溶解装置の運転方法
【課題】溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるようにした溶解装置を提供すること。
【解決手段】吸入部１１から溶質及び溶媒を一次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプ１Ａと、吸入部１１から第１の溶解ポンプ１Ａの排出流路２５から排出された溶解液を二次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプ１Ｂとから構成する。
【解決手段】吸入部１１から溶質及び溶媒を一次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプ１Ａと、吸入部１１から第１の溶解ポンプ１Ａの排出流路２５から排出された溶解液を二次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプ１Ｂとから構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶解装置に関するものであって、特に、溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるようにした溶解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶質（例えば、粉体）に溶媒（例えば、液体）を溶解（拡散を含む。以下、同じ。）する溶解装置として、回転翼を回転させて、吸入部から溶質及び溶媒を原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する溶解ポンプを備えた溶解装置が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８１０１７号公報
【特許文献２】特開２００７−２１６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の溶解装置では、導入室に吸入する原料、具体的には、溶質である粉体と共に気体（粉体の粒子間に存在する気体を含む。）を吸引してしまうことによって、溶解ポンプの効率が低下するとともに、特に、溶解液の粘度が高い場合には、溶解液中に微小気泡が残存し、溶解液の品質が低下するという問題があった。
また、吸入部に循環させる溶解液中に微小気泡が存在することによって、溶解ポンプの効率が低下し、特に、溶質が澱粉や高吸水性ポリマ（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））のように吸水してゲル化するような難溶解の物質の場合には、ミクロゲルのような半溶解状態の物質が残存し、溶解液の品質が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の溶解装置が有する問題点に鑑み、溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるようにすることによって、高品質の溶解液を得ることができる溶解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の溶解装置は、回転翼を回転させて、吸入部から溶質及び溶媒を一次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプと、回転翼を回転させて、吸入部から前記第１の溶解ポンプの排出流路から排出された溶解液を二次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプとからなることを特徴とする。
この溶解装置は、第１の溶解ポンプの吸入部から溶質及び溶媒を一次原料として導入室に吸入して一次溶解を行った後、第２の溶解ポンプの吸入部から第１の溶解ポンプの排出流路から排出された溶解液を二次原料として導入室に吸入して二次溶解を行うことにより
、第２の溶解ポンプによる二次溶解において、気体の吸引をなくすことができる。
【０００７】
この場合において、絞り流路を、回転翼と導入室の間に配設したステータに形成した透孔によって構成することができる。
【０００８】
また、第１の溶解ポンプ及び第２の溶解ポンプの吐出部に、比重によって溶解液を循環流路と排出流路とに分離して供給する分離手段を設けることができる。
この分離手段は、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路に、それぞれ分離して供給することができる。
【０００９】
そして、第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプは、１台の溶解ポンプで構成したり、個別の溶解ポンプで構成することができる。
【００１０】
ここで、１台の溶解ポンプで構成する場合には、溶解ポンプの吸入部に溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止する閉止手段と、一次溶解を行った溶解液を貯留する貯留手段とを備え、該貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプの導入室に吸入するようにする。
この溶解装置は、溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入しながら行う一次溶解と、閉止手段によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプに、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として吸入しながら行う二次溶解を、１台の溶解ポンプで、それぞれバッチ式で行うものである。
【００１１】
この場合において、一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、前記吸入部における前記溶媒の供給部に供給するように構成することができる。
【００１２】
また、個別の溶解ポンプで構成する場合には、第１の溶解ポンプの排出流路と第２の溶解ポンプの吸入部とを接続流路を介して接続するようにする。
ここで、第２の溶解ポンプは、１台の溶解ポンプで構成するほか、２台又はそれ以上の台数で構成することもでき、接続方式も、直列接続のほか、並列接続を併用することもできる。
この溶解装置は、一次溶解と二次溶解を連続式で行うものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の溶解装置によれば、第２の溶解ポンプにおいて、気体の吸引をなくした状態で二次溶解を行うことができることによって、溶解ポンプの効率を向上することができ、導入室を高真空状態にして、絞り流路を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させるとともに、溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができる。
また、吸入部に循環させる溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができることによって、溶解ポンプの効率を一層向上することができ、溶質が難溶解物質の場合でも、半溶解状態の物質を完全に溶解させることができる。
これにより、溶解液中に微小気泡や半溶解状態の物質が残存しない高品質の溶解液を得ることができる。
【００１４】
また、絞り流路を、回転翼と導入室の間に配設したステータに形成した透孔によって構成することにより、一次原料及び二次原料並びに循環する溶解液に対して、透孔を通過する際に、回転翼によって剪断力を作用させることができ、これによって、溶解を一層促進させることができる。
【００１５】
また、前記循環路の入口に比重によって溶解された被溶解物質を循環路と排出路とに分離して供給する分離手段を設けることにより、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を選択的に循環流路に循環させることができ、完全に溶解していない溶解液成分が排出流路から排出されることを防止するとともに、装置の運転効率を向上することができる。
【００１６】
また、第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを１台の溶解ポンプで構成することにより、装置のコストを低減できるとともに、装置の設置スペースを小さくすることができ、さらに、装置、特に、溶解ポンプの洗浄やメンテナンス作業を簡単に行うことができる。
【００１７】
また、一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、前記吸入部における前記溶媒の供給部に供給するように構成することにより、溶解ポンプに二次原料の供給部を別途設ける必要がなく、溶解ポンプの構造を簡略化することができる。
【００１８】
また、第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを個別の溶解ポンプで構成することにより、連続して溶解運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の溶解装置の第１実施例を示す概略図である。
【図２】同溶解装置に使用する溶解ポンプの断面図である。
【図３】ステータの説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は透孔の説明図である。
【図４】同溶解装置に使用する溶質供給機構及び分離手段を示し、（ａ）は溶質供給機構の断面図、（ｂ）は分離手段の断面図である。
【図５】本発明の溶解装置の第２実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の溶解装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１〜図４に、本発明の溶解装置の第１実施例を示す。
この溶解装置Ａは、回転翼１３Ａを回転させて、吸入部１１から溶質及び溶媒を一次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から溶解液を吐出させるとともに、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプ１Ａと、回転翼１３Ａを回転させて、吸入部１１から第１の溶解ポンプ１Ａの排出流路２５から排出された溶解液を二次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から溶解液を吐出させるとともに、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプ１Ｂとから構成するようにしている。
【００２２】
ところで、本実施例においては、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂを１台の溶解ポンプ１で構成するようにしているが、このため、図１に示すように、溶解ポンプ１の吸入部１１に溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止する閉止手段６と、一次溶解を行った溶解液を貯留する貯留手段７とを備え、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段６によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプ１Ａの導入室に吸入するようにしている。
これにより、この溶解装置Ａは、溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入しながら行う一
次溶解と、閉止手段６によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプ１に、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として吸入しながら行う二次溶解を、１台の溶解ポンプ１で、それぞれバッチ式で行うことができるようにしている。
【００２３】
溶解ポンプ１には、溶解ポンプ１に対して溶質を供給する溶質供給機構３と、溶媒を供給する溶媒供給機構４とを配設し、ミキシングノズル５に溶媒供給機構４から溶媒を旋回させながら供給することによって、溶質及び溶媒の初期混合を行った後、溶解ポンプ１の吸入部１１から吸入するようにして、溶質及び溶媒からなる一次原料の溶解ポンプ１への供給を円滑に行うことができるようにしている。
【００２４】
溶質供給機構３は、溶質としての粉体を、所定量ずつ溶解ポンプ１に供給するもので、本実施例においては、ケーシング３０内に回転可能に配設した計量回転体３４と、計量回転体３４を回転駆動する駆動機構Ｍ’とから構成するようにしている。
そして、この溶質供給機構３は、溶質排出口３２から作用する吸引力によって、溶質供給口３１よりも低圧に維持される膨張室３３が形成されるとともに、計量回転体３４の回転に伴って、各溶質収容室３４ａの状態が正圧状態と負圧状態とに変化するように構成されている。
また、溶質収容室３４ａは、計量回転体３４の外周面及び中心部において開口するように構成し、計量回転体３４の外周面側の開口は、溶質供給口３１と連通する溶質供給口開放状態及び膨張室３３と連通する膨張室開放状態以外ではケーシング３０によって閉鎖されるとともに、計量回転体３４の中心部側の開口は、密閉状態（溶質供給口３１及び膨張室３３と連通しない状態）及び溶質供給口開放状態において閉鎖されるように計量回転体３４の中心部に開口閉鎖部材３５を偏在させてケーシング１０に固定して配設するようにしている。
また、溶質収容室３４ａが計量回転体３４の外周面及び中心部において開口するように、計量回転体３４を、駆動機構Ｍ’の駆動軸に配設した円盤部材３４ｃに、この円盤部材３４ｃの中心部を除いて放射状に複数枚（本実施例においては、８枚。）の板状の隔壁３４ｂを等間隔に取り付けることによって、周方向に等間隔に溶質収容室３４ａを区画、形成するようにしている。
なお、溶質としての粉体の供給量は、計量回転体３４を回転駆動する駆動機構Ｍ’による計量回転体３４の回転数を変化させることによって調節することができる。
そして、この溶質供給機構３は、溶質収容室３４ａ等に粉体が付着、堆積することがなく、粉体の流量を安定させて、粉体を所定量ずつ連続して供給することができる。
【００２５】
溶媒供給機構４は、流量計を備え、溶媒としての液体を、所定量ずつ溶解ポンプ１に供給するものである。
【００２６】
溶解ポンプ１は、一次原料及び二次原料並びに循環する溶解液の吸引及び溶解を１台の溶解ポンプで行うことができるものである限りにおいて、その構成は特に限定されるものではないが、本実施例においては、図２〜図３に示すように、円筒状のケーシング１０の内部に駆動機構Ｍの駆動軸に取り付けたロータ１３の外周部に複数の回転翼１３Ａを突設し、ロータ１３を回転させることによって、吸入部１１から溶質及び溶媒を一次原料として導入室１５に吸入して攪拌し、吐出部１２から溶解液を吐出させるように構成している。
【００２７】
この場合において、ケーシング１０は、円筒状のケーシング本体１０Ａと、ケーシング本体１０Ａの前側（図２において左側）及び後側（図２において右側）に配設された前面ケーシング１０Ｂ及び後面ケーシング１０Ｃとを備え、ケーシング本体１０Ａには攪拌して溶解した溶解液を吐出する吐出部１２が設けられている。
前面ケーシング１０Ｂには、回転翼１３Ａと導入室１５との間に位置するように円筒状
のステータ１４Ａを配設し、絞り流路Ｓを、このステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ、Ｓｂによって構成するようにしている。
なお、絞り流路Ｓは、透孔のほか、スリットやノズルによって構成することもできる。
【００２８】
なお、必要に応じて、回転翼１３Ａの外周側に、絞り流路Ｓとして透孔（本実施例においては、スリット状の長孔）を形成したステータ１４Ｂを配設することができる。
これにより、溶解液に対して、透孔を通過する際に、回転翼によって剪断力を作用させることができ、溶解を促進させることができる。
【００２９】
また、回転翼１３Ａの内側のさらにステータ１４Ａの内側には、濾斗状の仕切板１６が複数のボス１６ａを介してロータ１３に固定されている。
この仕切板１６は、吸入部１１の一方の吸入部１１Ａから、ミキシングノズル５において初期混合を行った溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入する溶質及び溶媒が導入される導入室１５Ａ（この導入室１５Ａには、二次溶解の際には、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液が二次原料として導入される。）と、吐出部１２から吐出された溶解液の一部が、他方の吸入部１１Ｂを介して循環し、導入される導入室１５Ｂとを区画するもので、この仕切板１６とケーシング１０との摺動部は、階段状のラビリンス構造となっており、導入室１５Ａへの一次原料の吸入を円滑に行うことができるようにしている。
【００３０】
ここで、導入室１５を、導入室１５Ａと導入室１５Ｂとに区画して形成するようにしたため、本実施例においては、図３に示すように、ステータ１４Ａに形成する透孔Ｓａ、Ｓｂの形状を、導入室１５Ａに対向する透孔Ｓａを一次原料が詰まりにくい円形に、導入室１５Ｂに対向する透孔Ｓｂを溶解液に対して回転翼による剪断力が作用しやすい長円形に設定するようにしている。
ここで、透孔Ｓａ、Ｓｂの形状は、一次原料及び二次原料並びに循環する溶解液の性状等に応じて任意に設定することができ、例えば、後述の第２実施例のように、一次溶解を行う第１の溶解ポンプ１Ａと二次溶解を行う第２の溶解ポンプ１Ｂを個別の溶解ポンプで構成するような場合には、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂとで、ステータ１４Ａに形成する透孔Ｓａ、Ｓｂの形状を異なるようにすることもできる。
【００３１】
溶解ポンプ１の吐出部１２には、比重によって溶解液を循環流路２６と排出流路２５とに分離して供給する分離手段２を設けるようにしている。
この分離手段２は、本実施例においては、溶解ポンプ１の吐出部１２に連なる導入パイプ２１を円筒状容器２０の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器２０の上部に排出流路２５と連なる排出口２２を備えるとともに、下部に循環流路２６と連なる循環口２３を備え、導入パイプ２１の吐出端に、導入パイプ２１から吐出される溶解液の流れを旋回させる捻り板２４を配設して構成している。
なお、捻り板２４に代えて、又は捻り板２４と共に、導入パイプ２１の吐出端の上部に、導入パイプ２１から吐出される溶解液を攪拌する攪拌羽根を配設することもできる。
この分離手段２を設けることによって、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路２６に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路２５に、それぞれ分離して供給することができ、完全に溶解していない溶解液成分が排出流路２５から排出されることを防止するとともに、装置の運転効率を向上することができる。
【００３２】
閉止手段６は、溶解ポンプ１の吸入部１１への溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を選択的に閉止することができるようにするもので、本実施例においては、流路の内径と略同径の通過孔を形成した仕切板をシリンダの先端に配設し、仕切板を流路に対して直交して移動させるシャッタバルブを用いるようにしている。
【００３３】
閉止手段６は、溶解ポンプ１の吸入部１１への溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を
選択的に閉止することができるようにする限りにおいて任意の箇所に配設することができるが、本実施例においては、溶質供給機構３とミキシングノズル５との間にシャッタバルブを配設し、溶媒の溶解ポンプ１の吸入部１１への吸入の閉止は、溶媒の供給路４０に配設した開閉弁４１によって行うようにしている。
そして、本実施例においては、一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、溶媒の供給路である供給路４０に供給するように構成するようにしている。
これにより、溶解ポンプ１に二次原料の供給部を別途設ける必要がなく、溶解ポンプ１の構造を簡略化することができる。
【００３４】
貯留手段７は、一次溶解が行われ、分離手段２の排出口２２から排出された溶解液を、排出流路２５を介して貯留するためのもので、タンク、ホッパ等の任意の形式の貯留手段を用いることができる。
そして、本実施例において、貯留手段７には、タンク７０を使用し、タンク７０の上部に形成した導入口７１に排出流路２５を接続するとともに、下部に形成した排出口７２に二次原料流路４４を接続し、二次原料流路４４を溶媒の供給部である供給路４０に開閉弁４２を介して接続するようにしている。
また、タンク７０には、駆動機構７４によって回転駆動される攪拌翼７３を配設し、内部に貯留した溶解液の攪拌を行うことができるようにしている。
また、タンク７０には、必要に応じて、大気開放弁（図示省略）を配設し、溶解液中に含まれる気泡の脱気を行うようにすることができる。
【００３５】
この溶解装置Ａは、溶質供給機構３及び溶媒供給機構４から溶質及び溶媒を一次原料として溶解ポンプ１に供給しながら溶解ポンプ１の運転を開始する。
溶質及び溶媒は、ミキシングノズル５において、初期混合を行った後、溶解ポンプ１の吸入部１１Ａから導入室１５Ａに導入される。
そして、回転翼１３Ａの内側と外側とに配設されたステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過することによって、剪断作用を受けながら攪拌、溶解され、吐出部１２から吐出される。
【００３６】
吐出部１２から吐出された溶解液は、分離手段２により、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分は、循環流路２６を介して、溶解ポンプ１の吸入部１１Ｂから導入室１５Ｂに導入され、ステータ１４Ａに形成した透孔Ｓｂ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過することによって、剪断作用を受けながら攪拌、溶解され、吐出部１２から吐出され、一方、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分は、排出流路２５を介して、貯留手段７としてのタンク７０に貯留される。
【００３７】
そして、所定量の一次原料の供給がなされたとき、閉止手段６によって、溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止し、一次溶解を終了するとともに、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段６によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプ１の吸入部１１Ａから導入室１５Ａに導入し、一次溶解と同様に溶解ポンプ１を運転することにより、二次溶解を行う。
【００３８】
この二次溶解においては、一次原料の吸入を閉止し、気体の吸引をなくした状態で溶解ポンプ１が運転されることによって、溶解ポンプ１の効率を向上することができ、導入室１５Ａ、１５Ｂを高真空状態にして、絞り流路Ｓとしてのステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させるとともに、溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができるものとなる。
また、吸入部１１Ｂに循環させる溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることが
できることによって、溶解ポンプ１の効率を一層向上することができ、溶質が難溶解物質の場合でも、半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるものとなる。
【００３９】
なお、本実施例においては、二次溶解を行った溶解液は、排出流路２５を介して、貯留手段７としてのタンク７０に一旦戻すようにし、さらに、必要に応じて、溶解ポンプ１への循環を繰り返した後、開閉弁４２、４３を開閉操作することによって、次工程Ｎに送られる。
これにより、溶解液中に微小気泡や半溶解状態の物質が残存しない高品質の溶解液を得ることができる。
【実施例２】
【００４０】
図５に、本発明の溶解装置の第２実施例を示す。
この溶解装置Ｂは、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂを個別に構成し、第１の溶解ポンプ１Ａの排出流路２５と第２の溶解ポンプ１Ｂの吸入部１１とを接続流路２７を介して接続するようにしている。
これにより、この溶解装置Ｂは、溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入しながら行う一次溶解と、一次溶解を行った溶解液を二次原料として吸入しながら行う二次溶解を、連続して行うことができるようにしている。
ここで、第１の溶解ポンプ１Ａ及び第２の溶解ポンプ１Ｂの構成は、上記第１実施例の溶解装置Ａの溶解ポンプ１と、一次原料の吸入を閉止する閉止手段６等を必ずしも必要としない点を除き、基本的に同様である。
【００４１】
そして、本実施例においては、第１の溶解ポンプ１Ａを、１台の溶解ポンプ１Ａで、第２の溶解ポンプ１Ｂを、２台の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂで構成し（ここで、溶解ポンプ１Ｂｂは、一次溶解及び二次溶解を行った溶解液を原料としている。）、３台の溶解ポンプ１Ａ、１Ｂａ、１Ｂｂを直列に接続した例を示すが、溶解ポンプの数や接続方式（直列接続のほか、並列接続を併用することもできる。）は、一次原料及び二次原料の性状等に応じて任意に設定することができる。
【００４２】
ここで、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂａを接続する接続流路２７及び第２の溶解ポンプ１Ｂａと第２の溶解ポンプ１Ｂｂを接続する接続流路２７ａには、貯留手段８を介在させるようにしている。
貯留手段８は、溶解液を一時貯留するためのもので、タンク、ホッパ等の任意の形式の貯留手段を用いることができる。
貯留手段８は、貯留した溶解液の量を計測するレベル計８１を備え、レベル計８１からのレベル信号によって開閉弁８２を開閉操作して、第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂに、二次原料としての溶解液を供給するようにしている。
また、貯留手段８には、必要に応じて、大気開放弁（図示省略）を配設し、溶解液中に含まれる気泡の脱気を行うようにすることができる。
【００４３】
この溶解装置Ｂは、第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂを運転することにより行う二次溶解において、気体の吸引をなくした状態で第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂが運転されることによって、第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂの効率を向上することができ、導入室１５Ａ、１５Ｂを高真空状態にして、絞り流路Ｓとしてのステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させるとともに、溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができるものとなる。
また、吸入部１１Ｂに循環させる溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができることによって、溶解ポンプ１の効率を一層向上することができ、溶質が難溶解物質の場合でも、半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるものとなる。
【００４４】
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。
【００４５】
以上、本発明の溶解装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の溶解装置は、溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるという特性を有していることから、溶質が難溶解物質の場合を含む溶解の用途に好適に用いることができることから、適用技術分野も、食品や薬品の技術分野に加え、化学、建設等の技術分野で用いられる溶解装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 溶解ポンプ
１Ａ 第１の溶解ポンプ
１Ｂ 第２の溶解ポンプ
１Ｂａ 第２の溶解ポンプ
１Ｂｂ 第２の溶解ポンプ
１０ ケーシング
１１ 吸入部
１２ 吐出部
１３ ロータ
１３Ａ 回転翼
１４Ａ ステータ
１４Ｂ ステータ
１５ 導入室
２ 分離手段
２５ 排出流路
２６ 循環流路
２７ 接続流路
３ 溶質供給機構
４ 溶媒供給機構
４０ 供給路
４４ 二次原料流路
６ 閉止手段
７ 貯留手段
Ａ 溶解装置
Ｂ 溶解装置
Ｓ 絞り流路
Ｓａ 透孔
Ｓｂ 透孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶解装置に関するものであって、特に、溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるようにした溶解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶質（例えば、粉体）に溶媒（例えば、液体）を溶解（拡散を含む。以下、同じ。）する溶解装置として、回転翼を回転させて、吸入部から溶質及び溶媒を原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する溶解ポンプを備えた溶解装置が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８１０１７号公報
【特許文献２】特開２００７−２１６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の溶解装置では、導入室に吸入する原料、具体的には、溶質である粉体と共に気体（粉体の粒子間に存在する気体を含む。）を吸引してしまうことによって、溶解ポンプの効率が低下するとともに、特に、溶解液の粘度が高い場合には、溶解液中に微小気泡が残存し、溶解液の品質が低下するという問題があった。
また、吸入部に循環させる溶解液中に微小気泡が存在することによって、溶解ポンプの効率が低下し、特に、溶質が澱粉や高吸水性ポリマ（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））のように吸水してゲル化するような難溶解の物質の場合には、ミクロゲルのような半溶解状態の物質が残存し、溶解液の品質が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の溶解装置が有する問題点に鑑み、溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるようにすることによって、高品質の溶解液を得ることができる溶解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の溶解装置は、回転翼を回転させて、吸入部から溶質及び溶媒を一次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプと、回転翼を回転させて、吸入部から前記第１の溶解ポンプの排出流路から排出された溶解液を二次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプとからなることを特徴とする。
この溶解装置は、第１の溶解ポンプの吸入部から溶質及び溶媒を一次原料として導入室に吸入して一次溶解を行った後、第２の溶解ポンプの吸入部から第１の溶解ポンプの排出流路から排出された溶解液を二次原料として導入室に吸入して二次溶解を行うことにより
、第２の溶解ポンプによる二次溶解において、気体の吸引をなくすことができる。
【０００７】
この場合において、絞り流路を、回転翼と導入室の間に配設したステータに形成した透孔によって構成することができる。
【０００８】
また、第１の溶解ポンプ及び第２の溶解ポンプの吐出部に、比重によって溶解液を循環流路と排出流路とに分離して供給する分離手段を設けることができる。
この分離手段は、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路に、それぞれ分離して供給することができる。
【０００９】
そして、第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプは、１台の溶解ポンプで構成したり、個別の溶解ポンプで構成することができる。
【００１０】
ここで、１台の溶解ポンプで構成する場合には、溶解ポンプの吸入部に溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止する閉止手段と、一次溶解を行った溶解液を貯留する貯留手段とを備え、該貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプの導入室に吸入するようにする。
この溶解装置は、溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入しながら行う一次溶解と、閉止手段によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプに、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として吸入しながら行う二次溶解を、１台の溶解ポンプで、それぞれバッチ式で行うものである。
【００１１】
この場合において、一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、前記吸入部における前記溶媒の供給部に供給するように構成することができる。
【００１２】
また、個別の溶解ポンプで構成する場合には、第１の溶解ポンプの排出流路と第２の溶解ポンプの吸入部とを接続流路を介して接続するようにする。
ここで、第２の溶解ポンプは、１台の溶解ポンプで構成するほか、２台又はそれ以上の台数で構成することもでき、接続方式も、直列接続のほか、並列接続を併用することもできる。
この溶解装置は、一次溶解と二次溶解を連続式で行うものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の溶解装置によれば、第２の溶解ポンプにおいて、気体の吸引をなくした状態で二次溶解を行うことができることによって、溶解ポンプの効率を向上することができ、導入室を高真空状態にして、絞り流路を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させるとともに、溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができる。
また、吸入部に循環させる溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができることによって、溶解ポンプの効率を一層向上することができ、溶質が難溶解物質の場合でも、半溶解状態の物質を完全に溶解させることができる。
これにより、溶解液中に微小気泡や半溶解状態の物質が残存しない高品質の溶解液を得ることができる。
【００１４】
また、絞り流路を、回転翼と導入室の間に配設したステータに形成した透孔によって構成することにより、一次原料及び二次原料並びに循環する溶解液に対して、透孔を通過する際に、回転翼によって剪断力を作用させることができ、これによって、溶解を一層促進させることができる。
【００１５】
また、前記循環路の入口に比重によって溶解された被溶解物質を循環路と排出路とに分離して供給する分離手段を設けることにより、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を選択的に循環流路に循環させることができ、完全に溶解していない溶解液成分が排出流路から排出されることを防止するとともに、装置の運転効率を向上することができる。
【００１６】
また、第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを１台の溶解ポンプで構成することにより、装置のコストを低減できるとともに、装置の設置スペースを小さくすることができ、さらに、装置、特に、溶解ポンプの洗浄やメンテナンス作業を簡単に行うことができる。
【００１７】
また、一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、前記吸入部における前記溶媒の供給部に供給するように構成することにより、溶解ポンプに二次原料の供給部を別途設ける必要がなく、溶解ポンプの構造を簡略化することができる。
【００１８】
また、第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを個別の溶解ポンプで構成することにより、連続して溶解運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の溶解装置の第１実施例を示す概略図である。
【図２】同溶解装置に使用する溶解ポンプの断面図である。
【図３】ステータの説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は透孔の説明図である。
【図４】同溶解装置に使用する溶質供給機構及び分離手段を示し、（ａ）は溶質供給機構の断面図、（ｂ）は分離手段の断面図である。
【図５】本発明の溶解装置の第２実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の溶解装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１〜図４に、本発明の溶解装置の第１実施例を示す。
この溶解装置Ａは、回転翼１３Ａを回転させて、吸入部１１から溶質及び溶媒を一次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から溶解液を吐出させるとともに、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプ１Ａと、回転翼１３Ａを回転させて、吸入部１１から第１の溶解ポンプ１Ａの排出流路２５から排出された溶解液を二次原料として導入室１５に吸入して、絞り流路Ｓを通過させ、回転翼１３Ａによって攪拌して、吐出部１２から溶解液を吐出させるとともに、吐出部１２から吐出された溶解液の一部を吸入部１１に循環させる循環流路２６及び排出流路２５を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプ１Ｂとから構成するようにしている。
【００２２】
ところで、本実施例においては、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂを１台の溶解ポンプ１で構成するようにしているが、このため、図１に示すように、溶解ポンプ１の吸入部１１に溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止する閉止手段６と、一次溶解を行った溶解液を貯留する貯留手段７とを備え、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段６によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプ１Ａの導入室に吸入するようにしている。
これにより、この溶解装置Ａは、溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入しながら行う一
次溶解と、閉止手段６によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプ１に、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として吸入しながら行う二次溶解を、１台の溶解ポンプ１で、それぞれバッチ式で行うことができるようにしている。
【００２３】
溶解ポンプ１には、溶解ポンプ１に対して溶質を供給する溶質供給機構３と、溶媒を供給する溶媒供給機構４とを配設し、ミキシングノズル５に溶媒供給機構４から溶媒を旋回させながら供給することによって、溶質及び溶媒の初期混合を行った後、溶解ポンプ１の吸入部１１から吸入するようにして、溶質及び溶媒からなる一次原料の溶解ポンプ１への供給を円滑に行うことができるようにしている。
【００２４】
溶質供給機構３は、溶質としての粉体を、所定量ずつ溶解ポンプ１に供給するもので、本実施例においては、ケーシング３０内に回転可能に配設した計量回転体３４と、計量回転体３４を回転駆動する駆動機構Ｍ’とから構成するようにしている。
そして、この溶質供給機構３は、溶質排出口３２から作用する吸引力によって、溶質供給口３１よりも低圧に維持される膨張室３３が形成されるとともに、計量回転体３４の回転に伴って、各溶質収容室３４ａの状態が正圧状態と負圧状態とに変化するように構成されている。
また、溶質収容室３４ａは、計量回転体３４の外周面及び中心部において開口するように構成し、計量回転体３４の外周面側の開口は、溶質供給口３１と連通する溶質供給口開放状態及び膨張室３３と連通する膨張室開放状態以外ではケーシング３０によって閉鎖されるとともに、計量回転体３４の中心部側の開口は、密閉状態（溶質供給口３１及び膨張室３３と連通しない状態）及び溶質供給口開放状態において閉鎖されるように計量回転体３４の中心部に開口閉鎖部材３５を偏在させてケーシング１０に固定して配設するようにしている。
また、溶質収容室３４ａが計量回転体３４の外周面及び中心部において開口するように、計量回転体３４を、駆動機構Ｍ’の駆動軸に配設した円盤部材３４ｃに、この円盤部材３４ｃの中心部を除いて放射状に複数枚（本実施例においては、８枚。）の板状の隔壁３４ｂを等間隔に取り付けることによって、周方向に等間隔に溶質収容室３４ａを区画、形成するようにしている。
なお、溶質としての粉体の供給量は、計量回転体３４を回転駆動する駆動機構Ｍ’による計量回転体３４の回転数を変化させることによって調節することができる。
そして、この溶質供給機構３は、溶質収容室３４ａ等に粉体が付着、堆積することがなく、粉体の流量を安定させて、粉体を所定量ずつ連続して供給することができる。
【００２５】
溶媒供給機構４は、流量計を備え、溶媒としての液体を、所定量ずつ溶解ポンプ１に供給するものである。
【００２６】
溶解ポンプ１は、一次原料及び二次原料並びに循環する溶解液の吸引及び溶解を１台の溶解ポンプで行うことができるものである限りにおいて、その構成は特に限定されるものではないが、本実施例においては、図２〜図３に示すように、円筒状のケーシング１０の内部に駆動機構Ｍの駆動軸に取り付けたロータ１３の外周部に複数の回転翼１３Ａを突設し、ロータ１３を回転させることによって、吸入部１１から溶質及び溶媒を一次原料として導入室１５に吸入して攪拌し、吐出部１２から溶解液を吐出させるように構成している。
【００２７】
この場合において、ケーシング１０は、円筒状のケーシング本体１０Ａと、ケーシング本体１０Ａの前側（図２において左側）及び後側（図２において右側）に配設された前面ケーシング１０Ｂ及び後面ケーシング１０Ｃとを備え、ケーシング本体１０Ａには攪拌して溶解した溶解液を吐出する吐出部１２が設けられている。
前面ケーシング１０Ｂには、回転翼１３Ａと導入室１５との間に位置するように円筒状
のステータ１４Ａを配設し、絞り流路Ｓを、このステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ、Ｓｂによって構成するようにしている。
なお、絞り流路Ｓは、透孔のほか、スリットやノズルによって構成することもできる。
【００２８】
なお、必要に応じて、回転翼１３Ａの外周側に、絞り流路Ｓとして透孔（本実施例においては、スリット状の長孔）を形成したステータ１４Ｂを配設することができる。
これにより、溶解液に対して、透孔を通過する際に、回転翼によって剪断力を作用させることができ、溶解を促進させることができる。
【００２９】
また、回転翼１３Ａの内側のさらにステータ１４Ａの内側には、濾斗状の仕切板１６が複数のボス１６ａを介してロータ１３に固定されている。
この仕切板１６は、吸入部１１の一方の吸入部１１Ａから、ミキシングノズル５において初期混合を行った溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入する溶質及び溶媒が導入される導入室１５Ａ（この導入室１５Ａには、二次溶解の際には、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液が二次原料として導入される。）と、吐出部１２から吐出された溶解液の一部が、他方の吸入部１１Ｂを介して循環し、導入される導入室１５Ｂとを区画するもので、この仕切板１６とケーシング１０との摺動部は、階段状のラビリンス構造となっており、導入室１５Ａへの一次原料の吸入を円滑に行うことができるようにしている。
【００３０】
ここで、導入室１５を、導入室１５Ａと導入室１５Ｂとに区画して形成するようにしたため、本実施例においては、図３に示すように、ステータ１４Ａに形成する透孔Ｓａ、Ｓｂの形状を、導入室１５Ａに対向する透孔Ｓａを一次原料が詰まりにくい円形に、導入室１５Ｂに対向する透孔Ｓｂを溶解液に対して回転翼による剪断力が作用しやすい長円形に設定するようにしている。
ここで、透孔Ｓａ、Ｓｂの形状は、一次原料及び二次原料並びに循環する溶解液の性状等に応じて任意に設定することができ、例えば、後述の第２実施例のように、一次溶解を行う第１の溶解ポンプ１Ａと二次溶解を行う第２の溶解ポンプ１Ｂを個別の溶解ポンプで構成するような場合には、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂとで、ステータ１４Ａに形成する透孔Ｓａ、Ｓｂの形状を異なるようにすることもできる。
【００３１】
溶解ポンプ１の吐出部１２には、比重によって溶解液を循環流路２６と排出流路２５とに分離して供給する分離手段２を設けるようにしている。
この分離手段２は、本実施例においては、溶解ポンプ１の吐出部１２に連なる導入パイプ２１を円筒状容器２０の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器２０の上部に排出流路２５と連なる排出口２２を備えるとともに、下部に循環流路２６と連なる循環口２３を備え、導入パイプ２１の吐出端に、導入パイプ２１から吐出される溶解液の流れを旋回させる捻り板２４を配設して構成している。
なお、捻り板２４に代えて、又は捻り板２４と共に、導入パイプ２１の吐出端の上部に、導入パイプ２１から吐出される溶解液を攪拌する攪拌羽根を配設することもできる。
この分離手段２を設けることによって、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路２６に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路２５に、それぞれ分離して供給することができ、完全に溶解していない溶解液成分が排出流路２５から排出されることを防止するとともに、装置の運転効率を向上することができる。
【００３２】
閉止手段６は、溶解ポンプ１の吸入部１１への溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を選択的に閉止することができるようにするもので、本実施例においては、流路の内径と略同径の通過孔を形成した仕切板をシリンダの先端に配設し、仕切板を流路に対して直交して移動させるシャッタバルブを用いるようにしている。
【００３３】
閉止手段６は、溶解ポンプ１の吸入部１１への溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を
選択的に閉止することができるようにする限りにおいて任意の箇所に配設することができるが、本実施例においては、溶質供給機構３とミキシングノズル５との間にシャッタバルブを配設し、溶媒の溶解ポンプ１の吸入部１１への吸入の閉止は、溶媒の供給路４０に配設した開閉弁４１によって行うようにしている。
そして、本実施例においては、一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、溶媒の供給路である供給路４０に供給するように構成するようにしている。
これにより、溶解ポンプ１に二次原料の供給部を別途設ける必要がなく、溶解ポンプ１の構造を簡略化することができる。
【００３４】
貯留手段７は、一次溶解が行われ、分離手段２の排出口２２から排出された溶解液を、排出流路２５を介して貯留するためのもので、タンク、ホッパ等の任意の形式の貯留手段を用いることができる。
そして、本実施例において、貯留手段７には、タンク７０を使用し、タンク７０の上部に形成した導入口７１に排出流路２５を接続するとともに、下部に形成した排出口７２に二次原料流路４４を接続し、二次原料流路４４を溶媒の供給部である供給路４０に開閉弁４２を介して接続するようにしている。
また、タンク７０には、駆動機構７４によって回転駆動される攪拌翼７３を配設し、内部に貯留した溶解液の攪拌を行うことができるようにしている。
また、タンク７０には、必要に応じて、大気開放弁（図示省略）を配設し、溶解液中に含まれる気泡の脱気を行うようにすることができる。
【００３５】
この溶解装置Ａは、溶質供給機構３及び溶媒供給機構４から溶質及び溶媒を一次原料として溶解ポンプ１に供給しながら溶解ポンプ１の運転を開始する。
溶質及び溶媒は、ミキシングノズル５において、初期混合を行った後、溶解ポンプ１の吸入部１１Ａから導入室１５Ａに導入される。
そして、回転翼１３Ａの内側と外側とに配設されたステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過することによって、剪断作用を受けながら攪拌、溶解され、吐出部１２から吐出される。
【００３６】
吐出部１２から吐出された溶解液は、分離手段２により、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分は、循環流路２６を介して、溶解ポンプ１の吸入部１１Ｂから導入室１５Ｂに導入され、ステータ１４Ａに形成した透孔Ｓｂ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過することによって、剪断作用を受けながら攪拌、溶解され、吐出部１２から吐出され、一方、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分は、排出流路２５を介して、貯留手段７としてのタンク７０に貯留される。
【００３７】
そして、所定量の一次原料の供給がなされたとき、閉止手段６によって、溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止し、一次溶解を終了するとともに、貯留手段７に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段６によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプ１の吸入部１１Ａから導入室１５Ａに導入し、一次溶解と同様に溶解ポンプ１を運転することにより、二次溶解を行う。
【００３８】
この二次溶解においては、一次原料の吸入を閉止し、気体の吸引をなくした状態で溶解ポンプ１が運転されることによって、溶解ポンプ１の効率を向上することができ、導入室１５Ａ、１５Ｂを高真空状態にして、絞り流路Ｓとしてのステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させるとともに、溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができるものとなる。
また、吸入部１１Ｂに循環させる溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることが
できることによって、溶解ポンプ１の効率を一層向上することができ、溶質が難溶解物質の場合でも、半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるものとなる。
【００３９】
なお、本実施例においては、二次溶解を行った溶解液は、排出流路２５を介して、貯留手段７としてのタンク７０に一旦戻すようにし、さらに、必要に応じて、溶解ポンプ１への循環を繰り返した後、開閉弁４２、４３を開閉操作することによって、次工程Ｎに送られる。
これにより、溶解液中に微小気泡や半溶解状態の物質が残存しない高品質の溶解液を得ることができる。
【実施例２】
【００４０】
図５に、本発明の溶解装置の第２実施例を示す。
この溶解装置Ｂは、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂを個別に構成し、第１の溶解ポンプ１Ａの排出流路２５と第２の溶解ポンプ１Ｂの吸入部１１とを接続流路２７を介して接続するようにしている。
これにより、この溶解装置Ｂは、溶質及び溶媒からなる一次原料を吸入しながら行う一次溶解と、一次溶解を行った溶解液を二次原料として吸入しながら行う二次溶解を、連続して行うことができるようにしている。
ここで、第１の溶解ポンプ１Ａ及び第２の溶解ポンプ１Ｂの構成は、上記第１実施例の溶解装置Ａの溶解ポンプ１と、一次原料の吸入を閉止する閉止手段６等を必ずしも必要としない点を除き、基本的に同様である。
【００４１】
そして、本実施例においては、第１の溶解ポンプ１Ａを、１台の溶解ポンプ１Ａで、第２の溶解ポンプ１Ｂを、２台の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂで構成し（ここで、溶解ポンプ１Ｂｂは、一次溶解及び二次溶解を行った溶解液を原料としている。）、３台の溶解ポンプ１Ａ、１Ｂａ、１Ｂｂを直列に接続した例を示すが、溶解ポンプの数や接続方式（直列接続のほか、並列接続を併用することもできる。）は、一次原料及び二次原料の性状等に応じて任意に設定することができる。
【００４２】
ここで、第１の溶解ポンプ１Ａと第２の溶解ポンプ１Ｂａを接続する接続流路２７及び第２の溶解ポンプ１Ｂａと第２の溶解ポンプ１Ｂｂを接続する接続流路２７ａには、貯留手段８を介在させるようにしている。
貯留手段８は、溶解液を一時貯留するためのもので、タンク、ホッパ等の任意の形式の貯留手段を用いることができる。
貯留手段８は、貯留した溶解液の量を計測するレベル計８１を備え、レベル計８１からのレベル信号によって開閉弁８２を開閉操作して、第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂに、二次原料としての溶解液を供給するようにしている。
また、貯留手段８には、必要に応じて、大気開放弁（図示省略）を配設し、溶解液中に含まれる気泡の脱気を行うようにすることができる。
【００４３】
この溶解装置Ｂは、第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂを運転することにより行う二次溶解において、気体の吸引をなくした状態で第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂが運転されることによって、第２の溶解ポンプ１Ｂａ、１Ｂｂの効率を向上することができ、導入室１５Ａ、１５Ｂを高真空状態にして、絞り流路Ｓとしてのステータ１４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ１４Ｂに形成した透孔を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させるとともに、溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができるものとなる。
また、吸入部１１Ｂに循環させる溶解液中に残存している微小気泡を消滅させることができることによって、溶解ポンプ１の効率を一層向上することができ、溶質が難溶解物質の場合でも、半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるものとなる。
【００４４】
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。
【００４５】
以上、本発明の溶解装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の溶解装置は、溶解液中に含まれる微小気泡を消滅させるとともに、ミクロゲルのような半溶解状態の物質を完全に溶解させることができるという特性を有していることから、溶質が難溶解物質の場合を含む溶解の用途に好適に用いることができることから、適用技術分野も、食品や薬品の技術分野に加え、化学、建設等の技術分野で用いられる溶解装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 溶解ポンプ
１Ａ 第１の溶解ポンプ
１Ｂ 第２の溶解ポンプ
１Ｂａ 第２の溶解ポンプ
１Ｂｂ 第２の溶解ポンプ
１０ ケーシング
１１ 吸入部
１２ 吐出部
１３ ロータ
１３Ａ 回転翼
１４Ａ ステータ
１４Ｂ ステータ
１５ 導入室
２ 分離手段
２５ 排出流路
２６ 循環流路
２７ 接続流路
３ 溶質供給機構
４ 溶媒供給機構
４０ 供給路
４４ 二次原料流路
６ 閉止手段
７ 貯留手段
Ａ 溶解装置
Ｂ 溶解装置
Ｓ 絞り流路
Ｓａ 透孔
Ｓｂ 透孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼を回転させて、吸入部から溶質及び溶媒を一次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプと、回転翼を回転させて、吸入部から前記第１の溶解ポンプの排出流路から排出された溶解液を二次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプとからなることを特徴とする溶解装置。
【請求項２】
絞り流路を、回転翼と導入室の間に配設したステータに形成した透孔によって構成したことを特徴とする請求項１記載の溶解装置。
【請求項３】
第１の溶解ポンプ及び第２の溶解ポンプの吐出部に、比重によって溶解液を循環流路と排出流路とに分離して供給する分離手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の溶解装置。
【請求項４】
溶解ポンプの吸入部に溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止する閉止手段と、一次溶解を行った溶解液を貯留する貯留手段とを備え、該貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプの導入室に吸入するようにすることによって、前記第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを１台の溶解ポンプで構成するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の溶解装置。
【請求項５】
一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、前記吸入部における前記溶媒の供給部に供給するように構成するようにしたことを特徴とする請求項４記載の溶解装置。
【請求項６】
第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを個別に構成し、第１の溶解ポンプの排出流路と第２の溶解ポンプの吸入部とを接続流路を介して接続したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の溶解装置。
【請求項１】
回転翼を回転させて、吸入部から溶質及び溶媒を一次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する一次溶解を行う第１の溶解ポンプと、回転翼を回転させて、吸入部から前記第１の溶解ポンプの排出流路から排出された溶解液を二次原料として導入室に吸入して、絞り流路を通過させ、回転翼によって攪拌して、吐出部から溶解液を吐出させるとともに、吐出部から吐出された溶解液の一部を前記吸入部に循環させる循環流路及び排出流路を有する二次溶解を行う第２の溶解ポンプとからなることを特徴とする溶解装置。
【請求項２】
絞り流路を、回転翼と導入室の間に配設したステータに形成した透孔によって構成したことを特徴とする請求項１記載の溶解装置。
【請求項３】
第１の溶解ポンプ及び第２の溶解ポンプの吐出部に、比重によって溶解液を循環流路と排出流路とに分離して供給する分離手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の溶解装置。
【請求項４】
溶解ポンプの吸入部に溶質及び溶媒からなる一次原料の吸入を閉止する閉止手段と、一次溶解を行った溶解液を貯留する貯留手段とを備え、該貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、閉止手段によって一次原料の吸入を閉止した状態の溶解ポンプの導入室に吸入するようにすることによって、前記第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを１台の溶解ポンプで構成するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の溶解装置。
【請求項５】
一次原料の吸入を閉止した状態において、貯留手段に貯留された一次溶解を行った溶解液を二次原料として、前記吸入部における前記溶媒の供給部に供給するように構成するようにしたことを特徴とする請求項４記載の溶解装置。
【請求項６】
第１の溶解ポンプと第２の溶解ポンプを個別に構成し、第１の溶解ポンプの排出流路と第２の溶解ポンプの吸入部とを接続流路を介して接続したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の溶解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６３４４１（Ｐ２０１３−６３４４１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−５３３０（Ｐ２０１３−５３３０）
【出願日】平成２５年１月１６日（２０１３．１．１６）
【分割の表示】特願２００９−２１１８４２（Ｐ２００９−２１１８４２）の分割
【原出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００１２７２３７）株式会社イズミフードマシナリ (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月１６日（２０１３．１．１６）
【分割の表示】特願２００９−２１１８４２（Ｐ２００９−２１１８４２）の分割
【原出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００１２７２３７）株式会社イズミフードマシナリ (53)
【Ｆターム（参考）】
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