分散装置とはどんな機械？ 種類や導入方法について徹底解説
分散装置・分散機は安定した品質の製品を生み出すために必要な機械です。製造業においては大切な役割を担っている機械であり、さまざまな種類があります。「どの種類を選べばいいのかわからない」「分散装置の導入方法がわからない」など、悩んでいる方は多いでしょう。目的・使用用途に合った分散装置を選ぶためにも、基礎知識や選び方を知ることが大切です。
そこで本記事では、分散装置とは何なのか、種類や使い方・導入方法について詳しく説明します。
- 分散装置について
- 分散装置の種類について
- 分散装置の使い方
- 分散装置の導入について
- 分散装置に関してよくある質問
この記事を読むことで、分散装置の基礎知識を知り、目的・使用用途に合った種類を選ぶことができます。問題なく導入するためにも、ぜひチェックしてください。
1．分散装置について
最適な分散装置を選ぶためには、基本的な情報を知っておかなければなりません。分散装置とは何なのか、原理や目的など詳しく把握しておきましょう。
1-1．分散装置とは？
分散装置は、名前のとおり、物質を分散させる装置のことです。分散機を使うことで、気体・液体の中に別の物質を粒子状に散らばせることができます。つまり、別の物質を均一に混ぜることができるのです。そのため、分散装置はさまざまな分野で使用されている機械であり、私たちの生活に必要なものを生み出しています。特に、製造業には必要不可欠な機械といえるでしょう。
1-2．分散装置の原理
そもそも、分散は「流体やほかの成分中へ均一・構造を形成しながら分布すること」を意味しています。粒子が集まっている状態から分散状態にする機械が分散装置です。分散装置の原理は、種類によって異なります。主に、気中分散機と液中分散機によってわかれるでしょう。
気中分散機の原理は、粒子凝集体を乾式で解砕(かいさい)した後、気体中へ供給します。解砕(かいさい)ために障害物への衝突による力や機械的な力、気流の加速やせん断の流れによる力が発生する仕組みです。一方、液中分散機は、強度な速度場や速度変動・障害物への衝突・超音波が使用されます。
1-3．分散装置の目的
分散装置の目的を知ることも、最適な種類を選ぶために必要です。何ができるのか、どこで使うのか分散装置の目的をしっかりチェックしてください。
1-3-1．何ができるか
分散装置は、違う物質を均一に混ぜ合わせることができます。また、もともと存在している液体に圧力をかけることで、粒子をより小さく均一化できる装置なのです。たとえば、さまざまな色を混ぜ合わせて理想的な色を作ります。きちんと混ぜなければキレイな色が生まれません。そんなときに分散装置を使えば、キレイに混ぜ合わせることができるのです。
1-3-2．どこで使うか
製造業で必要な装置といいましたが、それ以外にも幅広い分野で分散装置が使用されています。たとえば、食品加工現場です。一定した品質・味の食品加工を製造するには、物質の均一化が大切な要素になります。また、化粧品は顔料分散機によって作られているものです。均一に色を混ぜることができ、安定した化粧品が出来上がります。分散装置は、ほかにも液状・ペースト状の材料を使用する場所で使われている装置です。精密な工程が必要な場合に使われることが多いでしょう。
1-4．メリット・必要性
【1-3．分散装置の目的】の内容を見るとわかるように、分散装置を使えばより細かい粒子を均一化することができます。そのため、安定かつ一定の品質が提供できるのです。製造業において、品質の安定さは最も大きな課題といえます。品質が不安定になれば、消費者に信用してもらえません。違う物質を同じ粒子レベルにして混ぜ合わせる装置は、製造業に大きなメリットをもたらします。
2．分散装置の種類について
分散装置には、さまざまな種類があることをご存じでしょうか。しっかり確認しなければ、目的とは違う種類を購入してしまいます。目的に合った種類を選ぶためにも、どのようなものがあるのか把握しておきましょう。
2-1．気中分散機
気中分散機は、気中での凝集粒子の分散に使われる装置です。粒子状にする物質を乾燥させて粉砕させます。主な種類をいくつかピックアップしてみました。
- エジェクター型・ベンチュリー型：気流の加速やせん断の流れによって分散する
- 障害物衝突型：凝集粒子を衝突させて分散する
- 回転ドラム式：機械的な力によって解砕(かいさい)する
- 回転翼型分散機：外力の複合作用によって分散する
2-2．液中分散機
液中分散機は、液体の中に別の物質を供給する機械です。気体分散機は研究室などで使用されますが、液中分散機は食品・化粧品などの製造業によく使われる種類になります。主な種類を以下にピックアップしてみました。
- 高速回転せん断型撹拌機(かくはんき)：高速の回転翼と外筒との間へ凝集粒子をとおして分散
- コロイドミル：回転する2つの面の間に流しこみ、高せん断流れによって分散
- ロールミル：2～3本のロールが回転する間を利用したせん断力と圧縮力によって分散
- 高圧噴射式分散機：処理液を高圧噴射することで処理液・固定板を衝突させて分散
- 超音波分散機：超音波を発生させる装置。超音波の振動によって分散
- ビーズミル：媒体にビーズ(球体)を使用して分散
- ホモジナイザー：液体に高圧力をかけてホモバルブを通過させることで粒子を均一化
2-3．分散装置のメーカー
分散装置(分散機)のメーカーといえば、アシザワ・ファインテックが挙げられます。アシザワ・ファインテックは微粉砕・分散機と微粒子技術にかんする機械を扱っているメーカーです。ナノ・サブミクロンレベルまで微粉砕・分散させるビーズミルが代表的な種類になります。そして、EKO(英弘精機株式会社)もさまざまなタイプの分散機から撹拌機(かくはんき)・ホモジナイザーを取り扱っているメーカーです。また、三丸機械工業では、高圧式ホモジナイザーを専門的に扱っています。
3．分散装置の使い方
分散装置を導入する前に、基本的な使い方もチェックしておきましょう。また、長く使い続けるためにも使用上の注意点やメンテナンスについて知っておかなければなりません。
3-1．使用方法
分散装置の使用方法は、種類によって異なります。液体を機械に流しこんで分散させたり、土台にセットしたりとさまざまです。分散させたい対象物をセットして、後はスイッチを入れるだけというフルオート運転もあります。慣れていない方でも簡単に操作できるでしょう。分散機の使い方に不安を抱いている方は、購入前に尋ねてください。簡単に使えるものかどうか確認することも大切です。
3-2．使用上の注意点
長く使い続けるためには、使った後の掃除が大切です。きちんと掃除をして清潔な状態を維持し続けましょう。そうしなければ、壊れて使えなくなってしまいます。導入にお金がかかる装置だからこそ、長く使い続けていきたいですよね。分散装置を使った後は、水滴をふき取る・ホコリを取りのぞくなど、必ず掃除をしましょう。
3-3．メンテナンスについて
掃除と同じく、使用上の注意点として必要なのがメンテナンスです。分散機の種類であるホモジナイザーは耐用年数がおよそ30～40年といわれています。しかし、メンテナンスを定期的にしていかなければ数年で壊れる可能性もあるでしょう。異変がないかどうか、交換すべき部品があるかどうかメンテナンスをおこなってください。また、メンテナンスは購入したメーカーにお願いしましょう。
4．分散装置の導入について
分散装置の導入方法は、主に、新品・中古品・レンタルと3つの方法があります。それぞれのメリットやデメリット・業者選びのポイントなど詳しく説明しましょう。
4-1．導入方法
分散装置を導入する際、使用用途や目的を明確にしておかなければなりません。しかし、最も気になるのが「導入費用」でしょう。新品・中古品・レンタルそれぞれのメリット・デメリットと同時に、費用についても詳しく説明します。
4-1-1．新品
メーカーから購入する場合、ほとんどが新品になります。新品のメリットは、真新しい分散装置が使用できることです。精神的に気持ちよく使うことができ、設置場所のモチベーションも上がります。しかし、費用が高いことがデメリットです。新品の分散装置は、およそ数十万～数千万円になります。工場に設置する分散装置は大型なので、そのぶん費用もかかるでしょう。
4-1-2．中古品
使用済みの中古品は、新品よりも安く手に入れられるのがメリットです。どのくらい安くなるのかは、販売店によって異なります。販売年月から長くたっている種類ほど、費用が安くなる可能性は高いです。ただし、中古品によっては状態が悪いものもあります。「費用が安くなるから」といって、状態の確認を忘れてはいけません。中古品を購入する際は、正常に動くかどうか、壊れる恐れはないかどうか必ず確認しましょう。
4-1-3．レンタル
レンタルは一定期間だけ使用できるメリットがあります。「長く使わないけれど、分散装置が必要」というシーンに役立つでしょう。しかし、あくまでレンタル会社の所有物になるため、壊してしまうと罰金を支払わなければならないケースもあります。レンタルを利用する際は、どのくらいの期間借りるのか、レンタル料がいくらするのか確認してください。また、借用期間中、壊れた場合の保証内容なども要チェックです。
4-2．業者選びのポイント
業者選びは、適切な分散装置を選択する大切なポイントです。どの業者・メーカーに依頼したらいいのかわからない方は、以下のポイントに注目しましょう。
- 分散装置に詳しいスタッフが在籍しているか
- アフターフォローが整っているか
- 丁寧かつスピーディーな対応か
- 見積もり内容が適切か
最も注目してほしいのは、分散装置に詳しいスタッフがいるかどうかです。分散装置にはさまざまな種類があり、使用目的・用途によって異なります。そのため、悩んだときに相談できるスタッフがいれば安心です。使用目的・用途に合った分散装置を選ぶことができます。
4-3．技術相談について
業者選びの際、技術相談ができるかどうかも大切なポイントです。どのように扱えばいいのか、こういう場合はどうすべきかなど、分散装置の技術にかんする相談が技術相談になります。技術相談を受けつけている業者は安心して依頼できるものです。
4-4．アフターフォロー
「購入後、すぐに壊れたけどまったく対応してくれない」という業者とのトラブルをよく耳にします。せっかく高いお金をかけて購入したのにもかかわらず、トラブルに対応しない業者は安心できません。「購入しなければよかった」と後悔するでしょう。そのため、導入前にアフターフォローが整っているかどうか必ずチェックしてください。購入後でもトラブルに無償で対応する業者を選びましょう。
4-5．注意点
分散装置を導入した後、「お手入れが面倒」「掃除しにくい」「扱いにくい」など不満を聞くことが多いです。後悔しないためにも、掃除のしやすさやメンテナンスの頻度・作業効率など細かい点も確認しておきましょう。メンテナンスにお金がかかる・洗浄に時間がかかるといった分散装置は、作業効率が落ちてしまうので注意してくださいね。
5．分散装置に関してよくある質問
分散装置に関してよくある質問を5つピックアップしてみました。購入・導入を考えている方は、ぜひチェックしてください。
Q．分散装置のレンタル料はいくらぐらいか？
A．分散装置といった機械のレンタル料は、基本料金＋付帯料金×日数で計算されます。基本料金と付帯料金はレンタル会社・メーカーによって異なるので注意してください。レンタル日数を照らし合わせながら、見積もりを出してもらい確認しましょう。
Q．分散装置のメンテナンス頻度は？
A．故障・トラブル防止のためにもメンテナンスは必要です。分散装置のメンテナンスは最低でも1年に1回おこなわなければなりません。ただし、部品や種類によってメンテナンスの頻度が異なります。事前に専門スタッフにメンテナンスの頻度についても尋ねておきましょう。
Q．乳化装置・分散装置・攪拌(かくはん)機の違いは？
A．乳化と分散は同じものだと勘違いしている人が多いです。分散機を選ぶためにも、違いをきちんと把握しておかなければなりません。基本、どちらも“混ぜ合わせる”機械です。しかし、乳化は混ざり合うことのない物質が液体・微粒子に分散している状態のことを指します。また、もうひとつ間違えられることの多い「撹拌(かくはん)」は、個体のサイズを変えずに混ぜ合わせる機械です。ほとんどのケース、分散・乳化の前に使用します。
Q．購入前に分散装置を試したい。
A．メーカーによっては、購入前のテストを受けつけているところがあります。購入前に分散装置を試したい方にはおすすめです。三丸機械工業では、サンプル試料をお送りいただくと、当社で乳化・分散テストを実施し評価データをお付けしてご返却します。電話またはインターネットサイトで受けつけているので、ぜひお問い合わせください。
Q．分散装置を安く導入するコツは？
A．できるだけ、予算内で分散装置を導入するためにも、数社の見積もりを比較してください。見積もりを比較することで、最も安い価格の分散装置を選ぶことができます。ただし、価格だけにとらわれてはいけません。価格はもちろん、アフターフォローや専門スタッフの知識・対応も比較しましょう。
まとめ
分散装置は物質を分散させる装置のことです。異なる物質を混ぜ合わせたり、物質を細かくして均一化したりと製品を生み出す場所では必要な機械になります。分散装置の種類は豊富なので、使用用途と目的を明確にしておきましょう。どの種類を選ぶべきか悩んだときは、豊富な知識を持っている専門スタッフに尋ねてください。専門スタッフが在籍しているメーカーは安心して相談できます。導入に失敗しないためにも、基礎知識を習得しておきましょう。そうすれば、適切な種類の分散装置が導入できますよ。