JPH0751557A

JPH0751557A - 撹拌混合装置

Info

Publication number: JPH0751557A
Application number: JP20417793A
Authority: JP
Inventors: Toru Taniguchi; 徹谷口
Original assignee: Reika Kogyo KK
Current assignee: Reika Kogyo KK
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】撹拌混合効率の良い撹拌混合装置を提供す
る。【構成】ケーシング１０の内部には、振動源に接続さ
れた撹拌体３４が挿入配置されている。撹拌体３４は、
軸部３６とその周囲に取付けられる螺旋羽根３８とから
なり、かつ、この撹拌体３４にはスペーサパッキン４８
を用いることにより、螺旋羽根３８の無いスペーサ部６
０が形成されている。【作用】被混合流体がケーシング１０内に流通される
と、撹拌体３４が上下に振動し、流通路１２にて撹拌混
合が行われる。ここで、撹拌体素子４０間にスペーサ部
６０が設けられているため、撹拌効率および混合効率が
向上する。この効果は、本実施例の撹拌混合装置が抽出
装置あるいは反応装置の撹拌混合装置として用いられた
場合に、最も顕著になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の流体を撹拌混合
する撹拌混合装置、特に流体を流通しながら撹拌混合す
る撹拌混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに混合し合わない液体どうしを撹拌
混合する装置には種々のものがある。この中でも、バイ
ブロミキサ（ＶＩＢＲＯＭＩＸＥＲ；商品名、例えば
特公平２−１５２４７号公報、特開平２−２９３０３５
号公報）は所望のエマルションを迅速に得ることができ
るため、広く利用されている。バイブロミキサ（商品
名）は、駆動軸とこの駆動軸に取り付けられた螺旋羽根
とからなる撹拌体を備える。そして、撹拌混合を行う際
には撹拌体が振動し、この振動により生じた乱流によっ
て流体の混合が促進される。

【０００３】バイブロミキサ（商品名）は、エマルショ
ンの製造、ｐＨ調整や酸化還元反応等の化学反応を行う
装置の撹拌機、あるいは抽出装置の撹拌機などに用いら
れる。また、近年のバイオテクノロジーの発展に伴い、
微生物培養等生物化学的分野の撹拌混合処理にも用いら
れるようになってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】撹拌混合処理の必要性
もその応用範囲も拡大する方向にあり、撹拌混合装置一
般は、撹拌効率あるいは混合効率を向上させる必要があ
る。従って、バイブロミキサ（商品名）も、産業界の要
請に答えるために、今まで以上に撹拌効率あるいは混合
効率を向上させる必要がある。

【０００５】よって、本発明は、バイブロミキサ（商品
名）の撹拌効率および混合効率を向上させることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項１に係る撹拌混合装置は、内部に流体
が流通される流通路が設けられたケーシングと、このケ
ーシング内に配置され振動源に接続された軸部とこの軸
部の周囲に取り付けられた螺旋羽根とからなる撹拌体
と、を含む撹拌混合装置であって、前記撹拌体の螺旋羽
根は、螺旋羽根のないスペーサ部を介して取り付けられ
ていることを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に係る撹拌混合装置は、請
求項１記載の撹拌混合装置において、前記撹拌体の螺旋
羽根は、流体を流通させる開口を備えることを特徴とす
る。

【０００８】請求項３に係る撹拌混合装置は、請求項１
記載の撹拌混合装置において、流体を流通させる流通穴
を有する仕切り板であって、当該仕切り板同士の間は少
なくとも一つのスペーサ部が含まれるよう配置された仕
切り板を備えることを特徴とする。

【０００９】請求項４に係る撹拌混合装置は、請求項１
又は２又は３記載の撹拌混合装置において、更に、前記
ケーシングの上部及び／又は下部に、撹拌混合された流
体を貯留して当該流体どうしを分離する分離部を備える
ことを特徴とする。

【００１０】請求項５に係る撹拌混合装置は、請求項４
記載の撹拌混合装置において、前記流通路の温度を制御
する手段を備えることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に係る撹拌混合装置は、上述のような構
成を有しており、２種以上の流体の混合物である被混合
流体は、ポンプ圧送などによりケーシング内に流通され
る。そして、このケーシング内で撹拌体が振動すると、
流体は螺旋羽根に衝突して撹拌混合される。また、前記
仕切り板を備えた場合には、被混合流体は螺旋羽根のみ
ならず仕切り板にも衝突して撹拌混合される。螺旋羽根
に開口が設けられた場合には、ここに流体の一部が流通
して乱流が生じ、撹拌効率が高まる。

【００１２】この場合において、撹拌体にスペーサ部が
設けられていると、撹拌効率及び混合効率が向上する。
このスペーサ部の存在により撹拌効率等が向上する原理
は明らかではないが、このスペーサ部の部分に、撹拌羽
根の部分とは異なるタイプの乱流が生じるためか、ある
いはスペーサ部の部分に流体が滞留して平衡が生ずるた
めであるものと考えられる。

【００１３】なお、本発明の撹拌混合装置が、反応装置
あるいは抽出装置の撹拌混合装置として用いられた場合
には、最も顕著に効果を発揮する。例えば、抽出装置に
用いた場合には、特有の乱流が生じているスペーサ部の
部分に流体が滞留して分配平衡が生じ、効率的に抽出操
作を行うことが可能となる。即ち、前記スペーサ部にお
ける流体の乱流により流体同士の接触面積が拡張され、
同時に、前記スペーサ部における流体の滞留により溶質
の移動時間を担保することができるため、抽出効率を向
上させることができる。一方、反応装置に用いた場合に
は、スペーサ部における乱流による接触面積の拡張及び
当該スペーサ部における流体の滞留による反応時間を担
保により、反応効率が向上される。

【００１４】また、仕切り板が設けられた場合には、仕
切り板の流通穴を通って流体が流通されるため、流体の
流通速度が制限される。そして、この状態で撹拌体が上
下振動されるため、流体が振動する撹拌体と接触するこ
とによって十分な撹拌混合効果が得られる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る撹拌混合装置の好適な一
実施例について、図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明の好適な実施例に係る撹拌
混合装置を抽出装置に適用した場合の機能構成を示すブ
ロック図である。この抽出装置は、内部に流体が流通さ
れるケーシングＡと、このケーシングの内側に挿入配置
された撹拌体Ｂと、この撹拌体に接続されたバイブレー
タＣと、ケーシングの上下に取り付けられ混合流体を分
離するセトラーＤと、内部に温水等が通じられケーシン
グ内部の温度を調整するジャケットＥと、からなる。

【００１７】・第一実施例図２は、ケーシングＡの部分の断面図であり、本発明の
第一実施例の構成を示す図である。図に示されるよう
に、２種類以上の流体を混合を行う本実施例のケーシン
グ１０は、円筒状に形成されており、内部に流体を流通
させる流通路１２が設けられ、その上下方向は開口して
おり、図１に示されるように、この開口にはそれぞれセ
トラーが取り付けられる。一方、ケーシング１０の内部
には、撹拌体３４が挿入配置されている。この撹拌体３
４は、振動源（バイブレータ）の駆動により上下に振動
する。

【００１８】このような第一実施例に係る撹拌混合装置
においては、並流式で行う場合には、２種以上の被混合
流体が、上方向または下方向から同時にケーシング１０
内に流通される。一方、向流式で行う場合には、被混合
流体は上下方向からそれぞれケーシング１０内に流通さ
れる。そして、被混合流体が流通された状態で撹拌体３
４が上下に振動し、流通路１２にて撹拌混合が行われ
る。なお、図１においては向流式を採用し、下方向から
は軽液が、上方向からは重液が流通される。

【００１９】ここで、撹拌体３４は、軸部３６とその周
囲に取付けられる螺旋羽根３８が形成された複数の撹拌
体素子４０とで構成されている。本実施例において特徴
的なことは、スペーサパッキン４８を用いることによ
り、螺旋羽根３８を備える撹拌体素子４０の間にスペー
サ部６０が設けられていることである。

【００２０】図３は、撹拌体３４の詳細な正面図であ
る。図に示されるように、螺旋羽根３８には、開口３８
ａが上下位置をずらして形成されている。これは、軸方
向の短絡流発生を防止して撹拌効果を上げるためであ
る。撹拌体素子４０は、例えば軸部３６の外側に嵌合す
る短筒４２に対応する開口を中央部に設けたドーナツ状
の円板の所定位置に開口３８ａを形成後、円板の一部を
半径方向に切断して、切断した端部を円板面と直角方向
にずらして螺旋羽根３８を形成し、短筒４２に溶接等で
固定して形成することができる。撹拌体素子４０の材料
としては、これ以外にプラスチックやセラミックなどを
用いることもできる。

【００２１】図４は、撹拌体３４の組立て構成図であ
る。図に示されるように、軸部３６の下端には、つば部
４４がネジ４６で固定されている。そして、その上に順
次スペーサパッキン４８や撹拌体素子４０を軸部３６に
挿通しながら積層する。また、撹拌体素子４０同士の間
には、パッキン５０が挟まれる。このようにして積層さ
れた撹拌体素子４０等は、軸部３６の上端にねじ部５２
を設け、これにふくろナットを螺合してつば部４４との
間でかしめ固定してもよい。このようにして形成された
撹拌体３４は、所望の間隔で撹拌羽根３８が形成された
撹拌体３４を形成することができる。

【００２２】次に、本実施例の動作を説明する。

【００２３】撹拌体３４が上下に振動すると、被混合流
体は、ケーシング１０内で撹拌羽根３８に衝突して、漸
次新たな界面が形成される。本実施例は向流式の抽出装
置であるので、上下から別々に有機相と水相が注入され
る。例えば、本実施例では、抽出機の上方から金属水溶
液、下方から抽出溶媒である有機溶媒が注入される。有
機溶媒にはキレート剤が添加されており、撹拌混合装置
により撹拌混合が行われると、金属水溶液中の金属はキ
レートを形成して有機溶媒に溶解する。不足水溶液は随
時填補され、過剰の溶液は除かれる。

【００２４】ここで、本実施例にはスペーサ部６０が設
けられているため、これを設けない場合よりも著しく抽
出効率が向上する。このように抽出効率が向上するの
は、スペーサ部６０の部分で特有の乱流が生じて流体同
士の接触面積が拡大すると同時に、スペーサ部６０の部
分に流体が滞留して分配平衡が生じやすくなっているた
めであると考えられる。抽出後の流体は、分離されセト
ラーに貯留される。本実施例においては、水相が重液と
して下方のセトラーに貯留され、有機相は軽液として上
方のセトラーに貯留される。抽出液はセトラーから除去
され、次の処理に付される。

【００２５】なお、このような抽出装置を組み合わせる
ことにより、抽出機と逆抽出機を一体形成することもで
きる。このような場合には、抽出機の抽出後の有機相は
当該抽出機の上方から取り出され、下方から逆抽出機に
注入される。一方、逆抽出用の水溶液は逆抽出機の上方
から注入される。逆抽出用の水溶液は、金属キレートが
破壊するようにｐＨが調整されており、逆抽出機の撹拌
混合装置が作動すると、金属キレートが破壊され、金属
イオンが水相中に逆抽出されてくる。逆抽出された水相
は逆抽出機の下方から取り出される。一方、逆抽出後の
有機溶媒は、逆抽出機の上方から回収されて再利用され
る。

【００２６】・第二実施例図５は本発明の第二実施例の構成を示す断面図である。
図に示されるように、第二実施例においては、複数の撹
拌体素子４０毎に仕切り板２０を介在させている。即
ち、本第二実施例においては、ケーシング１０には仕切
り板２０が設けられ、この仕切り板２０と仕切り板２０
の間には、少なくとも一つのスペーサ部６０が必ず存在
するようにされている。実施例においては、ケーシング
１０は、複数個の円筒状のパイプ１８と、各パイプ１８
同士の接合部分に介在させる仕切り板２０と、を交互に
積み重ねて多段にすることにより構成している。

【００２７】図に示されるように、円筒状のパイプ１８
の上下の円周端面には、仕切り板２０との接続を確実に
し、流体の漏れ防止（気密性、水密性）用のパッキン２
２が施されている。実施例では、パッキン２２はテフロ
ン（商品名）、仕切り板２０はプラスチックで形成され
ている。パイプ１８同士をつなぐ接合部には、周縁の内
径がパイプ１８の外径と略同じ大きさで、嵌合可能に構
成した円板状の仕切り板２０（図中、砂地で示す）が挟
み込まれる。また、上記のようにパイプ１８と仕切り板
２０とで多段に構成されたケーシング１０は、その上下
端部をシャフト２８とナット３０とから成る固定具３２
で一体的にかしめて固定する。この固定具３２は、図５
では１個しか図示していないが、ケーシング１０の周囲
３ヵ所で同様に固定している。

【００２８】このような第二実施例に係る混合装置にお
いては、被混合流体は撹拌体３４及び仕切り板２０と衝
突して撹拌混合される。また、仕切り板２０の流通穴２
６を通って流体が流通されるため、流体の流通速度が制
限される。そして、この状態で撹拌体３４が上下振動さ
れるため、流体が振動する撹拌体３４と接触することに
よって十分な撹拌混合効果が得られる。また、第二実施
例に係る混合装置においては、仕切り板２０と仕切り板
２０の間にスペーサ部６０が設けられているために、第
一実施例と同様の理由で撹拌混合効率が向上する。

【００２９】なお、本実施例の装置は、撹拌体３４の振
動を適当に調整することにより、抽出操作ばかりでな
く、エマルション形成に用いることもできる。また、溶
液中に反応基質が添加された場合には、反応装置を構成
する。更に、被混合流体は、液体ばかりでなく、気体、
粒体もしくは粉体であってもよい。

【００３０】このようにして、本実施例に係る撹拌混合
装置においては、撹拌体素子４０間にスペーサ部６０が
設けられているため、撹拌効率および混合効率が向上す
る。この向上の効果は、本実施例の撹拌混合装置が反応
装置あるいは抽出装置の撹拌混合装置として用いられた
場合に、最も顕著になる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の撹拌混合
装置は、バイブロミキサ（商品名）において螺旋羽根に
所定のスペーサ部を設定するだけで撹拌混合効率を向上
させることができ、これを応用した抽出装置や反応装置
の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る撹拌混合装置を抽
出装置に適用した場合の機能構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の第一実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図３】本実施例に係る撹拌体の正面図である。

【図４】本実施例に係る撹拌体の組立て構成図である。

【図５】本発明の第二実施例の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ケーシング１２流通路１８パイプ２０仕切り板２６流通穴３４撹拌体４０撹拌体素子６０スペーサ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に流体が流通される流通路が設けられ
たケーシングと、このケーシング内に配置され、振動源
に接続された軸部とこの軸部の周囲に取り付けられた螺
旋羽根とからなる撹拌体と、を含む撹拌混合装置であっ
て、前記撹拌体の螺旋羽根は、螺旋羽根のないスペーサ部を
介して取り付けられていることを特徴とする撹拌混合装
置。
【請求項２】請求項１記載の撹拌混合装置において、前記撹拌体の螺旋羽根は、流体を流通させる開口を備え
ることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項３】請求項１記載の撹拌混合装置において、流体を流通させる流通穴を有する仕切り板であって、当
該仕切り板同士の間は少なくとも一つのスペーサ部が含
まれるよう配置された仕切り板を備えることを特徴とす
る撹拌混合装置。
【請求項４】請求項１又は２又は３記載の撹拌混合装置
において、更に、前記ケーシングの上部及び／又は下部
に、撹拌混合された流体を貯留して当該流体どうしを分
離する分離部を備えることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項５】請求項４記載の撹拌混合装置において、前
記流通路の温度を制御する手段を備えることを特徴とす
る撹拌混合装置。