JP5131773B2 - エマルジョン生成方法及びエマルジョン生成装置 - Google Patents

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本発明は、溶解しない２流体をエマルジョン化させるためのエマルジョン生成方法及びエマルジョン生成装置に関するものである。
従来より、化粧品や食品などの製造においては、水と油などの溶解しない２流体をエマルジョン化させる工程が必要となる場合があった。
そのエマルジョン化工程では、主に、水と油などの溶解しない２流体に界面活性剤（乳化剤）を添加し、界面活性剤の作用で２流体をエマルジョン化させる方法が行われていた。
しかしながら、化粧品や食品などでは、添加物となる界面活性剤が安全面で規制されており、長期間にわたってエマルジョン状態を維持させることが困難であった。
そのため、従来のエマルジョン化工程では、２流体を多段のマイクロチャネルに通過させるエマルジョン生成装置などを用いて機械的に２流体をエマルジョン化させるようにしていた（たとえば、特許文献１参照。）。
特開２００４−８１９２４号公報
ところが、上記従来のエマルジョン生成装置では、多段に形成したマイクロチャネルの構造が複雑であり、エマルジョン生成装置が高価なものとなっていた。
また、上記従来のエマルジョン生成装置では、多段のマイクロチャネルを用いていたために、２流体を大量にエマルジョン化させることが困難であった。
そこで、請求項１に係る本発明では、溶解しない２流体をエマルジョン化させるためのエマルジョン生成方法において、２流体を同時に通過させたベンチュリー管の出口において超音波霧化した常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を吐出して、ベンチュリー管でエマルジョン化された２流体の内部に常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を供給し、循環流路の排出口と対向させた状態で排出口を設けるとともに吸引口をタンクの天井部に配置した曝気流路でタンクの上部の空気を強制的にタンクの内部に供給することにした。
また、請求項２に係る本発明では、溶解しない２流体をエマルジョン化させるためのエマルジョン生成装置において、２流体を貯留するタンクに２流体を吸引及び排出するための循環流路を形成し、循環流路の中途部にポンプを介設するとともに、循環流路の排出口にベンチュリー管を配設し、ベンチュリー管の出口に常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を発生させる超音波霧化器を接続し、ベンチュリー管の出口においてエマルジョン化された２流体の内部に常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を供給し、循環流路の排出口と対向させた状態で曝気流路の排出口を設けるとともに、曝気流路の吸引口をタンクの天井部に配置するように構成することにした。
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
すなわち、本発明では、２流体をベンチュリー管に同時に通過させることによって２流体を混合してエマルジョン化することができるとともに、超音波霧化した微細水蒸気気泡の作用で２流体を熱変質させることなく微細かつ均一にエマルジョン化させることができ、安価かつ大量にエマルジョンを生成することができる。
以下に、本発明に係るエマルジョン生成方法及びエマルジョン生成装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、エマルジョン生成装置１は、中空矩形箱型状のタンク２を有しており、このタンク２の内部に水と油などの溶解しない２流体を貯留するとともに、貯留した２流体をエマルジョン化させるようにしている。
エマルジョン生成装置１は、タンク２の内部に貯留した２流体を吸引し、排出するための循環流路３をタンク２に取付けている。
この循環流路３は、吸引管４の基端部（下端部）の吸引口５をタンク２の底部に配置させた状態で吸引管４をタンク２に取付け、吸引管４の先端部にポンプ６を取付け、ポンプ６に連結管７の基端部を取付け、連結管７の先端部に基端側から先端側に向けて開口断面積を漸次狭くしたベンチュリー管８の基端部を取付け、ベンチュリー管８の先端部に連結管７よりも小径の排出管９の基端部を取付け、排出管９の先端部の排出口10をタンク２の底部に位置させた状態で排出管９をタンク２に取付けている。
これにより、タンク２の内部の２流体は、ポンプ６の駆動によって吸引管４の吸引口５から吸引され、ベンチュリー管８の内部を通過し、排出管９の排出口10から排出される。このときに、２流体がベンチュリー管８の内部を同時に通過することになり、２流体が混合されてエマルジョンを生成する。
この循環流路３には、ベンチュリー管８の先端側の出口部分に微細水蒸気気泡を発生させるための超音波霧化器11が接続されている。
超音波霧化器11は、中空矩形箱型状のケーシング12の内部に超音波加湿器13を収容し、超音波加湿器13を挟んでケーシング12の一方の側壁に吸入口14を形成するとともにケーシング12の他方の側壁に供給口15を形成し、供給口15に循環流路３の排出管９よりも小径の供給管16の基端部を取付け、供給管16の先端部を排出管９の基端部に取付けている。
そして、超音波霧化器11は、ベンチュリー管８の出口で発生する負圧の作用で外気が吸入口14から吸入され、超音波加湿器13で超音波振動エネルギーによって常温で加湿して発生させた常温で表面張力を失った微細水蒸気気泡をベンチュリー管８の出口においてエマルジョン化した２流体の内部に供給するようにしている。
これにより、ベンチュリー管８でエマルジョン化した２流体は、常温で超音波霧化した微細水蒸気気泡の作用によって熱変質させることなく微細かつ均一にエマルジョン化される。
また、エマルジョン生成装置１は、タンク２に曝気流路17を形成している。
この曝気流路17は、吸引管18の基端部の吸引口19をタンク２の天井部に配置させた状態で吸引管18をタンク２に取付け、吸引管18の先端部にブロア20を取付け、ブロア20に排出管21の基端部を取付け、排出管21の先端部の排出口22をタンク２の底部に循環流路３の排出管９の排出口10と対向させた状態で排出管21をタンク２に取付けている。
これにより、タンク２の上部の空気は、曝気流路17によって強制的にタンク２の内部に供給される。このときに、超音波霧化器11から供給される微細水蒸気気泡は、タンク２の内部において２流体を撹拌混合させながら上昇することでタンク２の内部の２流体のエマルジョン状態を保持させるとともに、タンク２の上部で曝気流路17に吸引される。
以上に説明したように、エマルジョン生成装置１は、２流体を貯留するタンク２に２流体を吸引及び排出するための循環流路３を形成し、循環流路３の中途部にポンプ６を介設するとともに、循環流路３の排出口10にベンチュリー管８を配設し、ベンチュリー管８の出口部分に微細水蒸気気泡を発生させる超音波霧化器11を接続している。
そして、上記エマルジョン生成装置１では、ポンプ６を駆動することによってタンク２に貯留した２流体を循環させ、２流体を同時に通過させたベンチュリー管８の出口に超音波霧化した微細水蒸気気泡を吐出することによって、２流体をエマルジョン化させるようにしている。
そのため、上記エマルジョン生成装置１及び同装置１を用いたエマルジョン生成方法では、乳化剤を用いる必要がなく、２流体をベンチュリー管８に同時に通過させることによって２流体を混合してエマルジョン化することができるとともに、超音波霧化した微細水蒸気気泡の作用で２流体を熱変質させることなく微細かつ均一にエマルジョン化させることができ、安価かつ大量にエマルジョンを生成することができる。
本発明に係るエマルジョン生成装置を示す説明図。
符号の説明
１ エマルジョン生成装置 ２ タンク
３ 循環流路 ４ 吸引管
５ 吸引口 ６ ポンプ
７ 連結管 ８ ベンチュリー管
９ 排出管 10 排出口
11 超音波霧化器 12 ケーシング
13 超音波加湿器 14 吸入口
15 供給口 16 供給管
17 曝気流路 18 吸引管
19 吸引口 20 ブロア
21 排出管 22 排出口

Claims (2)

  1. 溶解しない２流体をエマルジョン化させるためのエマルジョン生成方法において、
    ２流体を同時に通過させたベンチュリー管の出口において超音波霧化した常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を吐出して、ベンチュリー管でエマルジョン化された２流体の内部に常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を供給し、循環流路の排出口と対向させた状態で排出口を設けるとともに吸引口をタンクの天井部に配置した曝気流路でタンクの上部の空気を強制的にタンクの内部に供給することを特徴とするエマルジョン生成方法。
  2. 溶解しない２流体をエマルジョン化させるためのエマルジョン生成装置において、
    ２流体を貯留するタンクに２流体を吸引及び排出するための循環流路を形成し、循環流路の中途部にポンプを介設するとともに、循環流路の排出口にベンチュリー管を配設し、ベンチュリー管の出口に常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を発生させる超音波霧化器を接続し、ベンチュリー管の出口においてエマルジョン化された２流体の内部に常温の微細水蒸気気泡を発生させる水蒸気を供給し、循環流路の排出口と対向させた状態で曝気流路の排出口を設けるとともに、曝気流路の吸引口をタンクの天井部に配置するように構成したことを特徴とするエマルジョン生成装置。
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