乳化組成物は、その分散相の液体が連続相の液体中に強制的に分散させられている状態において、膜乳化される。本発明において、乳化膜は、一方の側で、予備乳化液、即ち予備乳化組成物に接し、他方の側、即ち反対側で、乳化液、即ち乳化組成物に接して配置される。このように乳化膜を配置することにより、乳化の際の剪断力による変形を少なくでき、乳化された粒子の粒子径を狭い範囲に収めることができ、即ち乳化精度を上げることができる。
予備乳化組成物の膜乳化は、筒状又は管状に形成されている多孔質乳化膜部材を内部に備える膜乳化装置において、管状多孔質膜の周囲に撹拌羽根等の攪拌装置を設け、攪拌装置による攪拌下において行うことができる。また、本発明においては、一旦膜乳化させた乳化組成物を予備乳化組成物として、多孔質乳化膜部材を通して再度膜乳化させてもよい。In the present invention, the pre-emulsified composition is stirred around the porous membrane, which is an emulsified membrane, and the liquid in the dispersed phase is forcibly dispersed and emulsified in the liquid in the continuous phase. Can be formed. In the present invention, the pre-emulsified composition is pressurized and passed through the pores of the porous emulsion film while emulsification proceeds around the porous film as described above. it can. In the present invention, a pre-emulsified composition in a membrane emulsification apparatus comprising a porous emulsion membrane member such as a membrane module is in a state where the liquid in the dispersed phase is forcibly dispersed in the liquid in the continuous phase. The film is emulsified. In the present invention, the emulsion membrane is disposed on one side in contact with the pre-emulsion, i.e., the pre-emulsion composition, and on the other side, i.e., on the opposite side, in contact with the emulsion, i.e., emulsion composition. By disposing the emulsified film in this manner, deformation due to shearing force during emulsification can be reduced, and the particle diameter of the emulsified particles can be kept within a narrow range, that is, the emulsification accuracy can be increased.
Membrane emulsification of the pre-emulsified composition is a membrane emulsification apparatus provided with a porous emulsification membrane member formed in a cylindrical shape or a tube, and a stirring device such as a stirring blade is provided around the tubular porous membrane. Can be carried out with stirring. In the present invention, the emulsified composition once emulsified into a film may be preliminarily emulsified as a pre-emulsified composition and may be emulsified again through a porous emulsified film member.
本発明においては、多孔質の中空筒状の乳化膜部材で形成された乳化膜装置の周囲に、前記中空筒状の多孔質乳化膜部材を中心に撹拌羽根を配置して、前記中空筒部材を囲む周囲の空間を撹拌領域とし、予備乳化組成物の供給槽から、撹拌領域の前記多孔質乳化膜部材を囲む周囲の空間内に、互いに溶解しない二種の液体の予備乳化組成物を加圧下に供給し、撹拌羽根を回転させて撹拌乳化をさせながら、多孔質乳化膜部材の乳化膜を透過させて乳化を行うことができる。また、本発明においては、互いに溶解しない二種の液体を、夫々の液体の供給槽からポンプにより混合機に供給して混合して予備乳化させ、この予備乳化した予備乳化組成物をポンプによる撹乱状態でさらに乳化させながら、乳化膜装置に送り乳化膜を通してさらに乳化させることができる。このようにポンプで予備乳化組成物を乳化膜装置に送り、乳化させる場合は、絶えず乳化膜を通して乳化を行うことができるので、連続式に乳化を行うことが可能となる。 In the present invention, a stirring blade is disposed around the emulsified membrane device formed of a porous hollow cylindrical emulsified membrane member around the hollow cylindrical porous emulsified membrane member, and the hollow cylindrical member The surrounding space surrounding the porous emulsified membrane member is added from the pre-emulsified composition supply tank to the surrounding space surrounding the porous emulsified membrane member in the stirring region. Emulsification can be carried out by passing through the emulsified membrane of the porous emulsified membrane member while supplying under pressure and rotating the stirring blade to emulsify and emulsify. Further, in the present invention, two types of liquids that do not dissolve each other are supplied to a mixer by pumps from the respective liquid supply tanks, mixed and pre-emulsified, and the pre-emulsified pre-emulsified composition is disturbed by the pump. While being further emulsified in the state, it can be sent to the emulsifying membrane device and further emulsified through the emulsifying membrane. In this way, when the pre-emulsified composition is sent to the emulsifying membrane device by the pump and emulsified, it can be continuously emulsified through the emulsifying membrane, so that it is possible to emulsify continuously.
本発明において、撹拌領域の前記多孔質乳化膜部材を囲む周囲の空間内の予備乳化組成物の撹拌を、該空間内に設けられた撹拌子を回転させることにより行うことができる。撹拌子の回転は、マグネチックスターラにより行うことができ、また、膜乳化装置の乳化組成物取出し流路を、撹拌子の回転軸の内側を貫通して設けて、乳化組成物の取出しを行いながら、撹拌子の回転を行うことができる。 In the present invention, the preliminary emulsified composition in the space surrounding the porous emulsified membrane member in the stirring region can be stirred by rotating a stirrer provided in the space. The stirring bar can be rotated by a magnetic stirrer, and the emulsified composition take-out channel of the membrane emulsifying apparatus is provided through the inside of the rotating shaft of the stirring bar to take out the emulsified composition. However, the stirring bar can be rotated.
本発明において、膜乳化される予備乳化組成物を、前記多孔質乳化膜部材を囲む周囲の撹拌領域の空間内を通してポンプで強制循環させて膜乳化させることができる。この場合、予備乳化組成物はその動圧により、乳化膜の細孔を通過させることになる。膜乳化されない予備乳化組成物は、膜乳化装置の攪拌領域からポンプにより汲み出されて、攪拌乳化装置に送られて、強制的に攪拌され乳化されて、再度膜乳化させることができる。このようにポンプを使用して予備乳化組成物を継続して膜乳化装置に送り、連続式に乳化を行うことができ、また、繰り返し乳化を行うことができる。 In the present invention, the pre-emulsified composition to be membrane-emulsified can be forcibly circulated by the pump through the space in the surrounding stirring region surrounding the porous emulsified membrane member to be membrane-emulsified. In this case, the preliminary emulsified composition passes through the pores of the emulsified membrane due to its dynamic pressure. The pre-emulsified composition not subjected to membrane emulsification can be pumped out of the stirring region of the membrane emulsifying device, sent to the stirring emulsifying device, forcibly stirred and emulsified, and membrane emulsified again. In this way, the pre-emulsified composition can be continuously sent to the membrane emulsifier using the pump, and emulsification can be carried out continuously, and repeated emulsification can be carried out.
本発明において、連続式で多段階に乳化を行うことができる。この場合、高圧ポンプにより、予備乳化組成物を、流動抵抗の少ない乳化膜から順次流動抵抗の大きい乳化膜に送って精製エマルションを製造することができる。例えば、高圧ポンプを使用して、最初、大孔径の乳化膜に送り、この大孔径の乳化膜の乳化組成物を中孔径の乳化膜に送り、この中孔径の乳化膜の乳化組成物を小孔径の乳化膜に送り、さらに、この小孔径の乳化膜の乳化組成物を極小孔径の乳化膜に送って、精製エマルションを製造することができる。また、連続式で多段階に乳化を行う場合、例えば、1MPaの低圧ポンプを使用して、大孔径の乳化膜に送り、この大孔径の乳化膜の乳化組成物を、例えば、3MPaの中圧ポンプを使用して、中孔径の乳化膜に送り、この中孔径の乳化膜の乳化組成物を、例えば、10MPaの高圧ポンプを使用して、小孔径の乳化膜に送って、精製エマルションを製造することもできる。 In the present invention, it is possible to carry out emulsification in a continuous manner and in multiple stages. In this case, the pre-emulsified composition can be sequentially sent from the emulsion film having a low flow resistance to the emulsion film having a high flow resistance by a high-pressure pump to produce a purified emulsion. For example, using a high-pressure pump, first, the emulsion composition of the large pore diameter emulsion is sent to the emulsion composition of the large pore diameter emulsion and the emulsion composition of the medium pore diameter emulsion is sent to the small emulsion emulsion composition of the medium pore diameter. The purified emulsion can be produced by feeding the emulsion composition having a small pore diameter and further sending the emulsion composition of the emulsion film having a small pore diameter to the emulsion film having a very small pore diameter. Also, when emulsifying in a multi-stage continuous manner, for example, using a 1 MPa low-pressure pump, the emulsion is sent to a large pore emulsion membrane, and the emulsion composition of this large pore emulsion membrane is, for example, 3 MPa medium pressure Using a pump, the emulsion is sent to a medium-pore emulsion film, and the emulsion composition of the medium-pore emulsion film is sent to a small-pore emulsion film using, for example, a 10 MPa high-pressure pump to produce a purified emulsion. You can also
本発明においては、多孔質管状膜を使用して膜乳化する場合は、膜乳化時における乳化圧を、5MPa以上の高圧にすることができる。このように高圧下で膜乳化を行う場合、管状の乳化膜と乳化組成物の取出し管状流路との接続部が、液密に封じられていないと、乳化前の予備乳化組成物が、前記接続部から乳化組成物内に混入して、単一粒子の乳化組成物を得ることができない。そこで、本発明においては、乳化膜と乳化組成物の取出し流路との接続部をガラス皮膜により封じることにより、前記接続部からの、乳化前の予備乳化組成物の乳化組成物内への漏洩を防止することができる。この場合、ガラス皮膜を構成するガラス材は、熱膨張率が乳化膜の熱膨張率と同じガラス材から選ばれる。 In the present invention, when membrane emulsification is performed using a porous tubular membrane, the emulsification pressure during membrane emulsification can be set to a high pressure of 5 MPa or more. When membrane emulsification is carried out under high pressure in this way, the pre-emulsified composition before emulsification is obtained when the connection portion between the tubular emulsion membrane and the take-out tubular flow path of the emulsion composition is not liquid-tightly sealed. It cannot mix in an emulsion composition from a connection part and can obtain the emulsion composition of a single particle. Therefore, in the present invention, by leaking the pre-emulsified composition before emulsification from the connecting portion into the emulsified composition by sealing the connecting portion between the emulsified film and the take-out flow path of the emulsified composition with a glass film. Can be prevented. In this case, the glass material constituting the glass film is selected from glass materials having the same thermal expansion coefficient as that of the emulsion film.
本発明においては、平膜状の乳化膜を通して、高圧の液体ポンプによる、高圧下に乳化を行うことにより、例えば、50nmの粒径の、所謂、ナノサイズのエマルション(乳化組成物)を製造することができる。また、この場合、エマルションの製造が、分散相体積比が70容積%以下で、また、粘度が1Pa・s以下で製造が可能であり、1ミリリットル以上の量で製造することができる。この場合、平膜状の乳化膜を、多孔板の耐食性材料の板状物で挟持して、高圧に備えることが好ましい。また、本発明において、予備乳化組成物の粒径が小さい場合には、例えば、0.1μm以下の場合には、一般には、撹拌しなくとも、乳化物の分離が起こらなくなるので、特に撹拌手段は必要でない。しかし、予備乳化組成物の乳化を行うためには、例えば、回転翼による攪拌乳化、超音波による攪拌乳化、振動による攪拌乳化及び回転による攪拌乳化を行うことができる。 In the present invention, a so-called nano-sized emulsion (emulsion composition) having a particle size of, for example, 50 nm is produced by emulsifying under a high pressure with a high-pressure liquid pump through a flat membrane-like emulsion film. be able to. In this case, the emulsion can be produced with a volume ratio of the dispersed phase of 70% by volume or less and with a viscosity of 1 Pa · s or less, and can be produced in an amount of 1 ml or more. In this case, it is preferable to prepare for a high pressure by sandwiching a flat membrane-like emulsified membrane with a plate-like material made of a corrosion-resistant material of a porous plate. In the present invention, when the particle size of the preliminary emulsified composition is small, for example, when it is 0.1 μm or less, in general, separation of the emulsion does not occur without stirring. Is not necessary. However, in order to emulsify the pre-emulsified composition, for example, stirring emulsification using a rotary blade, stirring emulsification using ultrasonic waves, stirring emulsification using vibration, and stirring emulsification using rotation can be performed.
以下に、添付図面を参照して本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の例示及び説明の内容により、何ら限定されるものではない。
図1は、本発明の乳化装置の一実施例について、その構造の概略を示す断面図である。図2は、本発明の乳化装置の別の一実施例について、その構造の概略を示す一部断面図である。図3は、本発明の乳化方法の一実施例について、その概略を示すフロー図である。図4は、図1及び図2に示す実施例とマグネチックスターラ26の配置位置が相違する本発明の一実施例について、その構造の概略を示す部分断面図である。図5は、図1乃至図4に示す実施例と平板状の乳化膜部材を設けた点で相違するについて、その構造の概略を示す一部断面図である。図6は、図3に示す実施例とは異なる本発明の乳化方法の一実施例について、その概略を示すフロー図である。
図1乃至6において、対応する箇所には同一の符号が付されている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the contents of the following examples and descriptions.
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of an emulsifying device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an outline of the structure of another embodiment of the emulsification apparatus of the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing an outline of one embodiment of the emulsification method of the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional view schematically showing the structure of an embodiment of the present invention in which the
1 to 6, corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
図1に示す実施例においては、乳化槽1は、天井部2、側壁部3及び底部4により筒形に形成されており、支柱に取り付け具(何れも図示されていない)を介して取り付けられている。本例において、天井部2及び底部4の間には、槽内を貫通して管状の乳化膜5が設けられており、管状の乳化膜5の上部開口部6は、天井部2に液密に保持されており、下部開口部7は底部4により液密に保持されている。天井部2には、中央部に乳化膜5の挿通用の孔8が設けられ、天井部2の孔8の周囲には、孔8から後退して環状部9が立設されている。環状部9の外側面は、ネジ部10となっており、そのネジ部10は、環状部9の外側に設けられるナット11の内側ネジ部12に螺合する。環状部9の内側面13と孔8の間には、前記孔8を囲んで、孔8の径より大きい内径を有する、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材14が配置されている。環状弾性密封部材14の上面に接触可能の筒形部15を備える密封用のキャップ型の押圧部材16は、筒形部15を環状部9内に差し込んで配置される。押圧部材16の上部には外方に突き出る外向きフランジ部17が形成されており、このフランジ部17は、前記ナット11の上端開口部18の内側に突き出る縁部19に当接して、ナット11を環状部9に締め付けることにより、押圧部材16が環状弾性密封部材14を押圧変形させて、天井部2の挿通用の孔8とそこを挿通する乳化膜5との間の隙間を液密に封鎖する。 In the embodiment shown in FIG. 1, the emulsification tank 1 is formed in a cylindrical shape by a
本例において、天井部2には、加圧用気体の導入管部20が形成されており、乳化槽1の側壁部3の上部には、乳化される分散相液体導入管接続口21及び連続相液体導入管接続口22が形成されている。本例においては、底部4には、管状の乳化膜5の下部の周囲に、中空の軸受け部23が立設されており、該軸受け部23には、磁性体の撹拌羽根24が取り付けられている攪拌軸25が軸支されており、乳化槽1の外側には、撹拌羽根24が位置する周囲に、マグネチックスターラ26が設けられている。本例において、乳化槽1内の管状の乳化膜5の周囲は、攪拌乳化空間27となっており、マグネチックスターラ26の作動により、磁性体の撹拌羽根24を、管状の乳化膜5の下部の周囲で回転させて、攪拌乳化空間27内で、粗乳化組成物をさらに攪拌乳化させることができる。本例において、管状の乳化膜5の下部は、底部4の中央部の挿通用の孔28に挿通されて支持されている。この構造は天井部2における構造と同様である。即ち、底部4には、中央部に乳化膜5の挿通用の孔28が設けられ、底部4の乳化膜5の挿通用の孔28の周囲には、乳化膜5の挿通用の孔28から後退して環状部29が立設されている。環状部29の外側面は、ネジ部30となっており、そのネジ部30は、環状部29の外側に設けられるナット31の内側ネジ部32に螺合するようになっている。環状部29の内側面33と乳化膜5の挿通用の孔28の間には、前記乳化膜5の挿通用の孔28を囲んで、乳化膜5の挿通用の孔28の径より大きい内径を有する、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材34が配置されている。環状弾性密封部材34の下面に接触可能の筒形部35を備える密封用のキャップ型の押圧部材36は、筒形部35を環状部29内に差し込んで配置される。押圧部材36の中間部には外方に突き出る外向きフランジ部37が形成されており、このフランジ部37は、前記ナット31の下端開口部38の内側に突き出る縁部39′に当接して、ナット31を環状部29に締め付けることにより、押圧部材36が環状弾性密封部材34を押圧変形させて、底部4の挿通用の孔28とそこを挿通する乳化膜5との間の隙間を液密に密封する。本例において、押圧部材36には、管状の乳化膜5の下端開口部7が接続する乳化組成物取出し室40′が形成されており、乳化組成物取出し室40′には、乳化組成物取出し管41′が接続しており、乳化膜5を通して乳化された乳化組成物は、乳化組成物取出し管41′から取り出される。 In this example, a pressurizing gas
本例は、以上のように構成されているので、乳化される食用油等の分散相液体を分散相液体導入管入口21から乳化槽1に供給すると共に、乳化剤を混合した水等の連続相液体を連続相液体導入管入口22から乳化槽1に供給して、マグネチックスターラ26を作動させて、磁性体の撹拌羽根24を回転させ、食用油等の分散相液体と乳化剤を混合した水等の連続相液体を混合して、攪拌乳化空間27内に、予備乳化組成物を調製する。その後も攪拌羽根による攪拌乳化を続けながら、加圧用気体の窒素ガスを導入管部20から、攪拌乳化空間27内に導入し、攪拌乳化空間27内の気圧を5MPa以上に高めて、例えば、平均細孔径が1.0μmの乳化膜を使用して乳化した。乳化組成物は、乳化組成物取出し室40′から乳化液組成物出し管41′により取り出した。本例において、多孔質の管状乳化膜5の端部は、その侭、環状弾性部材に支持させているが、多孔質の管状乳化膜5の端部を、同じ熱膨張係数を有する液密のガラス部材で被覆することにより、外部の予備乳化組成物の多孔質の管状乳化膜5内への侵入を防止して、乳化精度を高めることが出来る。 Since this example is configured as described above, a dispersed phase liquid such as edible oil to be emulsified is supplied from the dispersed phase liquid
本例においては、乳化槽1内に分散相を形成する液体と、連続相を形成する液体とを槽内に導入して攪拌乳化して予備乳化組成物を形成し、乳化膜を通して乳化組成物を製造しているが、予備乳化組成物を別の槽で形成し、形成された予備乳化組成物を乳化槽1内に導入して、槽内で攪拌乳化させながら、加圧気体の加圧圧力により多孔質の管状乳化膜5を通して乳化させて、乳化組成物とすることができる。本例において、撹拌羽根を磁性材料で形成し、マグネチックスターラにより回転させているが、側壁部に複数個の撹拌羽根を設けて、夫々、電動機により回転させて行うことが出来る。 In this example, a liquid for forming a dispersed phase in the emulsifying tank 1 and a liquid for forming a continuous phase are introduced into the tank and stirred and emulsified to form a pre-emulsified composition, and the emulsified composition is passed through the emulsion film. The pre-emulsified composition is formed in a separate tank, and the pre-emulsified composition thus formed is introduced into the emulsification tank 1 and stirred and emulsified in the tank while pressurizing the pressurized gas. An emulsified composition can be obtained by emulsifying through the porous
図2に示す実施例においては、乳化槽1は、天井板部201、側壁部3及び底板部401により筒形に形成されており、天井板部201及び底板部401間には、槽内を貫通して複数の管状の乳化膜5(図にはその内の一個のみが示され、他は省略されて図示されていない)が同一円周上に並設されている。本例において、夫々の管状の乳化膜5の上部開口部6は、天井板部201に液密に保持されており、また、下部開口部7は底板部401に液密に保持されている。天井板部201には、管状の乳化膜5の配置箇所に夫々対応して、乳化膜5の挿通用孔39が設けられている。本例において、天井板部201の挿通用孔39には、その下部に、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材40が配置可能の大きさで中央に張り出す内向きフランジ部41が形成されており、またその上部に、ネジ部42が形成されており、該ネジ部42に中空状のナット43を上から下に向けて螺着することにより、ネジ部42内に配置され、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材40を押圧変形させて、天井板部201の挿通用孔39とそこを挿通する乳化膜5との間の隙間を液密に封鎖する。同様に底板部401においても、底板部401の挿通用孔44には、その上部に、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材45が配置可能の大きさで中央に張り出す内向きフランジ部46が形成されており、またその上部にネジ部42が形成されており、該ネジ部42に中空状のナット45を下から上に向けて螺着することにより、ネジ部42内に配置される、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材45を押圧変形させて、底板部401の挿通用の孔44とそこを挿通する乳化膜5との間の隙間を液密に封鎖する。 In the embodiment shown in FIG. 2, the emulsification tank 1 is formed in a cylindrical shape by the
本例において、天井板部201の上方には、乳化組成物の上部取出し室48が形成されており、底部板部401の下方には、乳化組成物の下部取出し室48が形成されている。乳化組成物の上部取出し室47には、乳化組成物の上部取出し管49が接続し、また、乳化組成物の下部取出し室48には、乳化組成物の下部取出し管50が接続している。乳化槽1の側壁部3の中央部には、予備乳化組成物導入用入口51が設けられており、側壁部3の上部には、圧力計接続部52及び開閉弁53を備える空気抜き用開口部54(図3)が設けられている。本例においては、乳化槽1内には、管状の乳化膜5が円周上に複数個配置されており、複数の管状の乳化膜5に囲まれた乳化槽1の底部中心部には、回転軸52に取り付けられて撹拌羽根24が設けられている。撹拌羽根24を中心にして管状の乳化膜5の周囲は、攪拌乳化領域27となっている。本例において、撹拌羽根24が取り付けられている回転軸52は、上端部が天井板部201に回動可能に取り付けられ、下端部が底板部401に回動可能に取り付けられており、側壁部3の外側の撹拌羽根24の周囲にはマグネチックスターラ26が配置されている。 In this example, an upper take-out
本例は、以上のように構成されているので、空気抜き用開口部54の開閉弁53を開いて、乳化される食用油等の分散相液体と、乳化剤を混合した水等の連続相液体とを混合して調製された予備乳化組成物を、予備乳化組成物導入管入口51から乳化槽1内に圧送を開始する。予備乳化組成物の圧送を開始すると共に予備乳化組成物のマグネチックスターラ26を作動させて、撹拌羽根24を回転させる。予備乳化組成物の圧送を継続して、乳化槽1内が予備乳化組成物で満たされたところで、開閉弁53を閉じる。開閉弁53が閉じられた後も、撹拌羽根24の攪拌下に、予備乳化組成物の圧送を継続して行い、予備乳化組成物を攪拌乳化する。この乳化槽1内に導入され、攪拌乳化された予備乳化組成物は、乳化されながら、乳化膜5の細孔を通過してより乳化される。乳化された組成物は、乳化組成物の下部取出し室48に集められ、乳化組成物の下部取出し管50から取り出される。 Since this example is configured as described above, the on-off
図3は、図2に示す実施例の装置を使用したフロー図である。
図3において、撹拌装置55を備える分散相供給槽56は、供給用開閉弁57を備える分散相供給管58及び流量計59を介して第一T字形分岐管60の第一分岐流路61に接続しており、また、撹拌装置62を備える連続相供給槽63は、供給用開閉弁64を備える分散相供給管65を介して第一T字形分岐管60の第二分岐流路67に接続している。第一T字形分岐管60の第三分岐流路68は、開閉弁69を備える粗混合組成物供給管70に接続している。粗混合組成物供給管70は、第二T字形分岐管71の第一分岐流路72に接続しており、第二T字形分岐管71の第二分岐流路73は、送液ポンプ74を備える予備乳化組成物供給管75に接続している。予備乳化組成物供給管75は、乳化槽1の予備乳化組成物導入用入り口51に接続している。本例において、乳化槽1の乳化組成物の下部取出し管50は、乳化槽1からの乳化組成物が、乳化組成物収容槽76に収集されるように、管路77を介して乳化物収容槽76に接続している。乳化物収容槽76の乳化組成物取出し管78は、第三T字形分岐管79の第一分岐流路80に接続している。本例において、第三T字形分岐管79の第二分岐流路81は、開閉弁82を備える乳化組成物供給管83を介して、第二T字形分岐管71の第三分岐流路84に接続している。FIG. 3 is a flow diagram using the apparatus of the embodiment shown in FIG.
In FIG. 3, the dispersed
本例は、以上のように構成されているので、分散相供給槽56に入れられている乳化される食用油等の分散相液体は、分散相供給管58から流量計59を介して、その所定流量が、送液ポンプ74により、第一T字形分岐管60の第二分岐流路61に送られ、他方、連続相供給槽63に入れられている乳化剤を混合した水等の連続相液体は、連続相供給管65から流量計66を介して、その所定流量が、送液ポンプ74により、第一T字形分岐管60の第二分岐流路67に送られ、第一T字形分岐管60内で混合されて、粗混合組成物が形成される。粗混合組成物は、開閉弁69を通ってさらに混合されて、第二T字形分岐管71の第一分岐流路72に送られる。他方、乳化物収容槽76の乳化物は、乳化物供給管83から、第二T字形分岐管71の第三分岐流路84に送られ、第二T字形分岐管71内で、第二T字形分岐管71の第一分岐流路72から送られる粗混合組成物と混合して、予備乳化組成物が形成される。この予備乳化組成物は、送液ポンプ74内で更に均一に混合されて、乳化槽1内に予備乳化組成物導入管入口51から乳化槽1内に圧送される。予備乳化組成物が圧送されると共に予備乳化組成物のマグネチックスターラ26を作動させて、撹拌羽根24を回転させる。予備乳化組成物の圧送を継続して、乳化槽1内が予備乳化組成物で満たされたところで、開閉弁53を閉じる。開閉弁53が閉じられた後も、撹拌羽根24の攪拌下に、予備乳化組成物の圧送を継続して行い、予備乳化組成物を攪拌乳化する。この乳化槽1内に導入され、攪拌乳化される。本例において、予備乳化組成物は、乳化されながら、乳化膜5の細孔を通過して乳化され、より微細な粒子の乳化組成物になる。乳化された乳化物は、下部取出し室48に集められ、乳化組成物の下部取出し管50から取り出され、乳化物収容槽76に収容される。 Since this example is configured as described above, the dispersed phase liquid such as edible oil to be emulsified contained in the dispersed
図4に示す実施例は、図1及び図2に示す実施例とマグネチックスターラ26の配置位置が相違する例である。
本例において、マグネチックスターラ26は、底板部401の下方に、モータ85の回転軸86に永久磁石87を取り付けて形成されており、磁石撹拌羽根24は、天井板部201に延びる回転軸88に設けられている。モータの作動により永久磁石87を回転させ、この永久磁石87の回転による磁気作用により磁石撹拌羽根24を回転させて、予備乳化組成物形成域27内の予備乳化組成物を撹拌し、乳化させる。The embodiment shown in FIG. 4 is an example in which the arrangement position of the
In this example, the
本例において、底板部401には、管状の乳化膜5の挿通用孔44が設けられている。この管状の乳化膜5の挿通用孔44には、その上部に、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材43が配置可能の大きさで中央に張り出す内向きフランジ部46が形成されており、またその下部にネジ部47が形成されており、該ネジ部47に中空状のナット45を下から上に向けて螺着することにより、ネジ部47内に配置される、例えば、Oリング等の環状弾性密封部材43を押圧変形させて、底板部401の挿通用の孔44とそこを挿通する乳化膜5との間の隙間を液密に封鎖する。乳化された組成物、即ち乳化組成物は、下部取出し室48に集められ、下部取出し管50から取り出される。 In this example, the
図5に示す実施例は、図1乃至図4に示す実施例と相違して、平板状の乳化膜部材89を設けた例である。平板状の乳化膜部材89は、上側の多孔板90と下側の多孔板91の間に乳化膜92を挟着して形成されている。上側の多孔板90の周縁部93及び下側の多孔板91の周辺部94には共に孔が形成されておらず、多孔板90及び91は、夫々その周辺部93及び94をそれぞれOリング等の環状弾性密封部材43に密着させることにより、少なくとも液密に密封されている。本例において、乳化膜89で仕切られた上部は蓋部94で囲まれた空間であり、乳化室95となっており、その天井部には予備乳化組成物導入口96が形成されている。この予備乳化物導入口96は、例えば、分散相供給槽56及び連続相供給槽63にポンプ69を備える予備乳化組成物供給管75に接続させることができる。蓋体部94は、本体部97の上部側壁部98の上端開口部内に嵌入し、蓋部94の外周面は本体部97の上部側壁部98に囲われている。本例において、本体部97の上部側壁部98を覆って蓋部押さえナット99が設けられており、上部側壁98の外周部と蓋部押さえナット99の内周部には、夫々ネジ部が形成されて、ネジ係合部100が形成されている。本体部97の上部側壁部98と蓋部押さえナット99をネジ係合部100で互いに螺合させて、本体部97に対して押さえナット100を押し下げることにより。本体部97の内側棚状部の溝101内に配置されているOリング43及び蓋体部94の外周下端部の切欠き部102内に配置されているOリング43を押圧して蓋体部94と、本体部97の間を密封する。本例において、本体部97の底部には乳化物排出口が形成されている。
本例において、乳化膜89で仕切られた下部は本体部97で囲まれた空間であり、乳化組成物室103となっており、その底部には乳化組成物取出し口104が形成されている。The embodiment shown in FIG. 5 is an example in which a flat
In this example, the lower part partitioned by the emulsifying
本例は、以上のように構成されているので、予備乳化組成物導入口96から乳化槽1内に予備乳化組成物を混合しながら供給し、ポンプによる加圧により、例えば、6.5MPa圧力下で、乳化膜5を通して膜乳化を行う。乳化膜5を通って乳化された乳化組成物は、乳化精度が高い乳化組成物であり、乳化組成物室103に集められ、乳化組成物取出し口104から取り出される。本例は、予備乳化組成物をポンプで圧入して、予備乳化組成物の乳化を行うものであり、予備乳化組成物の乳化処理時間を短縮すると共に、予備乳化組成物の微細な乳化物を得ることができる。 Since this example is configured as described above, the pre-emulsified composition is supplied from the pre-emulsified composition inlet 96 into the emulsification tank 1 while being mixed, and is pressurized by a pump, for example, at a pressure of 6.5 MPa. Below, membrane emulsification is performed through the
図6は、図5に示す実施例の装置を使用したフロー図である。
図6に示す実施例において、乳化装置はバッチ式の予備乳化組成物形成槽105と、平膜型の膜透過モジュール106で構成されており、予備乳化組成物形成槽105と、平膜型の膜透過モジュール106は予備乳化組成物供給管107により接続している。予備乳化組成物形成槽105には、ガス圧による加圧を行うための加圧ガス供給管108と、予備乳化組成物形成槽105内のガス抜きを行うためのガス抜き管109が設けられている。本例において、加圧ガス供給管108は加圧用ガス供給源(図示されていない)に接続している。本例において、バッチ式の予備乳化組成物形成槽105には、内部に磁石製の撹拌羽根が設けられており、予備乳化組成物形成槽105の底部下方には、マグネチックスターラ26が設けられている。予備乳化組成物形成槽105の磁石製の撹拌羽根は、マグネチックスターラ26のモータ85の作動により、モータ85の回転軸に取り付けられている磁石87を回転させ、この永久磁石87の回転による磁気作用により磁石撹拌羽根を回転させて、予備乳化組成物形成槽105内の予備乳化組成物を撹拌乳化させて、より微細な予備乳化組成物とすることができる。本例において、予備乳化組成物形成槽105の容積は、膜透過モジュール106の容積より遥かに大きく形成されている。予備乳化組成物形成槽105は、膜透過モジュール106の容積より遥かに大きく形成されている。予備乳化組成物形成槽105を複数設け、夫々の予備乳化組成物形成槽105を、流路切り替え弁を介して膜透過モジュール106に接続させることができる。本例において、110は安全弁であり、111は圧力計である。FIG. 6 is a flowchart using the apparatus of the embodiment shown in FIG.
In the embodiment shown in FIG. 6, the emulsifying apparatus is composed of a batch type pre-emulsified
本例は以上のように構成されているので、分散相の液体と、界面活性剤を予め混合させた連続相の液体を予備乳化組成物形成槽105内に入れて、マグネチックスターラ26のモータ85を作動させ、モータ85の回転軸に取り付けられている永久磁石87を回転させる。この永久磁石87の回転による磁気作用により磁石撹拌羽根を回転させて、予備乳化組成物形成槽105内の分散相の液体を連続相の液体と撹拌混合させて乳化させる。撹拌により乳化された予備乳化組成物は加圧ガス供給管から送られる加圧ガスにより押し出されて、平膜型の膜透過モジュール106に送られる。平膜型の膜透過モジュール106には、平均孔径が50nmの平膜型の乳化膜が設けられており、この平均孔径が50nmの平膜型の乳化膜を通過させることにより、50nm以下の粒径の乳化組成物に精密乳化すもことができる。 Since this example is configured as described above, a liquid of a dispersed phase and a liquid of a continuous phase in which a surfactant is preliminarily mixed are placed in the pre-emulsified
例1
図1に示す実施例により、大豆油30重量%の水中油型の乳化組成物を製造した。
30重量部の大豆油を、0.2重量部のSDS(硫酸ドデシルナトリウム)を含む100重量部の水に加えて撹拌混合し、大豆油粒子の平均粒子径が107μmの予備乳化組成物を調製した。この予備乳化組成物を、ゲージ圧で0.3MPaのガス圧及び40m3/m2・hの透過流速で、孔径が4.8μmの乳化膜を通して乳化した。得られた乳化組成物の大豆の平均粒子径は4.5μmであった。Example 1
According to the example shown in FIG. 1, an oil-in-water emulsion composition of 30% by weight soybean oil was produced.
30 parts by weight of soybean oil was added to 100 parts by weight of water containing 0.2 part by weight of SDS (sodium dodecyl sulfate) and mixed by stirring to prepare a pre-emulsified composition having an average particle diameter of soybean oil particles of 107 μm. did. The pre-emulsified composition was emulsified through an emulsified membrane having a pore size of 4.8 μm at a gauge pressure of 0.3 MPa and a gas flow rate of 40 m 3 / m 2 · h. The average particle size of soybean in the obtained emulsified composition was 4.5 μm.
図1に示す実施例により、大豆油30重量%の水中油型の乳化組成物を製造した。
30重量部の大豆油を、0.2重量部のTween20()を含む100重量部の水に加えて撹拌混合し、大豆油粒子の平均粒子径が171μmの予備乳化組成物を調製した。この予備乳化組成物を、ゲージ圧で3MPaのガス圧及び50m3/m2・hの透過流速で、孔径が2.56μmの乳化膜を通して乳化した。得られた乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.67μmであった。According to the example shown in FIG. 1, an oil-in-water emulsion composition of 30% by weight soybean oil was produced.
30 parts by weight of soybean oil was added to 100 parts by weight of water containing 0.2 parts by weight of Tween 20 () and mixed by stirring to prepare a pre-emulsified composition having an average particle diameter of soybean oil particles of 171 μm. This pre-emulsified composition was emulsified through an emulsified membrane having a pore size of 2.56 μm at a gas pressure of 3 MPa as a gauge pressure and a permeation flow rate of 50 m 3 / m 2 · h. The average particle size of soybean in the obtained emulsified composition was 0.67 μm.
例3
図3に示す実施例により、大豆油30重量%の水中油型の乳化組成物を製造した。
30重量部の大豆油を、0.2重量部のSDSを含む100重量部の水に加えて、ポンプ撹拌により混合し、大豆油粒子の平均粒子径が174μmの予備乳化組成物を調製した。この予備乳化組成物を、7MPaのポンプ圧及び、28m3/m2・hの透過流速で、孔径が0.72μmの乳化膜を通して乳化した。得られた乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.69μmであった。Example 3
According to the example shown in FIG. 3, an oil-in-water emulsion composition of 30% by weight of soybean oil was produced.
30 parts by weight of soybean oil was added to 100 parts by weight of water containing 0.2 part by weight of SDS and mixed by pump stirring to prepare a pre-emulsified composition having an average particle diameter of soybean oil particles of 174 μm. The pre-emulsified composition was emulsified through an emulsified membrane having a pore diameter of 0.72 μm at a pump pressure of 7 MPa and a permeation flow rate of 28 m 3 / m 2 · h. The average particle size of soybean in the obtained emulsified composition was 0.69 μm.
例4
図3に示す実施例により、大豆油30重量%の水中油型の乳化組成物を製造した。
30重量部の大豆油を、0.2重量部のSDSを含む100重量部の水に加えて、ポンプ撹拌により混合し、大豆油粒子の平均粒子径が174.4μmの予備乳化組成物を調製した。この予備乳化組成物を、7MPaのポンプ圧及び、28m3/m2・hの透過流速で、孔径が0.724μmの乳化膜を通して乳化した。得られた乳化組成物をポンプに吸引して、前記乳化膜により再度乳化し、以下、これを繰り返して乳化した。1分40秒を経過した時の乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.746μmであり、2分40秒を経過した時の乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.706μmとなり、4分40秒を経過した時の乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.697μmとなり、大豆油の粒子径の微細な乳化組成物が得られた。Example 4
According to the example shown in FIG. 3, an oil-in-water emulsion composition of 30% by weight of soybean oil was produced.
30 parts by weight of soybean oil is added to 100 parts by weight of water containing 0.2 parts by weight of SDS and mixed by pump stirring to prepare a pre-emulsified composition having an average particle diameter of soybean oil particles of 174.4 μm. did. The pre-emulsified composition was emulsified through an emulsified membrane having a pore size of 0.724 μm at a pump pressure of 7 MPa and a permeation flow rate of 28 m 3 / m 2 · h. The obtained emulsified composition was sucked into a pump and emulsified again with the emulsified membrane, and thereafter this was repeated to emulsify. The average particle diameter of soybean in the emulsified composition when 1 minute and 40 seconds have elapsed is 0.746 μm, and the average particle diameter of soybean in the emulsion composition when 2 minutes and 40 seconds have elapsed is 0.706 μm. The average particle size of soybean in the emulsified composition after a lapse of 40 minutes was 0.697 μm, and a fine emulsion composition having a soybean oil particle size was obtained.
例5
図3に示す実施例により、大豆油30重量%の水中油型の乳化組成物を製造した。
30重量部の大豆油を、0.2重量部のSDSを含む100重量部の水に加えて、ポンプ撹拌により混合し、大豆油粒子の平均粒子径が197.2μmの予備乳化組成物を調製した。この予備乳化組成物を、7MPaのポンプ圧及び、28m3/m2・hの透過流速で、孔径が0.724μmの乳化膜を通して乳化した。得られた乳化組成物をポンプに吸引して、前記乳化膜により再度乳化し、以下、これを繰り返して乳化した。1分40秒を経過した時の乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.704μmであり、3分を経過した時の乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.695μmとなり、7分を経過した時の乳化組成物の大豆の平均粒子径は0.689μmとなり、大豆油の粒子径の微細な乳化組成物が得られた。Example 5
According to the example shown in FIG. 3, an oil-in-water emulsion composition of 30% by weight of soybean oil was produced.
30 parts by weight of soybean oil is added to 100 parts by weight of water containing 0.2 parts by weight of SDS and mixed by pump stirring to prepare a pre-emulsified composition having an average particle diameter of soybean oil particles of 197.2 μm. did. The pre-emulsified composition was emulsified through an emulsified membrane having a pore size of 0.724 μm at a pump pressure of 7 MPa and a permeation flow rate of 28 m 3 / m 2 · h. The obtained emulsified composition was sucked into a pump and emulsified again with the emulsified membrane, and thereafter this was repeated to emulsify. The average particle diameter of soybean in the emulsified composition after 1 minute and 40 seconds is 0.704 μm, and the average particle diameter of soybean in the emulsion composition after 3 minutes is 0.695 μm and 7 minutes When the elapsed time, the average particle size of soybean in the emulsified composition was 0.689 μm, and a finely emulsified composition having a particle size of soybean oil was obtained.
互いに溶解しない二種の液体の予備乳化組成物を、乳化剤を用いて予め製造し、この製造された予備乳化組成物を均一な孔径を有する多孔質膜を通過させて再乳化させることにより乳化組成物を製造する乳化組成物の製造方法において、予備乳化組成物を分散させながら圧力を加えて、乳化組成物に接している多孔質膜を通して乳化組成物液中に乳化させるにことにより乳化組成物を製造するので、目的の乳化組成物を短時間で製造することができ、時間当たりの乳化処理量を大きくでき、装置として、処理能力が装置をコンパクトにすることができる。 Two kinds of liquid pre-emulsified compositions that do not dissolve each other are prepared in advance using an emulsifier, and the prepared pre-emulsified composition is passed through a porous membrane having a uniform pore size and re-emulsified. In the method for producing an emulsified composition, a pressure is applied while dispersing the pre-emulsified composition, and the emulsified composition is emulsified in the emulsified composition liquid through the porous membrane in contact with the emulsified composition. Therefore, the target emulsified composition can be produced in a short time, the amount of emulsification treatment per hour can be increased, and the apparatus can be made compact in terms of processing capacity.
1 乳化槽
2 乳化槽1の天井部
201 天井板部
3 乳化槽1の側壁部
4 乳化槽1の底部
401 底板部
5 管状の乳化膜
6 管状の乳化膜5の上部開口部
7 管状の乳化膜5の下部開口部
8、28、39、44 管状の乳化膜5の挿通用の孔
9、29 環状部
10、30、42 ネジ部
11、31、43 ナット
12、32 内側ネジ部
13 環状部9の内側面
14、34、40及び45 環状弾性密封部材
15、35 筒形部
16、36 押圧部材
17、37 フランジ部
18 ナット11の上端開口部
19 縁部
20 加圧気体の導入管部
21 分散相液体導入管接続口
22 分散相液体導入管接続口
23 中空の軸受け部
24 撹拌羽根
25 撹拌軸
26 マグネチックスターラ
27 攪拌乳化空間
33 環状部29の内側面
38 ナット31の下端開口部
19、39′ 縁部
40′ 乳化組成物取出し室
41′ 乳化組成物取出し管
47 乳化組成物の上部取出し室
48 乳化組成物の下部取出し室
49 乳化組成物の上部取出し管
50 乳化組成物の下部取出し管DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005347020A JP4981312B2 (en) | 2005-11-01 | 2005-11-01 | Emulsification method and emulsifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005347020A JP4981312B2 (en) | 2005-11-01 | 2005-11-01 | Emulsification method and emulsifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007125535A true JP2007125535A (en) | 2007-05-24 |
JP4981312B2 JP4981312B2 (en) | 2012-07-18 |
Family
ID=38148639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005347020A Expired - Fee Related JP4981312B2 (en) | 2005-11-01 | 2005-11-01 | Emulsification method and emulsifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4981312B2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009297612A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Spg Techno Kk | Porous film emulsifying apparatus |
GB2469087A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-06 | Ct Angewandte Nanotech Can | Preparation of colloidal dispersion |
JP2012176401A (en) * | 2012-02-21 | 2012-09-13 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Cylindrical container |
CN103007793A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 中国科学院过程工程研究所 | Multi-stage temperature control type membrane emulsifier |
JP5801974B1 (en) * | 2015-02-12 | 2015-10-28 | 株式会社Nextコロイド分散凝集技術研究所 | Multilayer emulsion manufacturing method and capsule manufacturing method |
CN108854153A (en) * | 2018-08-01 | 2018-11-23 | 中国科学技术大学 | Film emulsification and extraction device and film emulsification and extraction method |
WO2021171701A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 日東電工株式会社 | Method and apparatus for producing emulsion |
JP7450146B2 (en) | 2019-10-16 | 2024-03-15 | エス・ピー・ジーテクノ株式会社 | Disc-shaped porous membrane holder |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0295433A (en) * | 1988-09-29 | 1990-04-06 | Miyazaki Pref Gov | Production of emulsion |
JPH04265137A (en) * | 1991-02-18 | 1992-09-21 | Reika Kogyo Kk | Mixing unit |
JPH06315617A (en) * | 1992-12-01 | 1994-11-15 | Miyazaki Pref Gov | Emulsifying method and device |
JPH0747253A (en) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Reika Kogyo Kk | Apparatus for producing emulsion and method |
JPH09131519A (en) * | 1995-10-09 | 1997-05-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method for dispersing oil-droplet type emulsion in feed liquid system and coating method using the same |
JP2003001080A (en) * | 2001-06-19 | 2003-01-07 | Kiyomoto Iron & Machinery Works Co Ltd | Method of manufacturing emulsified composition |
JP2003095925A (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | Method for manufacturing composite emulsion |
JP2005028255A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | Method of producing emulsion |
-
2005
- 2005-11-01 JP JP2005347020A patent/JP4981312B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0295433A (en) * | 1988-09-29 | 1990-04-06 | Miyazaki Pref Gov | Production of emulsion |
JPH04265137A (en) * | 1991-02-18 | 1992-09-21 | Reika Kogyo Kk | Mixing unit |
JPH06315617A (en) * | 1992-12-01 | 1994-11-15 | Miyazaki Pref Gov | Emulsifying method and device |
JPH0747253A (en) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Reika Kogyo Kk | Apparatus for producing emulsion and method |
JPH09131519A (en) * | 1995-10-09 | 1997-05-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method for dispersing oil-droplet type emulsion in feed liquid system and coating method using the same |
JP2003001080A (en) * | 2001-06-19 | 2003-01-07 | Kiyomoto Iron & Machinery Works Co Ltd | Method of manufacturing emulsified composition |
JP2003095925A (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | Method for manufacturing composite emulsion |
JP2005028255A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | Method of producing emulsion |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
鈴木寛一: "膜乳化技術−その特性と利用−", 日本食品化学工学会誌, vol. 48, no. 3, JPN6011028160, 15 March 2001 (2001-03-15), JP, pages 169 - 175, ISSN: 0001934720 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009297612A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Spg Techno Kk | Porous film emulsifying apparatus |
GB2469087A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-06 | Ct Angewandte Nanotech Can | Preparation of colloidal dispersion |
WO2010112379A1 (en) | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Centrum Für Angewandte Nanotechnologie (Can) Gmbh | Method and apparatus for the manufacture of a colloidal dispersion using controlled micro-channel flow |
CN103007793A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 中国科学院过程工程研究所 | Multi-stage temperature control type membrane emulsifier |
CN103007793B (en) * | 2011-09-20 | 2014-12-24 | 中国科学院过程工程研究所 | Multi-stage temperature control type membrane emulsifier |
JP2012176401A (en) * | 2012-02-21 | 2012-09-13 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Cylindrical container |
JP5801974B1 (en) * | 2015-02-12 | 2015-10-28 | 株式会社Nextコロイド分散凝集技術研究所 | Multilayer emulsion manufacturing method and capsule manufacturing method |
JP2016147233A (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 株式会社Nextコロイド分散凝集技術研究所 | Manufacturing method of multilayer emulsion and manufacturing method of capsule |
CN108854153A (en) * | 2018-08-01 | 2018-11-23 | 中国科学技术大学 | Film emulsification and extraction device and film emulsification and extraction method |
JP7450146B2 (en) | 2019-10-16 | 2024-03-15 | エス・ピー・ジーテクノ株式会社 | Disc-shaped porous membrane holder |
WO2021171701A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 日東電工株式会社 | Method and apparatus for producing emulsion |
JP2021133300A (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-13 | 日東電工株式会社 | Method and apparatus for manufacturing emulsion |
CN115175756A (en) * | 2020-02-27 | 2022-10-11 | 日东电工株式会社 | Method and apparatus for producing emulsion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4981312B2 (en) | 2012-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4981312B2 (en) | Emulsification method and emulsifier | |
KR100685540B1 (en) | Process for mixing or dispersing liquids | |
Charcosset | Preparation of emulsions and particles by membrane emulsification for the food processing industry | |
TW200528392A (en) | Method of forming monodisperse bubble | |
US20040022122A1 (en) | Devices for cavitational mixing and pumping and methods of using same | |
KR20160120766A (en) | Nanobubble producing device | |
US8047702B1 (en) | Continuous high shear mixing process | |
JP3242776B2 (en) | Emulsifier | |
US20120256329A1 (en) | Processing apparatus for dispersion, dissolution, solubilization, or emulsification of gas/liquid or liquid/liquid | |
JP7320852B2 (en) | Devices, systems, and methods for continuous production of nanomaterials and high-purity chemicals | |
JPH10201386A (en) | Method for homogenizing milk product and apparatus therefor | |
JP2008104942A (en) | Fluid processing apparatus and method | |
Zhang et al. | Parameter control, characterization and stability of soy protein emulsion prepared by microfluidic technology | |
EP2944370B1 (en) | Process for producing composition of continuous phase with disperse phase dispersed therein, and device therefor | |
JP4978807B2 (en) | Porous membrane emulsifier | |
JP4863832B2 (en) | Dispersion production method and dispersion production module | |
JPS5889177A (en) | Apparatus for continuously breaking bacterial cell | |
JP2007313466A (en) | Emulsifying apparatus | |
JP2020081986A (en) | Liquid mixer | |
CN105420094B (en) | Biological surfactant microemulsion production system for food | |
JP2009082832A (en) | Static mixer | |
Singha et al. | Process technology of nanoemulsions in food processing | |
CN105188898A (en) | A liquid processing mixer and method | |
CN105647787B (en) | A kind of biological surfactant microemulsion production system used for cosmetic | |
CN214636163U (en) | Novel film emulsification can be in succession quick device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080708 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080708 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080811 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080811 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110628 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110829 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120410 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120420 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150427 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |