專利名稱：物質(zhì)的微?；b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使在多種領(lǐng)域如食品、化學(xué)制品和藥品處理的物質(zhì)微?；难b置，更具體地說，涉及一種將乳化的、分散的、攪拌的、或軋碎的物質(zhì)均勻微粒化為具有特定直徑的微米或亞微米尺寸的裝置，因此獲得具有穩(wěn)定粒子分布的微粒化物質(zhì)。
作為本發(fā)明人研究的一種相關(guān)的物質(zhì)的微?；b置，APV-型高林(Gorlin)均化器是公知的。此裝置應(yīng)用作為一個實施例的

圖1所示的原理。即在圖1中，閥2與閥座1相對，其間有一細(xì)小間隙，在高壓下從間隙徑向向外注射原料，使原料撞到?jīng)_擊環(huán)3的內(nèi)徑壁，所以原料中的物質(zhì)被微粒化并均化，然后從機(jī)體4中取出產(chǎn)物?，F(xiàn)有裝置應(yīng)用上述原理，在數(shù)個107帕(Pa)的原料加工壓力下，獲得所希望的原料加工量(10噸/小時)。
作為本發(fā)明人研究的另一種相關(guān)的物質(zhì)的微粒化裝置，具有含有一定孔徑或小洞(小孔)的細(xì)管的產(chǎn)生器(裝置機(jī)體)使加壓原料微粒化的裝置成為公知(例如，見本發(fā)明人遞交的日本專利申請?zhí)?002432)。
但是，在前一種現(xiàn)有裝置中，雖然有優(yōu)點，即因為其碰撞原理的特性，即使粒子直徑在某范圍內(nèi)變化，所述裝置仍可以使物質(zhì)微?；€是有微?；庸ば实偷娜秉c。在后一種現(xiàn)有裝置中，因為其孔流特性，所以微粒化加工效率高，但當(dāng)粒子尺寸變化時，產(chǎn)生器必須被更換。
所以，本發(fā)明人認(rèn)真研究關(guān)于后一種現(xiàn)有裝置，結(jié)果本發(fā)明人開發(fā)了物質(zhì)的微?；b置，其保持優(yōu)異微?；实膬?yōu)點并克服了粒子尺寸變化時，產(chǎn)生器必須被更換的缺點，以及可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域的作為多產(chǎn)生器的裝置功能。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1，提供了一種用于加壓供應(yīng)到原料供應(yīng)口的原料并將加壓的原料輸送到裝置機(jī)體的物質(zhì)的微?；b置，在裝置機(jī)體內(nèi)，裝置機(jī)體使原料中的物質(zhì)微?；⑷〕?，其中機(jī)體包括一個具有與圓筒的軸方向垂直的入口和指向軸方向的出口的圓筒，和一個通過從出口的相對側(cè)操作沿軸方向移動的內(nèi)圓筒，內(nèi)圓筒內(nèi)形成大量的多組孔，按軸方向操作和移動內(nèi)圓筒，使多組中的一組具有相同直徑的孔暴露于和入口連接的室。
在權(quán)利要求1的物質(zhì)的微?；b置中，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求2，多組孔按直徑順序沿軸向排列。
在權(quán)利要求1的物質(zhì)的微?；b置中，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求3，內(nèi)圓筒的外周緣靠著圓筒的內(nèi)周緣，內(nèi)圓筒相對于圓筒滑動。
在權(quán)利要求1的物質(zhì)的微?；b置中，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求4，多個孔在同一圓周上彼此相對。
在權(quán)利要求1的物質(zhì)的微?；b置中，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求5，與入口連接的室是加壓室，在加壓室內(nèi)進(jìn)行高壓微粒化加工。
在權(quán)利要求1的物質(zhì)的微?；b置中，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求6，圓筒的內(nèi)徑部分提供有在圓筒的整個內(nèi)徑上形成的多個凹槽，防泄壓元件裝配到凹槽內(nèi)。
本發(fā)明的操作如下。形成帶有直徑分別為小、中、大的三組孔的內(nèi)圓筒。當(dāng)供應(yīng)到入口的加壓原料通過暴露于室的(加壓室)直徑大的一組孔時，根據(jù)孔的尺寸，原料內(nèi)的物質(zhì)微粒化為粗糙粒子尺寸，并且物質(zhì)通過內(nèi)圓筒的通道流入出口。接著，如果內(nèi)圓筒和外圓筒之一相對移動，以致直徑比上述孔小的中直徑的孔暴露，物質(zhì)微?；癁橹辛Ｗ映叽纭Ｈ绻麍A筒進(jìn)一步移動，以致直徑小的孔暴露，物質(zhì)微?；癁樽钚×Ｗ映叽?超細(xì))。也就是與孔的直徑成比例地有效地微?；镔|(zhì)(如使用聲波振動頻率，則成反比)。在此處，直徑大的孔的數(shù)目可能會減少，直徑小的孔的數(shù)目可能會增加。三組孔的數(shù)目可以相同或不同，孔的數(shù)目沒有限制。這是因為當(dāng)物質(zhì)微?；癁榇?、中或小尺寸時，速度與孔的直徑成反比，所以加工量幾乎相等。
因此，本發(fā)明的裝置使用一個裝置機(jī)體可以加工具有不同粒子尺寸的物質(zhì)，該裝置可廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，并具有所謂的多產(chǎn)生器功能。如與現(xiàn)有的APV-型裝置比較，就加工效率而言，本發(fā)明的裝置提高30-50％。而且，還有一大優(yōu)點，即該裝置可以容易地生產(chǎn)。
在權(quán)利要求1的物質(zhì)的微?；b置中，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求7，內(nèi)圓筒進(jìn)一步配有圓筒通道，通過所希望的溫度的水流過通道來調(diào)整微?；庸r的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求7，通過調(diào)整微?；庸r的溫度進(jìn)行所希望的微?；庸な强赡艿?。
此外，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求8，提供了一種物質(zhì)微?；到y(tǒng)，其具有一個用于加壓供應(yīng)到原料供應(yīng)口的原料、將加壓原料輸送到裝置機(jī)體并微?；蟽?nèi)的物質(zhì)、然后取出微粒化物質(zhì)的機(jī)體，和將微?；镔|(zhì)返回到原料供應(yīng)口的通道，其中該機(jī)體包括一個具有與圓筒的軸向垂直的入口和導(dǎo)向軸向的出口的圓筒，和一個從出口的相對側(cè)操作的沿軸向移動的內(nèi)圓筒，內(nèi)圓筒內(nèi)形成大量的多組孔，在軸方向操作和移動內(nèi)圓筒，使多組中的一組具有相同直徑的孔暴露于和入口連接的室，從機(jī)體中取出的微粒化物質(zhì)通過通道返回到原料供應(yīng)口，通過在其軸向操作和移動內(nèi)圓筒，新暴露的一組孔使微?；镔|(zhì)進(jìn)一步微粒化。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求8，可以增加加工周期數(shù)，以實現(xiàn)超細(xì)微?；坝行У丶庸ぞ鶆蚧镔|(zhì)。從加工效率看，優(yōu)選在初始周期使用大孔組，下一個周期使用中孔組，最后一個周期使用小孔組。其原因是如果企圖開始進(jìn)行超細(xì)微?；镔|(zhì)，因粗糙粒子混合，所以有易于產(chǎn)生簇狀物，從而堵塞孔的不利可能性。其次，當(dāng)泵使原料流過孔或小洞時，因為聲波振動頻率與孔的直徑成反比，如果直徑大，頻率低。也就是說，對較大粒子最好使用長波長的大波，相反如果孔的直徑小，最好使用高頻，即小粒子優(yōu)選使用小波。采用上述方法，微?；庸ず途鶆蚣庸ば首顑?yōu)異。
圖1是現(xiàn)有裝置原理的示意圖；圖2是表示包括本發(fā)明裝置機(jī)體的整個系統(tǒng)圖；圖3是本發(fā)明第一個實施例的裝置機(jī)體的垂直截面圖；圖4是圖3中沿著IV-IV線的截面圖；和圖5是包括本發(fā)明第二個實施例的裝置機(jī)體的系統(tǒng)垂直截面圖。
參考圖2-4說明本發(fā)明的第一個實施例。在圖2中，當(dāng)原料供應(yīng)到原料供應(yīng)口10時，高壓泵(壓力為106-107Pa的活塞泵)加壓原料，然后將其輸送到本發(fā)明的裝置機(jī)體(產(chǎn)生器)12。在產(chǎn)生器12內(nèi)，原料微?；?，并通過實線X表示的通道被輸送到接收容器13。當(dāng)原料通過一些循環(huán)通道微?；瘯r，原料通過點劃線(chain)表示的通道返回到原料供應(yīng)口10并進(jìn)一步被微粒化。
在圖3中，機(jī)體12包括一個硬質(zhì)不銹圓筒(外圓筒)16和可滑動地并可移動地裝配入圓筒16的超硬陶瓷內(nèi)圓筒17。圓筒16包括一個與圓筒16的軸向垂直成直角的入口14和在軸向的出口15。內(nèi)圓筒17有大量通入其通道24的孔18?？?8中，每一個孔徑為0.8mm的四個大孔18a按軸向排列成四行，構(gòu)成組A。每一個孔徑為0.5mm的六個中孔18b在大孔18a的左側(cè)排列，構(gòu)成組B。每一個孔徑為0.2mm的七個小孔18c在中孔18b的左側(cè)排列，構(gòu)成組C。組A、組B、組C按此順序排列。在圖3中，組B的孔18b暴露于和入口14(見圖4)相通的室(加壓室，即高壓加工室)19。組A和組C可暴露于室19。通過下述過程實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)手柄23，以便沿著圖3所示的螺釘20向左移動手柄23，使手柄23與和圓筒16構(gòu)成整體的蓋21分離，旋轉(zhuǎn)與和內(nèi)圓筒17構(gòu)成整體的螺釘20，以便沿著螺釘，相對蓋21移動手柄23到最初位置，固定手柄23，設(shè)置后者到正常位置。元件22代表外圓筒16的內(nèi)徑部分，即借助于裝配到在軸方向形成的四個凹槽的O型環(huán)，防止高壓外泄的防泄壓元件。此處，在手柄23設(shè)置為正常位置的階段，暴露于室19的組A、B和C的所有孔18a、18b和18c同樣都在沿軸向的相鄰O型環(huán)22之間。
例如，在圖4中，因為八個孔18b在圓周上彼此相對，當(dāng)從加壓室19流入孔18b的高速流在中心通道24彼此正面碰撞時，由碰撞引起的能量為一個孔流速能量的八倍，獲得了優(yōu)異的微?；庸ば?。在這種情況下，最好選擇中心通道24的內(nèi)徑的最佳值。即如果內(nèi)徑太小，由于阻力，不能獲得高速流，如果內(nèi)徑太大，由于分散和擴(kuò)散，不能獲得很好的碰撞效果。
在這個實施例中，在很多情況下，可以容易地同軸機(jī)械形成內(nèi)圓筒和外圓筒。而且，多組孔形成與凹槽形成不同，孔通過圓筒壁，這是極其容易的，就生產(chǎn)而言這是優(yōu)點。
而且，如圖5所示，在第二個實施例中，內(nèi)圓筒17配有冷卻水(熱水)通道25。微?；庸r，如果使用溫度調(diào)整設(shè)備26，當(dāng)應(yīng)該避免產(chǎn)生熱時(藥品、食品等類似的物質(zhì))，可以冷卻裝置；當(dāng)在高溫進(jìn)行微?；瘯r(在試驗的基礎(chǔ)上，粘度大或應(yīng)當(dāng)使晶體結(jié)構(gòu)變形時)，可以加熱用于晶體結(jié)構(gòu)的裝置。在任何情況下，可以獲得優(yōu)異的微?；庸ば阅?。圖5中，螺桿20可以與內(nèi)圓筒17整體形成。但是如果螺桿20形成為分離長管27，旋轉(zhuǎn)該管27并將其固定在內(nèi)圓筒17的基座17a，可以容易地形成螺桿20。
權(quán)利要求
1.一種用于加壓供應(yīng)到原料供應(yīng)口的原料并將加壓的原料輸送到一個裝置機(jī)體的物質(zhì)的微?；b置，在裝置機(jī)體內(nèi)，所述原料中的物質(zhì)被裝置機(jī)體微?；⒈蝗〕?，其中所述機(jī)體包括一個具有與圓筒的軸向垂直的入口和指向所述軸向的出口的圓筒，和一個從所述出口的相對側(cè)操作的沿軸向移動的內(nèi)圓筒，在所述內(nèi)圓筒中形成大量的多組孔，通過按所述軸向操作和移動所述內(nèi)圓筒，使多組中的一組具有相同直徑的孔暴露于與所述入口連接的室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)的微粒化裝置，其中所述多組孔按直徑順序沿所述軸向排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)的微粒化裝置，其中所述內(nèi)圓筒的外周緣靠著所述圓筒的內(nèi)周緣，所述內(nèi)圓筒相對所述圓筒滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)的微?；b置，其中所述多個孔在同一圓周上彼此相對。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)的微?；b置，其中與所述入口連接的所述室是加壓室，在這個加壓室內(nèi)進(jìn)行高壓微粒化加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)的微粒化裝置，其中所述圓筒的內(nèi)徑部分提供有在所述圓筒的整個內(nèi)徑上形成的多個凹槽，防泄壓元件裝入所述凹槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)的微?；b置，其中所述內(nèi)圓筒進(jìn)一步裝配有所述圓筒的通道，由所需溫度的流水通過所述通道來調(diào)節(jié)微?；庸r的溫度。
8.一種物質(zhì)微?；到y(tǒng)，其具有用于加壓供應(yīng)到原料供應(yīng)口的原料并將加壓原料輸送到裝置機(jī)體，使所述原料中的物質(zhì)微粒化并將其取出的機(jī)體，和使微?；镔|(zhì)返回到所述原料供應(yīng)口的通道，其中所述機(jī)體包括一個具有與圓筒的軸向垂直的入口和指向所述軸向的出口的圓筒，和一個從所述出口的相對側(cè)操作的軸向移動的內(nèi)圓筒，在所述內(nèi)圓筒中形成大量的多組孔，沿所述軸向操作和移動所述內(nèi)圓筒，使多組中的一組具有相同直徑的孔暴露于和所述入口連接的室，從所述機(jī)體中取出的所述微?；镔|(zhì)通過所述通道返回到所述原料供應(yīng)口，沿其軸向操作和移動所述內(nèi)圓筒，新暴露的一組孔進(jìn)一步微?；鑫⒘；镔|(zhì)。
全文摘要
在具有機(jī)體的微?；b置中,機(jī)體包括一個具有與圓筒的軸向垂直的入口和指向軸向的出口的圓筒,和一個從所述出口的相對側(cè)操作的沿軸向移動的內(nèi)圓筒,在內(nèi)圓筒中形成大量的多組孔,沿軸向操作和移動內(nèi)圓筒,使多組中的一組具有相同直徑的孔暴露于與所述入口連接的室。
文檔編號B01F3/08GK1329935SQ0111075
公開日2002年1月9日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者內(nèi)藤富久 申請人:S·G工程株式會社