均質化技術で広く用いられている方式の一つが、 P. Willems教授によるローター・ステーター方式です。ローターとステーターの種類と回転数によって、分散結果が決まります。ローター・ステーター方式は、エマルションやサスペンション(懸濁液)を製造するあらゆる混合・均質化設備の心臓部です。
ローター・ステーター方式の仕組み
- 1吸引製品はローター・ステーターの中心部へ吸い込まれます。
- 2加速高速回転するローターが、遠心力によって製品を外側へ加速します。
- 3せん断製品は歯列リングで強く加速され、せん断ギャップでほぼ0まで減速されます。
- 4微細化高周波のせん断力により、最適な分散効果と乳化効果が得られます。
安定したエマルションには、液滴の総表面積をできるだけ大きくする必要があります。これは、非常に微細な液滴と適切な乳化剤によってのみ実現できます(例:O/W型またはW/O型エマルション)。
微細度を左右する要素:形状、せん断ギャップ、周速
エマルション、サスペンション、溶液、解砕のいずれの場合も、ホモジナイザーで得られる結果の微細度は次の3つの要素で決まります:
最適な分散効果を得るには、ローター・ステーターの形状設計が決定的に重要です。長年の経験に基づき、 SEEFRIED Verfahrenstechnik GmbH がお客様の用途に最適な分散システムを設計いたします。
発明者のノウハウを活かしたローター・ステーター技術
当社のローター・ステーター方式に関する知見は、家族の歴史に根ざしています。当社創業者André Seefriedの父であるErwin Seefriedは、1978年以来、ホモジナイザーに関する特許に発明者として名を連ねています。その内容には、ローター・ステーターの歯列構造、ラビリンス歯列を備えた分散ローター、ローター上の保護装置、ローターアイへの直接供給などが含まれます。現在、この経験をホモジナイザーの設計、最適化、修理に活かしています。特許一覧へ →
均質化技術に関するよくあるご質問
ローター・ステーター式ホモジナイザーはどのように機能しますか?
ローターは、歯列を持つステーターに沿って高速で回転します。製品は中心部から吸い込まれ、外側へ加速された後、歯列間のせん断ギャップで急激に減速されます。このとき生じるせん断力が液滴や粒子を微細化し、最適な分散・乳化効果をもたらします。
エマルションやサスペンションの微細度は何で決まりますか?
決め手となるのは、ローター・ステーターの形状(歯数と歯列数、歯間ギャップの大きさ)、せん断ギャップの大きさ、周速です。いずれも製品の粘度とデリケートさに合わせて調整します。
乳化と懸濁の違いは何ですか?
乳化では、油と水のように安定して混ざり合わない2つの液体を、多くの場合乳化剤を用いて持続的に混合します。懸濁では、不溶性の固形分を液体中に均一に分散させます。
最適なホモジナイザーの選定をサポートしてもらえますか?
はい。長年の経験に基づき、お客様の製品とプロセス要件に適したローター・ステーター方式を設計いたします。