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 均質とは?

均質について、代表的な牛乳を例にして説明いたします。
牛乳を均質機に通し、牛乳の脂肪球を細かくすることを「牛乳の均質化」といいます。
搾ったままの牛乳の脂肪球は、直径0.1〜20マイクロメーター(1μm=1/1000mm)くらいのバラつきがあります。均質化していない牛乳は、時間がたつと大きな脂肪球が上部に浮上して、クリーム層を作ります。最初はこのクリーム層を飲むことになり、濃厚な味が口に広がりますが、クリーム層の下の部分の牛乳は脂肪球が少なくなっているので、最初の口当たりとは違う薄い味になります。
この問題を解決するために、搾ったままの牛乳を均質機に通し、脂肪球の直径を2マイクロメーター以下で、ほぼ同じ大きさにそろえます。脂肪球の大きさが均質化されたため長時間放置しても、脂肪球は浮上しにくくなります。乳脂肪の割合が一定になるので、最初の一口も最後の一口も同じ味になります。これを「牛乳の均質化」といいます。 『牧場で飲んだ牛乳は濃くておいしかった』と言う声をよく耳にします。これは、最初の一口目のクリーム層が脳裏に焼き付いた結果と推測されます。

牧場という「環境のよい広々としたシチュエーション」も、牛乳を更に美味しく感じさせるのでしょう。
 


バルブの隙間
では均質が行われるとき機械内部で液体に、どのような事が起こっているのでしょうか?
ここでは庭などで使うホースを例にして説明いたします。
蛇口にホースを取り付け水を出す時、これ以上弁を開けずに、更に勢いよく水を出したい場合はどのようにしますか?
答えは、ホースの先を指でつまみ、水の出口を細くします。するとホース内部の圧力が上がり、細くなった出口からは、勢いのある水が出てきます。誰もが経験のあることだと思います。
ホモゲナイザーの均質化も、簡単に言うとこの原理を利用しています。
まず、液体が「定量ポンプ」で、「ホモバルブシート」まで送られてきて、ホモバルブとの隙間を通過していきます。送り込む液体の量を変えずに、ホモバルブとホモバルブシートの隙間を狭くしていくと、内部の圧力が上昇します。その結果、液体は非常に速いスピードで通過していきます。
ホモバルブの隙間は、設定する流量、圧力、液が通る穴径によって様々です。
一例ですが、バルブとシートの隙間を約0.001mm(1μm)に設定し、穴径を4mm、圧力100MPaにすると、液体の速度は時速約1600Km/hに達します。
日本人の髪の毛の直径が0.06mm〜0.1mm程度ですので、ホモバルブの隙間はとても狭いことがおわかりいただけると思います。
 


ホモバルブの山型/平型について
ホモゲナイザーは、ホモバルブとバルブシートの間に液体を通過させ、均質化を行う機械です。そのホモゲナイザーの命とも言うべき部品が「ホモバルブ」です。その形状は、山型形状と平型形状があり、流す液体の種類によって均質効果が異なります。
一般的に、山型の方は、均質を行う部分の面積が平型よりも広く確保できますので、剪断効果が向上します。一方、平型の方は、ブレーカーリングへの衝突効率が、山型よりも良くなります。
 





ホモゲナイザーとは テスト室 デリテス



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