キサンタンガムの水和
キサンタンガムは乳化液や懸濁液の増粘剤や安定剤として広く使用されています。
キサンタンガムは水に入れるとせん断減粘性のゲル状になる性質があり、機能を最大限に引き出すために、グアーガムなどの他のレオロジー変性剤と組み合わせて使用されることがあります。
キサンタンガムについてさらに詳しくは、化学アプリケーションをご参照ください。
プロセス
キサンタンガムは高温、あるいは低温の溶液に分散させられます。分散しやすくされたタイプも含め、さまざまなグレードがあります。キサンタンガム粉末は水に入れられると凝集する特性があり、これに対処するためにさまざまな分散や溶解の方法が試されてきました。生産規模や使用されている他の材料によって方法は異なりますが、主に下記の方法で行われます:
- 撹拌タンクの水渦にゆっくり粉体を加える分散が完了したら水和、溶解するまで混合を続ける
- キサンタンガムは凝集を抑えるために砂糖などの他の粉体材料と予備混合される場合がある
- 同様にガムは油やアルコール、グリコールなどの非水相液に分散させてから水溶液相に加えられ、ガムが水和、溶解させられる
課題
従来のアジテーターを使ってガムや増粘剤を分散しようとするといくつかの課題が発生します:
- 予防策を講じても凝集体ができてしまうアジテーターでは凝集体をすばやく分解するための効果的な剪断が得られない
- 従来の方法では歩留り率の向上に限界がある
- 歩留まりを上げるために必要以上のキサンタンガムを加えることになると、原材料コストの上昇につながります
- 粘度が上がり始めると溶液の撹拌、粉体の分散がますます難しくなる
- 完全に分散させ、十分に水和、溶解するのに長時間混合しなければならないが、ゲルの劣化につながる
- 粉体の予備混合、またガムと非水相液予備混合はコストと工程時間の増大につながる
- 溶解しきらなかったガムは保管中、また次工程中にゆっくり溶解が継続し、製品粘度が変わってしまう
- 従来の方法ではガム比率の高い溶液を作ることができない水量が限られる材料配合ではこうした溶液が必要となる場合がある
ソリューション
シルバーソンハイシアミキサーなら従来の方法と比べて大幅に短縮された時間で凝集のない分散とガムの水和、溶解が可能です。バッチ式であれば、シルバーソンウルトラミクスが最適です。次の原理で処理します:
Stage 1
タンクに液を入れ、ミキサーを始動します。キサンタンガムを素早く一気に液に投入します。ウルトラミックスのヘッドの高速回転によって強力なボルテックスが生み出され、粉と液をヘッドに引き込みます。
Stage 2
材料がヘッドの外側のスロットから液中に排出され、その時に凝集塊が分解されます。
Stage 3
ウルトラミックスが生み出すタンク内の強力な流動によって、すべての材料が素早く繰り返しワークヘッドを通過して段階的に細粒化され、接液面積が大きくなります。これにより、素早く溶解が完了します。
メリット
- 歩留りの向上、添加剤の作用効率向上によってより少ないガム量で処理ができ、原材コストの低減ができる
- 粉ダマや凝集のない混合液
- オペレーターによる作業ミスの低減
- 混合時間の短縮
- 製品の安定性と再現性
- ガムの粉体、または非水相液との予備混合が不要
シルバーソンには、この処理に適した様々なミキサーがあります。スループット、最終生成物の粘度、キサンタンガムの濃度やガムのグレードに応じてモデルを選定します。
フラッシュミックス
- 大きな処理量に対応
- 大量の粉体をすばやく投入・混合することが可能
- 空気の混入が少ない
- 洗浄が容易
- 制御された定量の粉体投入
- 操作が容易
- 高粘度液の処理に対応
- 従来よりも高温度での処理に対応
インライン型ハイシアミキサー
- 大きな処理量に対応
- 既存の設備への取り付けが容易
- 粉体を液中に取り込むための高効率アジテーターをタンク内で併用
- 空気の混入がない
- セルフポンプ効果
- タンクの内容物の移送が可能
- 高サニタリーモデルあり
- 高粘度対応モデルあり
