超音波による乳化の特徴を紹介! 超音波ホモジナイザーについても解説!


乳化は、食品や化粧品・工業製品などさまざまな製品を作る際に利用されている化学現象です。乳化の方法はいろいろありますが、超音波を利用しても行えます。「超音波を利用して乳化を行う機械について知りたい」「超音波を利用して行う乳化と、そのほかの方法を利用する乳化との違いを知りたい」と考えている人もいるでしょう。

そこで今回は、超音波を利用して乳化を行う仕組みや特徴を紹介します。

  1. 超音波による乳化の原理
  2. 超音波ホモジナイザーの特徴と導入方法
  3. 超音波による乳化に関するよくある質問

この記事を読めば、超音波を用いて乳化する機械を導入する方法も分かるはずです。超音波による乳化について詳しく知りたい人は、ぜひ読んでみてくださいね。

1.超音波による乳化の原理

はじめに、乳化の仕組みや超音波で乳化を行う方法などを紹介します。

1-1.乳化とは油性と水性の物質が混じりあう現象

乳化とは水性と油性の物質が混じりあう化学現象のことです。通常、水と油を1つの容器に入れても分離していますが、攪拌(かくはん)などの工程を加えると一時的に混じりあいます。乳化の仕組みを利用した製品としては、ドレッシングやマヨネーズ、エマルジョン燃料などが代表例です。

1-2.超音波は振動で乳化を行う

乳化は、水性と油性の物質をよくかき混ぜたり振ったりすることで、行うことができます。超音波による乳化を行う場合は、超音波振動を用いるのです。超音波振動を発生させる振動子という器具を乳化したい物質に入れ、超音波を照射することで短時間で物質の粒子を細分化し、乳化することができます。

1-3.超音波で乳化した物質は長時間分離しない

超音波で乳化すると、前述したように短時間で乳化できるだけなく、長時間分離しにくくなります。通常、乳化した物質は乳化剤を用いて安定させないと、短時間で分離してしまいますが、超音波を用いて分離した場合は乳化剤がなくてもある程度の時間は乳化した状態を保っていられるでしょう。

1-4.超音波乳化機はいろいろな場所で使われている

超音波を用いて乳化を行う機械を、超音波ホモジナイザーといいます。超音波ホモジナイザーは、食品・化粧品・インク・医薬品などを製造する工場で使われているほか、大学の研究室などでも使われていることも多いでしょう。

超音波を利用して乳化を行うことができるんですね。
はい。超音波を用いて乳化すると、長期間分離しないなどのメリットもあります。

2.超音波ホモジナイザーの特徴と導入方法

この項では、超音波ホモジナイザーの特徴や導入方法を紹介します。

2-1.超音波ホモジナイザーはコンパクトな製品が主流

ホモジナイザーには、高圧をかけて物質を押し出すことにより分散や乳化を行う高圧ホモジナイザーと、超音波ホモジナイザーがあります。超音波ホモジナイザーは、高圧ホモジナイザーに比べてコンパクトで、試験管やビーカーに入れた少量の物質も乳化可能です。そのため、大学の研究室などへの導入にもおすすめでしょう。また、超音波ホモジナイザーは、発振器と振動子の2つの機器からできていますが、振動子は異なる形やサイズのものを付け替えられる製品もあります。振動子を付け替えれば、試験管からビーカー、それ以上大きな容器まで、乳化が容易になるでしょう。

2-2.大型の超音波ホモジナイザーは高価

大型の超音波ホモジナイザーは、高圧ホモジナイザーに比べて高価です。ですから、工場など製品を大量生産する場所では、まだ導入が進んでいません。また、超音波ホモジナイザーの振動子は消耗品なので、定期的に交換が必要です。

2-3.超音波ホモジナイザーは10万円台~が相場

超音波ホモジナイザーは、10万円台~が相場です。振動子は数万円台~が相場となっています。また、超音波ホモジナイザーは中古も出回っていますが、長期間に頻繁に使うならば、新品がおすすめです。

2-4.導入はメーカーに相談する

ホモジナイザーを導入する際は、製造や販売しているメーカーに相談するのがおすすめです。メーカーによっては購入の相談に乗るだけでなく、アフターケアや買い替えの相談にも乗ってくれます。ホモジナイザーを購入する際は値段を一番に考えて決めるケースも多いですが、アフターケアの手厚い業者から購入すると、万が一の時も安心です。三丸機械工業では、主に高圧ホモジナイザーの製造・販売を行っています。超音波ホモジナイザーとの高圧ホモジナイザー、どちらを導入していいか迷っているという場合は、ぜひご相談ください。

超音波ホモジナイザーは小型のものが主流なんですね。
はい。そのため、大学の研究室などで主に使われています。

3.超音波による乳化に関するよくある質問

この項では、超音波による乳化に関する質問を紹介します。

Q.超音波でしか乳化できないものはあるのでしょうか?

A.いいえ。今のところほぼありませんが、超音波を使えばより高品質の製品ができるでしょう。

Q.高圧ホモジナイザーはどのような方法で乳化を行うのですか?

A.高圧ホモジナイザーは物質に高い圧力をかけて押し出すことで、乳化を行います。短時間で大量の物質を乳化や分散化するのに適した方法です。

Q.超音波ホモジナイザーは乳化以外に何ができますか?

A.分散化や分離を行える製品が一般的です。

Q.超音波で乳化した場合、どのくらいの時間もつものでしょうか?

A.物質によって異なります。乳化した状態を長く安定させたいなら、乳化剤が必要です。

Q.超音波ホモジナイザーの取り扱い方は簡単でしょうか?

A.はい。使い方を覚えれば誰でも取り扱えます。

まとめ

今回は、超音波による乳化の特徴や超音波ホモジナイザーについて紹介しました。超音波を用いて乳化すれば、短時間で高品質な乳化製品ができます。ですから、大学などの研究室のほか、食品や化粧品、医薬品などを作る工場で導入されているのです。


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