【乳化剤の製造方法】3Dプリンターで作製したエマルジョン発生装置による微小液滴の制御

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乳化剤(エマルジョン)は、食品添加物、化粧品、医薬品など幅広い分野で使用されている。

乳化剤の抱える問題

従来の乳化剤の製造方法では、分散のムラや乳化液滴の制御ができないため、多数のメーカー間で技術的な問題に悩まされていました。

乳化剤とは?

水と油を均一に混合させることを乳化といい、この効果を抑制させるものを乳化剤といいます。

乳化剤の食品の例として、バター、牛乳、マーガリン、マヨネーズなどがあげられます。

主な食品における効果というものは以下があげられます。

  • 水と油を均一に混合し、乳化食品の食感および風味を改善する。
  • 泡立て効果により、ソフトで軽い食感を向上させる。
  • 油跳ねを防ぐ。
  • でんぷんなどの食品成分の食感を向上させ、維持します。
  • お菓子類などのソフトさを改善するとともに、食べやすくする。
  • 食品の機械への付着防止。

昨今の乳化剤の変化

近年、乳化剤の製造において液滴マイクロ流体工学の応用に注目するメーカーが増加し、共流体制やマルチチャンネル収束を用いた液滴マイクロ流体工学が研究・製品開発の中で話題になっています。

理想的な液滴のマイクロ流体制御

理想的な液滴のマイクロ流体制御は、複雑な内部配管を含んでおり、従来の機械加工や3Dプリンターが得意とするフォトリソグラフィーでは、ミクロン単位まで限界があるため、3Dプリンターを使用したマイクロ流体制御を実現できました。

ここで、BMFの3Dプリンターで作製した特殊なエマルジョン発生装置をご紹介します。

詳細に関しましては、下記動画をご覧ください。

BMF社製のエマルジョン発生装置の特徴

  • 特殊な同心円状の流路(Co-flow構造)が含まれることで、液体の混合が容易で、乳化液滴の大きさや組成などの制御が可能。
  • 縦方向、横方向、異なる方向の流路を同一部品内に配置することが可能で、デザインの自由度は非常に高い。
  • 一体成型で製作でき、複雑な組立工程を回避できる。

BMFの3DプリンターmicroArch🄬S240により、エマルジョン発生装置のフィーチャーサイズを50μmまで微細化することができます。

そして今回の造形サンプルでは、最小の内部流路径が100μm、最小の壁厚が50μmであり、微小液滴のサイズ制御を効果的に行うことができました。

3Dプリンター導入をご検討の方へ

本記事で取り上げた事例で使われたすべての3Dプリンターは、オルテコーポレーションで取り扱っています。日本在住の方であればお気軽にこれらの製品をお求めいただけます。

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