株式会社AKICO 高温・高圧化学装置の
設計・製作
AKICO製 超臨界乳化装置 SFW-E40S。MAGIQ技術によるナノエマルション製造装置

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MAGIQ ─ 深海の熱水噴出孔に学んだ乳化技術

MAGIQ は、海洋研究開発機構(JAMSTEC)で開発された、深海底の熱水噴出孔に着想を得たまったく新しい乳化技術です。ナノエマルションを10秒で製造でき、従来技術では困難だった油剤の乳化も可能にします。実機である超臨界乳化装置 SFW-E40S(450℃・40MPa)は、株式会社AKICOが設計・製作しました。

概要

本来水とは混ざり合わない油を、微小な油滴として水に分散したエマルションは、様々な産業分野で必要とされる基盤技術です。近年は油滴のサイズを極限まで小さくした「ナノエマルション」に注目が集まっており、肌への浸透性を高めた機能性化粧品など、新たな製品が続々と生み出されています。

MAGIQ を使えば、ナノエマルションを10秒で製造でき、乳化を必要とする製品の開発コストを大幅に削減できます。また従来技術では困難だった油剤の乳化も可能です。

MAGIQで製造したナノエマルション。透明感のある液体
ナノエマルション(MAGIQで製造)
従来技術による通常のエマルション。白濁している
通常のエマルション(従来技術)

深海の熱水噴出孔という着想

熱水噴出孔では、高温・高圧の極限(374℃・218気圧以上)である超臨界状態の水が海底から噴き出しています。そのような極限状態では水の性質ですら大きく変化し、様々な油と自由に混ざり合うようになります。

海洋研究開発機構の有人潜水調査船 しんかい6500(写真提供:海洋研究開発機構)
有人潜水調査船「しんかい6500」(写真提供:海洋研究開発機構)
南西諸島の沖、水深約1500メートルの深海底から噴き出す熱水(写真提供:海洋研究開発機構)
南西諸島沖・水深約1,500mの深海底から噴き出す熱水(写真提供:海洋研究開発機構)

従来技術との違い

通常のエマルション製造では、高圧ホモジナイザーなどで大きなエネルギーを加え、油滴を繰り返し引きちぎって小さくします。一方 MAGIQ では、油を超臨界水に溶解させた後、毎秒200度を超える速度で急冷することで油と水を再び分離させます。その過程で油の分子が互いに集合し、ナノサイズの油滴を形成します。

SFW-E40S は超臨界水を安全に取り扱えるように設計されており、高温・高圧機器に関する専門知識をお持ちでない方でも、MAGIQ を様々な製品開発にご活用いただけます。

MAGIQと従来の乳化技術の比較。超臨界水への溶解と急冷によるナノ乳化の原理

特長

  • 高品質なナノエマルションを製造できる
  • 10秒でナノ乳化を実現する
  • 各種目的・用途に応じたカスタマイズが可能

設計仕様

超臨界乳化装置 SFW-E40S
型式SFW-E40S
最高使用温度450℃
最高使用圧力40 MPa
製造量毎時 1〜3 L(標準仕様)
混合部材質SUS、ハステロイ各種
外寸法1,300W × 750D × 1,600H mm
電源200V 3相 40A容量
超臨界乳化装置 SFW-E40S のプロセスフロー図

この装置は PoCサービス でお試しいただけます。

参考文献

  • S. Deguchi, N. Ifuku, Angew. Chem. Int. Ed. 52, 6409–6412 (2013)(オープンアクセス)
  • 出口茂、伊福菜穂「乳化物の製造方法」特開2013-39547(公開日 2013年2月28日)

装置のご相談

流体・温度・圧力・容量が未確定の段階でもご相談いただけます。AKICO は標準機の販売ではなく個別設計が前提のため、「何をどう試したいか」の段階から承っています。

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