出展のご案内

研究概要

旋回流膜乳化装置の開発

研究機関名

九州大学大学院・農学研究院・食料化学工学コース・食品製造工学研究室

http://bbs1.agr.kyushu-u.ac.jp/biosci-biotech/seizou/

代表者

下田 満哉

本研究の主旨

意義
液滴サイズの揃った単分散エマルションは、食品、化粧品、医薬品などの分野での新規活用が期待される。一方、単分散モノマー液滴は、単分散ビーズの原料となる。
従来技術とその問題点
単分散乳化が可能な方法として、ⅰ)クロスフロー膜乳化法、ⅱ)マイクロチャンネル乳化法があるが、乳化速度が遅く産業規模での乳化は困難であった。
従来の膜乳化装置(右図)
連続相を多孔質膜表面に平行に流すことにより、膜表面に形成される分散相液滴に界面活性剤を供給し、また、せん断力を与える。一方、膜表面における液滴の変形により生ずる過剰表面エネルギーの解放に起因する液滴接続部分の切断力により、単分散微細孔出口において単分散液滴を作り出す方法である。
旋回流膜乳化装置(左図)
連続相を多孔質膜に対して慣性力が生じる方法、すなわち円筒状多孔質膜内を高速旋回流として流すことにより、膜表面でのせん断力と界面活性剤の供給速度を飛躍的に高めることに成功した。
単分散エマルションの製造能力
0,000rpm程度の高速旋回流の利用により、多孔質膜の平均口径の2~5倍程度の液滴サイズの単分散エマルションを膜面積当たりの分散相供給速度0.2~50 m3 m-2 h-1での生産に成功した。これは手の平サイズ(ポンプを除く)で、連続相3kg⁄min、分散相1kg⁄minの単分散エマルション(4kg⁄min)の製造に相当する。
本法は高速・高性能マイクロリアクターとしても画期的である。
装置図

Fig.1 装置図