可溶化の装置はどんなもの? 導入の際に押さえておきたいポイント


高圧ホモジナイザーなどを用いることで、不溶の物質が溶解され均一な溶液にすることができます。可溶化の機械は、乳製品を製造する工場や化粧・医薬品工場など幅広い分野で必要とされているものです。機械を導入する際は、きちんと特徴・メリット・原理・種類を理解しておかなければなりません。用途に合わせた種類を選択しなければ、導入に失敗してしまいます。可溶化の機械は高額なので、失敗しないためにも導入の際に押さえておきたいポイントをチェックしておきましょう。

  1. 可溶化とは?
  2. 可溶化の機械の基礎知識
  3. 高圧ホモジナイザーの導入ポイントは?
  4. 可溶化の機械に関してよくある質問

この記事を読むことで、高圧ホモジナイザーなど可溶化の機械の導入方法とポイントが分かります。検討している方は、ぜひチェックしてください。

1.可溶化とは?

まずは、可溶化がどんなことなのか基礎知識を把握することが大切です。可溶化の機械がどんな場合に必要とされるのか、メリットについても解説します。

1-1.可溶化とはどういう状態か?

ある液体に、本来なら溶けこまないはずの物質を透明かつ均一に溶かすことを「可溶化」といいます。普通は混ざることのない物質を均一な溶液にするためには、「界面活性剤」などを加えて溶解度を増す作業が必要です。不溶の物質と界面活性剤を共存させることにより溶解し、均一な溶液にすることができます。また、界面活性材は水に溶けにくい物質を可溶化する際には親水性の高いタイプが、水溶液を油に可溶化する際には親油性の強いタイプが用いられるのが基本です。

1-2.どんな場合に利用されるのか?

可溶化は透明であることが求められるため、乳化よりも多くの界面活性剤を使用し難溶性の物質をより細かく分けていきます。たとえば、見た目を透明に仕上げたいジェルや化粧水など化粧品関連の製造に用いられる手法です。

1-3.主なメリット、必要性は?

可溶化の大きなメリットは、液体に本来なら混ざらないはずの物質を透明かつ均一に混ぜ込むことができる点です。この技術は、決して人の手ではできません。可溶化の機械を用いるからこそ、乳化で極小の粒になった物質を、さらに小さくさせることができます。
乳化の状態は可視光線を反射するくらいには大きいので「白色」です。けれども、可溶化はミセルの中に取り囲まれた油溶性成分も確認できなくなるほど小さくなり、透明になります。ミセルとは、界面活性剤などの分子またはイオンが数十個から数百個集まってつくる比較的大きい分散粒子のことです。
化粧品の製造で例えると、可溶化によりお肌になじみ溶け込みやすい化粧水に仕上がります。ほかにも、医薬品・食品・洗剤・インキ塗料・油剤・植物由来原料など、さまざまな産業分野で可溶化が使用されており、産業界ではなくてはならない作業といっても過言ではありません。

2.可溶化の機械の基礎知識

可溶化を生み出す機械とはどのようなものなのでしょうか。代表的な「高圧式ホモジナイザー」の特徴や原理などをまとめて解説します。

2-1.可溶化の機械とは?

可溶化の機械は特殊な構造となっており、業務用として使用することがほとんどです。たとえば、分散染料を可溶化してインク開発につなげたり、汚泥中に含まれる有機成分を可溶化し固形燃料に役立てたりとさまざまな使い道があります。

2-2.高圧式ホモジナイザーについて

近年は、乳化や分散性能が高い「高圧式ホモジナイザー」の需要が増加しています。高圧式ホモジナイザーは、可溶化と同じく、物質同士を均等に混ぜ合わせることが可能です。そこで、高圧式ホモジナイザーの主なメリット・ほかの機器との違い・原理について解説します。

2-2-1.主なメリット

高圧式ホモジナイザーは、液体に高圧力をかけることで液体の中の粒子を小さく均一化する機械です。そのため、安定した質の高い製品を生み出すことができます。たとえば、化粧品を製造する場合、物質をより細かく混ぜ合わせることができるので浸透性・持続性が持続し、肌の奥の組織に届くのです。乳製品を作る際も、栄養分を効率よく配合できます。高圧力をかけるからこそ可能になる大きなメリットといえるでしょう。

2-2-2.ほかの機器との違い

高圧式ホモジナイザーは加圧方式・圧力・流量・動力の違いによって仕上がりが大きく異なります。そのため、ほかの機器よりも安定性と機能性を向上させることができるのです。ほかの方式には、超音波振動を用いた「超音波式ホモジナイザー」と、回転する羽根を高速で動かす「撹拌(かくはん)式」があります。どちらも粒子を細粒化できますが、高圧式のほうが微細化ができ処理量も多いのが特徴です。

2-2-3.原理、種類は?

前述したとおり、高圧式ホモジナイザーは液体に高圧力をかけて均質化します。高圧力をかけられた液体はホモバルブ(均質バルブ)という部分を通過し、液体中の粒子を細かく均一化する仕組みです。高圧・低速で流し込んだ液体をホモバルブが圧縮し、狭いすき間から液体が放出されます。そして、インパクトリングという部位に激突し、さらに液体中の粒子を細かく粉砕するのです。また、高圧式ホモジナイザーには、「ノズル式」と「バルブ式」の2種類があります。

  • ノズル式:高圧下で粒子をノズルに通過させる方法。粒子をより細かく粉砕できる
  • バルブ式:高圧力をかけた液体をホモバルブに通し、液体中の粒子を微細化する方法

3.高圧ホモジナイザーの導入ポイントは?

では、高圧ホモジナイザーを導入する際、どのようなポイントに注意すれば良いのでしょうか。目的に適した種類を選ぶためにも、導入ポイントをきちんと押さえてくださいね。

3-1.用途に合わせた選び方

まずは、何のために高圧式ホモジナイザーを使用するのか「目的」を明確にすることが大切なポイントとなります。たとえば、食品・医薬品・化粧品などを乳化する際に用いられるのが「アセプティックホモジナイザー」です。加熱して殺菌できない製品を扱っている場合に最適だといわれています。そして、研究室向けのホモジナイザーといえば「ラボスケールホモジナイザー」です。
基本的に、食品用や医薬品用など明確な区分はありませんが、用途に合わせた機能・特徴を持つホモジナイザーを選ぶと良いでしょう。ただし、機械に詳しくない一般人では判断しきれないので、高圧式ホモジナイザーを扱っている業者に相談してください。その際に、何のために使用したいのか具体的な要望と目的を伝えることが大切です。

3-2.業者選びのポイント

目的に適した高圧式ホモジナイザーを導入できるか否かは、業者選びが大きなポイントです。安心して導入できる業者を選ぶためにも、ポイントを押さえておきましょう。

  • 高圧式ホモジナイザーの販売実績がある
  • ホモジナイザーの取り扱い種類が充実している
  • スタッフの対応が丁寧でスピーディー
  • 無料で技術相談を受けつけている
  • どんな相談や悩みにも親身になってアドバイスをくれる
  • 保証・アフターフォローが充実している
  • テスト機の貸し出しを行つている

業者の中には、いい加減な対応で不適切なホモジナイザーを販売するところがあります。見積書とは異なる料金を請求する悪徳業者も存在しているので注意してください。できるだけ高圧式ホモジナイザーの専門知識を持ったスタッフが在籍している業者を選びましょう。技術相談を受けつけている業者なら、導入後のトラブルにも迅速に対応してくれます。

3-3.省エネ効果は?

省エネ効果も、高圧式ホモジナイザーの導入で押さえておきたいポイントです。高圧式ホモジナイザーの使用にはエネルギーを必要とします。エネルギー消費量が多いほど電気代がかかるため、ランニングコスト削減としても省エネ仕様のものを選んでください。

3-4.アフターフォロー、メンテナンスは?

高圧式ホモジナイザーの取り扱いに長(た)けている業者は、アフターフォローとメンテナンスが充実しています。たとえば、高圧式ホモジナイザーの専門メーカーである「三丸機械工業」では、技術相談だけでなく、定期メンテナンスも実施しているので安心です。食品製造ライン・ケミカル化学・医薬品・化粧品・研究開発テストなど幅広い分野のホモジナイザーに対応しているので1度ご相談ください。

3-5.そのほか、注意点

高圧式ホモジナイザーの耐用年数は、約30~40年といわれています。しかし、定期的なメンテナンスをしなかったり、間違った使い方をしたりすると寿命を迎える前に壊れる可能性があるので注意が必要です。きちんと定期メンテナンスを行えば、40年以上使い続けられる可能性もあります。高圧式ホモジナイザーの導入はとても高いお買い物なので、後悔しないように使いたいものです。

4.可溶化の機械に関してよくある質問

可溶化の機械に関してよくある質問を6つピックアップしてみました。

Q.可溶化が行われているか確かめる方法は?
A.可溶化が行われた液体に「紫外線ランプ」を当ててみてください。紫外線ランプを当てると、当たった部分が白くにごった筋になっているはずです。この現象を「チンダル現象」といい、可溶化が行われた証(あかし)となります。可溶化された物質はすごく小さな粒になっただけで完全に溶けたわけではありません。そのため、紫外線ランプに当てると反射するので物質が目に見えるというわけです。

Q.高粘度物質処理もできるのか?
A.高粘度製品の処理は、高速回転式ホモミキサーやノズル式超高圧ホモジナイザー等では困難なところがあります。けれども、高粘度対応型ホモジナイザーを使用すれば、吐出量の低下が少ないまま処理が可能です。「三丸機械工業」では、高粘度対応型ホモジナイザーも扱っているので、ぜひ1度ご相談ください。

Q.高圧式ホモジナイザーの毎日のお手入れ方法が知りたい
A.高圧式ホモジナイザーを長く使い続けるためにも、使用後はキレイに掃除しましょう。機器に付着している汚れやホコリをキレイなぞうきんなどで拭き取るだけでOKです。ホコリや汚れは寿命を短くする原因となるので注意してください。また、毎日のお手入れとあわせて周辺環境も清潔な状態を保ちましょう。周辺が汚れていると、ホモジナイザーの投入口から異物が入り込み故障するおそれがあります。

Q.ライン機とラボ機の違いは?
A.ライン機はシンプルな構造でメンテナンスがしやすいという特徴があります。導入する工場に合わせて、サイズ・処理量などから適切な装置の製作が可能です。一方、ラボ機は製品テストや試作品を作るために使われることが多く、少量の原料の分散と乳化が必要なときに使用できる研究用となっています。用途と使用環境の規模で選ぶと良いでしょう。

Q.導入を検討したいので試しに使ってみたい……
A.そんなときは、「テスト機」を導入してください。高圧式ホモジナイザーの取り扱い業者の中には、テスト機の貸し出しを行っているところがあります。テスト機を使用し求めている効果が期待できるか確認すると良いでしょう。「三丸機械工業」でもテスト機の貸し出しを行っているのでぜひご利用ください。

Q.高圧式ホモジナイザーの使い方が知りたい
A.「使用方法が難しいのでは?」と思われがちですが、使い方はとてもシンプルです。まず、処理前の液体を投入口に入れ、後はスイッチをオンにするだけで液体に圧力がかかります。そして、液体中の物質が均一化されるまで待つだけです。ただし、メーカーや種類によって具体的な使用方法が異なるため、事前に確認しておきましょう。カタログに高圧式ホモジナイザーの特徴や仕組みも分かりやすく記載されています。業者のホームページまたは電話から取り寄せることができるので、ぜひチェックしてください。

まとめ

いかがでしたか? 高圧ホモジナイザーなど可溶化の装置は、食品製造・医療・化粧とさまざまな分野の工場で大活躍している機械です。工場に導入する機器は非常に高額で、用途に適した種類を選択しなければなりません。何のために機械を使用するのか明確にしてから、可溶化の機械装置を導入しましょう。自分たちで選択できない場合は、機器を販売している業者と相談しながら決めてください。販売実績のある業者に相談することで、適した種類を無事に導入することができるでしょう。


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