(57)【要約】【課題】エマルジョンのｐＨを適切に調整することにより、エマルジョンの破壊処理により生じる系外排液が排液のｐＨ基準を満たすようにし、かつ、エマルジョンの破壊に必要な遠心加速度を低位安定化して、エマルジョンを安定的に破壊できるようにする。【解決手段】エマルジョンのｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率との相関関係を測定する測定工程と、エマルジョンのｐＨ設定値が５．０以上、９．０以下となり、かつ、エマルジョン相率が０．５以下となる第１条件を満たすように、相関関係に基づいて、ｐＨ設定値及び遠心加速度の設定値を設定する設定工程と、破壊対象のエマルジョンに対して、ｐＨをｐＨ設定値に調整するｐＨ調整工程と、ｐＨが調整されたエマルジョンに対して、遠心加速度の設定値の遠心力を作用させることにより、エマルジョンを破壊するエマルジョン破壊工程とを含む、エマルジョン破壊方法が提供される。【選択図】図１１
2018176004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性の液体と水と固体粒子とが懸濁したエマルジョンを破壊するエマルジョン破壊方法において、
前記エマルジョンの複数のサンプルのｐＨを相異なる値に調整し、かつ、前記複数のサンプルに相異なる遠心加速度の遠心力を作用させ、前記遠心力を作用させた後の前記各サンプルのエマルジョン相率を測定する試験を行うことにより、前記エマルジョンのｐＨと前記遠心加速度と前記エマルジョン相率との相関関係を測定する測定工程と、
前記エマルジョンのｐＨ設定値が５．０以上、９．０以下となり、かつ、前記エマルジョン相率が０．５以下となる第１条件を満たすように、前記相関関係に基づいて、前記ｐＨ設定値及び前記遠心加速度の設定値を設定する設定工程と、
破壊対象の前記エマルジョンに対して、ｐＨを前記ｐＨ設定値に調整するｐＨ調整工程と、
前記ｐＨが調整された前記エマルジョンに対して、前記遠心加速度の設定値の遠心力を作用させることにより、前記エマルジョンを破壊するエマルジョン破壊工程と、
を含むことを特徴とする、エマルジョン破壊方法。
【請求項２】
前記設定工程において、
前記第１条件を満たすように前記遠心加速度の設定値を設定したとき、当該遠心加速度の設定値が、前記エマルジョン破壊工程において前記遠心力を作用させる装置により付与可能な遠心加速度の最大値を超える場合には、
前記エマルジョン相率が０．５以下となる第２条件を満たすように、前記相関関係に基づいて、前記ｐＨ設定値を５．０未満又は９．０超に設定し、かつ、前記遠心加速度の設定値を前記最大値以下に設定することを特徴とする、請求項１に記載のエマルジョン破壊方法。
【請求項３】
前記エマルジョン破壊工程では、エマルジョン破壊装置を用いて、前記ｐＨが調整された前記エマルジョンに対して前記遠心加速度の設定値の前記遠心力を作用させ、
前記エマルジョン破壊装置は、
前記エマルジョンを貯留する容器と、
前記エマルジョンに浸漬され、円筒軸が鉛直方向になるように配置される円筒状の胴体を有する回転体と、
前記回転体に連結され、前記円筒軸を中心に前記回転体を回転させる回転機構と、
を備え、
前記回転体の前記胴体の下端には、前記胴体の下側の開口部を絞る絞り部が周方向に沿って設けられており、
前記遠心加速度の設定値に応じた回転数で前記回転体を回転させることにより、前記回転体の内部の前記エマルジョンに対して前記遠心加速度の設定値の前記遠心力を作用させることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエマルジョン破壊方法。
【請求項４】
前記ｐＨ調整工程において、
前記エマルジョンのｐＨを前記ｐＨ設定値に調整するために、
前記水と前記固体粒子とが懸濁したスラリーのｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することにより得られるｐＨ測定値に基づいて、前記スラリーに対してｐＨ調整剤を添加して、前記スラリーのｐＨを前記ｐＨ設定値に調整した後に、前記スラリーに前記疎水性の液体を混合することにより、前記ｐＨが調整された前記エマルジョンを生成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエマルジョン破壊方法。
【請求項５】
前記ｐＨ調整工程と前記エマルジョン破壊工程を同時並行で行いながら、
前記ｐＨ調整工程において、
前記エマルジョンのｐＨを前記ｐＨ設定値に調整するために、
前記エマルジョン破壊工程によって前記エマルジョンから分離された水相のｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することにより得られるｐＨ測定値に基づいて、前記エマルジョン破壊工程に供される前の前記エマルジョンに対してｐＨ調整剤を添加することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエマルジョン破壊方法。
【請求項６】
前記測定工程において、
前記相関関係を測定するために、
前記水と前記固体粒子とが懸濁したスラリーの複数のサンプルのｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することにより得られるｐＨ測定値に基づいて、前記スラリーの複数のサンプルに対してｐＨ調整剤を添加して、前記スラリーの複数のサンプルのｐＨを相異なる値に調整した後に、前記スラリーの各サンプルに前記疎水性の液体を混合することにより、前記エマルジョンの複数のサンプルを生成し、
前記エマルジョンの複数のサンプルに対して相異なる遠心加速度の前記遠心力を作用させ、前記遠心力を作用させた後の前記各サンプルの前記エマルジョン相率を測定することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエマルジョン破壊方法。
【請求項７】
前記測定工程において、
前記相関関係を測定するために、
前記エマルジョンの複数のサンプルに対して相異なる量又は濃度のｐＨ調整剤を添加した後に、前記エマルジョンの複数のサンプルに対して相異なる遠心加速度の前記遠心力を作用させ、
前記遠心力を作用させた後の前記エマルジョンの各サンプルに関し、前記エマルジョン相率を測定するとともに、前記遠心力の作用により前記エマルジョンから分離された水相のｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエマルジョン破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と疎水性の液体と微細粒子との混合物の撹拌により生成されるエマルジョン（乳濁液）を、遠心力を用いて破壊（解乳化）するためのエマルジョン破壊方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄鋼業においては、鋼材の製造中に鋼材の冷却に用いる直接冷却水等の処理設備より多量のミルスケールが発生する。このようなスケール類は、鋼材より発生する酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３）が主体であり、油分を含まないスケール類については、製銑、製鋼工程等において再利用される有用な資源となる。しかし、圧延工程中に、圧延油や圧延機等の製造用機械に用いられる潤滑油が、スケール類を含む冷却水に混入するため、発生するスケール類も多くの場合、５〜５０質量％の水分と共に、平均的には数質量％の油分を含有することになる。その上、圧延ロールの組換え等の作業時に不可避的に油分が混入する場合もある。このような作業を実施するたびに、スケール中の油分濃度が大きく変動し、具体的には１〜１０数質量％の範囲で変動することがある。
【０００３】
このように、工業生産に際して不可避的に発生する油分および水分を含有するスケール類（以下、含油スケールという。）から油分を分離するために、例えば、特許文献１には、含油スケールに抽出剤として有機溶剤を混合して強撹拌して、含油スケールから有機溶剤に油分を抽出する方法が開示されている。
【０００４】
かかる油分分離方法では、有機溶剤と含油スケールの混合液を強撹拌後に静置すると、混合液の一部が、水又は有機溶剤のいずれか一方の液滴が他方の液体に分散したエマルジョン（乳濁液）となる。例えば、抽出剤として水より比重が小さい有機溶剤（例えば、ノルマル−ヘキサン［比重：０．６６］）を使用した場合には、密度が相対的に小さい軽液が有機溶剤となり、密度が相対的に大きい重液が水となるため、油中水滴（Ｗ／Ｏ型）エマルジョンが生成される。一方、抽出剤として水より比重が大きい有機溶剤（例えば、１−ブロモプロパン［比重：１．３５］）を使用した場合には、軽液が水となり、重液が有機溶剤となるため、水中油滴（Ｏ／Ｗ型）エマルジョンが生成される。
【０００５】
一般には、疎水性の液体（有機溶剤、油等）と水との混合液を強撹拌して静置すると、エマルジョンが一時的には生じるが、短時間でエマルジョン状態が解消することが多い。しかし、上述した含油スケールと有機溶剤との混合液のように、親水性（ぬれ性）が高いスケールの微細粒子を含有する混合液を強撹拌して静置すると、エマルジョンが容易に破壊されずに安定化してしまうことがある。これは、固形分である微細粒子が乳化剤として機能して、微細な水滴と有機溶剤相との界面、若しくは、微細な有機溶剤滴と水相との界面に微細粒子が介在することで、エマルジョンが安定化するからである。エマルジョンが安定化すると、疎水性の液体（有機溶剤、油等）と水とを好適に分離できなくなってしまうので、エマルジョンを破壊（解乳化）する必要がある。
【０００６】
かかるエマルジョンを破壊する方法として、エマルジョンの分散質（水滴又は有機溶剤滴）と分散媒（有機溶剤又は水）の界面に介在する比重の大きい微細粒子に遠心力を作用させる方法が考えられる。この遠心力により、水滴と有機溶剤相との界面、若しくは有機溶剤滴と水相との界面に介在する微細粒子は、当該界面から除去されるため、水と有機溶剤のみからなるエマルジョンとなる。この結果、水滴、若しくは有機溶剤滴は、合一して大きくなり、短時間でエマルジョンは破壊（解乳化）される。
【０００７】
従来、混合液に遠心力を作用させる装置としては、種々の遠心分離機が提案されている。例えば、特許文献２には、回転体内で遠心力により固液分離若しくは液液分離を行うスクリューデカンター型の遠心分離機が開示されている。また、特許文献３には、多重板からなる回転体内にスラリーを投入し、遠心力を作用させる多重円盤型の遠心分離機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１３２０１１号公報
【特許文献２】特開平３−２３８０５９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４９３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の遠心分離機はいずれも、固形物と液体を分離し、若しくは軽液と重液を分離し、かつ、それぞれを遠心分離機から別々に回収することを目的に作られている。このため、遠心分離機は、比較的大きな遠心加速度の遠心力を付与することができる反面、遠心分離機の構造が複雑であり、装置が大きく、かつ、高価であるという問題もあった。
【００１０】
ところが、上記のように、２つの液体の界面に微細粒子が介在して安定化しているエマルジョンを破壊するという目的のためには、遠心力により微細粒子を当該界面から除外するだけでよく、従来の遠心分離機のように分離した後に、微細粒子と液体それぞれを別々に回収する必要はない。また、界面に介在している微細粒子を除去するだけで、エマルジョンが破壊（解乳化）されるので、エマルジョンの破壊後に混合液を静置すると、水と有機溶剤の混合液は比重の差異により２つの液相に自然に分離する。例えば、有機溶剤の比重が１未満の時は、下から微細粒子相、水相、有機溶剤相の順に分離され、有機溶剤の比重が１〜１．８の時は、下から微細粒子相、有機溶剤相、水相の順に分離される。
【００１１】
このため、上記遠心分離機など、エマルジョン破壊のためにエマルジョンに遠心力を作用させる装置（以下、遠心力付与装置という。）としては、重液と軽液の界面から微細粒子を除去するために必要最小限の遠心力を作用させることが可能な装置を用いればよく、必要以上に大きな遠心力を付与可能な、大きくて高価な装置を用いる必要はない。
【００１２】
ところで、エマルジョンを破壊するために必要な遠心加速度（以下、「エマルジョン破壊強度」という場合もある。）は、微細粒子のぬれ性や粒子径などの影響を受けるので、エマルジョン破壊強度は、処理対象のエマルジョンに含まれる微細粒子の特性によって異なる。このため、何らかの原因で微細粒子のぬれ性が変化して、エマルジョン破壊強度が大きく変化する場合、大きな遠心力を付与可能にするために、遠心力付与装置の回転体の回転数若しくは半径を大きくする必要があり、設備費用が非常に高くなる。言い換えれば、エマルジョン破壊強度を低位安定化することができれば、遠心力付与装置により発生させる遠心加速度を小さくすることができるので、小さく安価な遠心力付与装置を使用できるといえる。
【００１３】
また、エマルジョン破壊強度に影響を与える別の因子として、処理対象のエマルジョンのｐＨが挙げられる。ここで、水と有機溶剤と微細粒子とを混合したエマルジョンのｐＨ緩衝能が小さい場合、エマルジョン破壊強度は変動しやすくなり、遠心力によるエマルジョンの破壊を安定的に実行できなくなるという問題があった。なお、エマルジョンのｐＨとは、エマルジョンに含まれる水相部分のｐＨを示す。
【００１４】
例えば、スケールやダストは鉄鋼製造時の熱延工程又は精錬工程で発生する微細粒子である。これらスケールやダストの微細粒子が水と混合しスラリー化すると、そのスラリーは中性を示すが、中性付近におけるｐＨ緩衝能は小さく、当該スラリーのｐＨは変動しやすい。例えば、高アルカリ物質であるＣａＯ成分を含むスラグに隣接して、スケールやダストの微細粒子を屋外で保管する場合、当該スケールやダストにスラグ微粉が混入しやすい。このため、スラグ微粉が混入したスケールやダストを水でスラリー化した場合、当該スラリーのｐＨは変動しやすくなる。従って、かかるスラリーに有機溶剤を混合してエマルジョンが生成された場合、当該エマルジョンのｐＨが、エマルジョン破壊強度を最小にできる適正なｐＨ領域から外れる可能性がある。さらに、上記スラグ微粉の混入量や微細粒子のぬれ性等の変動により、当該エマルジョンのｐＨが変動することもある。このため、処理対象のエマルジョンのｐＨが適正なｐＨ領域からずれたり、変動したりすること等が原因で、エマルジョン破壊強度を低位安定化できず、エマルジョン破壊を安定的に実行できなくなることがあった。従って、エマルジョンのｐＨを、エマルジョン破壊強度を低位安定化できる適正なｐＨ領域の範囲内に調整した上で、当該ｐＨ調整後のエマルジョンに対し遠心力を作用させて、破壊することが好ましい。
【００１５】
一方、エマルジョンを破壊して水相と有機溶剤相と微細粒子相とに分離した後、当該分離された水相と有機溶剤相は系外に排出される。このようなエマルジョン破壊処理に伴って生じる系外排液は、排液のｐＨ基準（例えば、海洋排出のｐＨ基準であるｐＨ５．０以上、９．０以下）を満たす必要がある。従って、上記のようにエマルジョンのｐＨを、エマルジョン破壊強度を低位安定化できる適正なｐＨ領域内に調整しつつ、排液のｐＨ基準をも満たすように調整することが求められる。
【００１６】
なお、上記では、スケールの微細粒子による有機溶剤と水のエマルジョンの例について説明したが、その他の微細粒子とその他の疎水性の液体と水との組み合わせでも、同様なエマルジョンの問題が起こりうる。例えば、原油の採掘時には、原油及び水とともに、微細な土砂又は粘土成分も混入するため、微細な土砂等により原油と水がエマルジョン化している場合も考えられる。
【００１７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、エマルジョンのｐＨを適切に調整することにより、エマルジョンの破壊処理により生じる系外排液が排液のｐＨ基準を満たすようにし、かつ、エマルジョンの破壊に必要な遠心加速度を低位安定化して、エマルジョンを安定的に破壊できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
疎水性の液体と水と固体粒子とが懸濁したエマルジョンを破壊するエマルジョン破壊方法において、
前記エマルジョンの複数のサンプルのｐＨを相異なる値に調整し、かつ、前記複数のサンプルに相異なる遠心加速度の遠心力を作用させ、前記遠心力を作用させた後の前記各サンプルのエマルジョン相率を測定する試験を行うことにより、前記エマルジョンのｐＨと前記遠心加速度と前記エマルジョン相率との相関関係を測定する測定工程と、
前記エマルジョンのｐＨ設定値が５．０以上、９．０以下となり、かつ、前記エマルジョン相率が０．５以下となる第１条件を満たすように、前記相関関係に基づいて、前記ｐＨ設定値及び前記遠心加速度の設定値を設定する設定工程と、
破壊対象の前記エマルジョンに対して、ｐＨを前記ｐＨ設定値に調整するｐＨ調整工程と、
前記ｐＨが調整された前記エマルジョンに対して、前記遠心加速度の設定値の遠心力を作用させることにより、前記エマルジョンを破壊するエマルジョン破壊工程と、
を含むことを特徴とする、エマルジョン破壊方法が提供される。
【００１９】
前記設定工程において、
前記第１条件を満たすように前記遠心加速度の設定値を設定したとき、当該遠心加速度の設定値が、前記エマルジョン破壊工程において前記遠心力を作用させる装置により付与可能な遠心加速度の最大値を超える場合には、
前記エマルジョン相率が０．５以下となる第２条件を満たすように、前記相関関係に基づいて、前記ｐＨ設定値を５．０未満又は９．０超に設定し、かつ、前記遠心加速度の設定値を前記最大値以下に設定するようにしてもよい。
【００２０】
前記エマルジョン破壊工程では、エマルジョン破壊装置を用いて、前記ｐＨが調整された前記エマルジョンに対して前記遠心加速度の設定値の前記遠心力を作用させ、
前記エマルジョン破壊装置は、
前記エマルジョンを貯留する容器と、
前記エマルジョンに浸漬され、円筒軸が鉛直方向になるように配置される円筒状の胴体を有する回転体と、
前記回転体に連結され、前記円筒軸を中心に前記回転体を回転させる回転機構と、
を備え、
前記回転体の前記胴体の下端には、前記胴体の下側の開口部を絞る絞り部が周方向に沿って設けられており、
前記遠心加速度の設定値に応じた回転数で前記回転体を回転させることにより、前記回転体の内部の前記エマルジョンに対して前記遠心加速度の設定値の前記遠心力を作用させるようにしてもよい。
【００２１】
前記ｐＨ調整工程において、
前記エマルジョンのｐＨを前記ｐＨ設定値に調整するために、
前記水と前記固体粒子とが懸濁したスラリーのｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することにより得られるｐＨ測定値に基づいて、前記スラリーに対してｐＨ調整剤を添加して、前記スラリーのｐＨを前記ｐＨ設定値に調整した後に、前記スラリーに前記疎水性の液体を混合することにより、前記ｐＨが調整された前記エマルジョンを生成するようにしてもよい。
【００２２】
前記ｐＨ調整工程と前記エマルジョン破壊工程を同時並行で行いながら、
前記ｐＨ調整工程において、
前記エマルジョンのｐＨを前記ｐＨ設定値に調整するために、
前記エマルジョン破壊工程によって前記エマルジョンから分離された水相のｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することにより得られるｐＨ測定値に基づいて、前記エマルジョン破壊工程に供される前の前記エマルジョンに対してｐＨ調整剤を添加するようにしてもよい。
【００２３】
前記測定工程において、
前記相関関係を測定するために、
前記水と前記固体粒子とが懸濁したスラリーの複数のサンプルのｐＨを、ｐＨ計を用いて測定することにより得られるｐＨ測定値に基づいて、前記スラリーの複数のサンプルに対してｐＨ調整剤を添加して、前記スラリーの複数のサンプルのｐＨを相異なる値に調整した後に、前記スラリーの各サンプルに前記疎水性の液体を混合することにより、前記エマルジョンの複数のサンプルを生成し、
前記エマルジョンの複数のサンプルに対して相異なる遠心加速度の前記遠心力を作用させ、前記遠心力を作用させた後の前記各サンプルの前記エマルジョン相率を測定するようにしてもよい。
【００２４】
前記測定工程において、
前記相関関係を測定するために、
前記エマルジョンの複数のサンプルに対して相異なる量又は濃度のｐＨ調整剤を添加した後に、前記エマルジョンの複数のサンプルに対して相異なる遠心加速度の前記遠心力を作用させ、
前記遠心力を作用させた後の前記エマルジョンの各サンプルに関し、前記エマルジョン相率を測定するとともに、前記遠心力の作用により前記エマルジョンから分離された水相のｐＨを、ｐＨ計を用いて測定するようにしてもよい。
なお、前記ｐＨ計としては、電極式のｐＨ計等の連続測定可能なｐＨ計を用いることが好ましい。
【００２５】
以上の構成により、予備試験により得られた相関関係に基づいて、ｐＨ設定値が５．０以上、９．０以下となり、かつ、エマルジョン相率が０．５以下となるように、ｐＨ設定値及び遠心加速度の設定値が設定される。そして、エマルジョンのｐＨをｐＨ設定値に調整した上で、当該エマルジョンに対して遠心加速度の設定値の遠心力を作用させることにより、エマルジョンを破壊する。これにより、当該破壊処理後のエマルジョンは、疎水性液体相とエマルジョン相と水相とに分離され、エマルジョン相率が０．５以下となる。従って、エマルジョン破壊工程における遠心加速度と、破壊処理後のエマルジョン相率を低位安定化できるので、エマルジョン破壊処理を安定的に実行できる。さらに、エマルジョン破壊処理により生じる系外排液（水相）が、排液のｐＨ基準を満たすようにすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、エマルジョンのｐＨを適切に調整することにより、エマルジョンの破壊処理により生じる系外排液が排液のｐＨ基準を満たすようにし、かつ、エマルジョンの破壊に必要な遠心力を低位安定化して、エマルジョンを安定的に破壊できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】エマルジョンを示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るエマルジョン破壊装置の要部を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置の回転体を示す斜視図である。
【図４】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置を用いて遠心力によりエマルジョンを破壊する原理を示す模式図である。
【図５】遠心力の作用により分離された軽液相、エマルジョン相、重液相及び微細粒子相を示す模式図である。
【図６】遠心加速度と作用力との関係を示すグラフである。
【図７】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置の第１の変更例を示す模式図である。
【図８】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置の第２の変更例を示す模式図である。
【図９】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置の全体構成を示す模式図である。
【図１０】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置の全体構成の変更例を示す模式図である。
【図１１】同実施形態に係るエマルジョン破壊装置及びその周辺装置を備えたエマルジョン処理装置の構成を示す模式図である。
【図１２】エマルジョン相率Ｅとリターン投入量比ｒとの関係を示すグラフである。
【図１３Ａ】本発明の実施例１に係る相関関係を示すグラフである。
【図１３Ｂ】本発明の実施例２に係る相関関係を示すグラフである。
【図１３Ｃ】本発明の実施例３に係る相関関係を示すグラフである。
【図１４】同実施形態に係るエマルジョン破壊方法を示すフローチャートである。
【図１５】同実施形態に係るエマルジョン破壊方法の設定工程を示すフローチャートである。
【図１６】同実施形態に係るエマルジョン破壊方法の測定工程における相関関係の測定方法（１）を示すフローチャートである。
【図１７】同実施形態に係るエマルジョン破壊方法の測定工程における相関関係の測定方法（３）を示すフローチャートである。
【図１８】同実施形態に係る油分分離装置を示す模式図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る遠心力付与装置である遠心分離機の構成を示す模式図である。
【図２０】同実施形態に係る遠心分離機およびその周辺装置を備えたエマルジョン処理装置の構成を示す模式図である。
【図２１】同実施形態に係る油分分離装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２９】
［１．エマルジョンの構成］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るエマルジョン破壊方法による処理対象であるエマルジョンについて説明する。図１は、本実施形態に係るエマルジョンを示す模式図である。
【００３０】
一般に、エマルジョン（Ｅｍｕｌｓｉｏｎ）は、相互に混じり合わない２種の液体であって、一方の液体中に他方の液体が微細な液滴となって分散している分散系溶液を意味し、乳濁液とも称される。本実施形態に係るエマルジョンは、比重の異なる２種の液体（以下、比重が大きい方の液体を「重液」、比重が小さい方の液体を「軽液」という。）と、微細な固体粒子（以下、「微細粒子」という。）が懸濁した分散系溶液を意味する。本実施形態に係るエマルジョンでは、重液又は軽液のいずれか一方が水であり、他方が疎水性の液体（例えば、疎水性の有機溶剤、油など）である。
【００３１】
ここで、疎水性の液体とは、例えば、２０℃の水に対する溶解度が０ｇ／リットル超、５．０ｇ／リットル以下の液体であり、例えば、以下の表１に示すような、該溶解度が５．０ｇ／リットル以下の疎水性の有機溶剤（以下、単に「有機溶剤」とも呼称する。）又は各種の油等である。疎水性の液体は、水に対して溶解しにくいので、両者を混合して撹拌すると、疎水性の液体と水とのエマルジョンが生成され易い。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
図１に示すように、本実施形態に係るエマルジョン１は、重液２と軽液３と微細粒子４とが懸濁した分散系溶液である。例えば、重液２は水［比重：１］であり、軽液３は比重が１未満の有機溶剤（例えば、ｎ−ヘキサン［比重：０．６６］）であり、微細粒子４は含油スケールに含まれる微細スケール（粒子径：５０μｍ以下）である。
【００３４】
かかるエマルジョン１では、分散媒である軽液３（例えば有機溶剤）中に、分散質である重液２の微細な液滴（例えば水滴）が分散している。ここで、軽液３と重液２の液滴との界面には、親水性（ぬれ性）が高い微細粒子４が多数介在しており、当該微細粒子４が乳化剤として機能する。このため、エマルジョン１が安定化するので、エマルジョン１が解消され難く、重液２と軽液３の相分離系に移行させ難い。このように、本実施形態では、疎水性の液体と水と固形物の微細粒子４とが懸濁し、疎水性の液体と水との界面間に微細粒子４が介在し、安定化したエマルジョンを対象としている。
【００３５】
ここで、上記のエマルジョン１の具体例を例示する。エマルジョン１は、例えば、油分を含んだスケールの微細粒子（鉄鋼業において、鋼材の製造中に鋼材を水冷する際に発生する微細なミルスケール等）と、水と、有機溶剤とを混合及び撹拌した懸濁液であってもよい。この懸濁液は、後述する油分分離装置において、水と油分を含んだスケールから有機溶剤中に油分を抽出するために、当該スケールと、抽出剤である有機溶剤とを混合及び撹拌することで生じる。また、エマルジョン１は、例えば、原油採掘時に生じる、原油（比重０．８〜０．９８；軽液３に相当する。）と水（重液２に相当する。）と微細な土砂又は粘土（微細粒子４）との懸濁液であってもよい。なお、かかる有機溶剤又は油等の疎水性の液体の比重は、例えば０．５〜１．８であり、微細粒子の真比重は、例えば２．０〜６．０である。
【００３６】
また、図１に示したように、水よりも比重が小さい有機溶剤（例えば、ノルマル−ヘキサン［比重：０．６６］）と水とのエマルジョン１では、分散質である重液２が水となり、分散媒である軽液３が有機溶剤になるが、かかる例に限定されない。例えば、水よりも比重が大きい有機溶剤（例えば、１−ブロモプロパン［比重：１．３５］）と水とのエマルジョン１では、分散質である重液２が有機溶剤となり、分散媒である軽液３が水になる。かかるエマルジョン１も、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置の処理対象となりうる。
【００３７】
上記のようなエマルジョン１は、軽液３と重液２の液滴との界面に介在する微細粒子４によりエマルジョン１の分散系が安定化し、軽液３と重液２の二相に分離しにくい。しかし、エマルジョン１中の微細粒子４に遠心力を作用させれば、当該微細粒子４が軽液３と重液２の液滴との界面から除去され、軽液３中に重液２の液滴が混在したエマルジョンとなるため、短時間でエマルジョンを解消できる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、エマルジョン破壊装置を用いて、エマルジョン１中の微細粒子４に遠心力を作用させて、重液２と軽液３との界面から微細粒子４を除去することで、エマルジョン１を破壊（即ち、解乳化：ｄｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）する。これにより、エマルジョン１として安定している分散系を積極的に破壊して、比重の異なる２種の液体（即ち、水と疎水性の液体）の相分離系へ移行させ、両液体を好適に分離することができる。
【００３９】
なお、上記のようにエマルジョンとは、乳濁状態の分散系溶液を意味するが、エマルジョンは、乳濁状態の分散系溶液のみを厳密に指すものではない。本実施形態に係るエマルジョンは、少なくとも乳濁状態の分散系溶液を含む液体を指し、例えば、エマルジョンには、乳濁状態の分散系溶液以外にも、相分離系の液体（例えば、水又は有機溶媒等）が含まれてもよい。つまり、エマルジョンは、一般的な乳濁状態の２種の液体及び固体粒子（例えば、水、有機溶剤及び微細粒子）と、それ以外の液体（例えば、水又は有機溶媒）の混合液のことを指す場合もある。
【００４０】
また、図１では軽液３内に重液２の滴が安定状態となったエマルジョン１（重液／軽液エマルジョン）を示しており、この重液／軽液エマルジョンが一般的に生成される。しかし、エマルジョンは、かかる例に限定されず、例えば、重液内に軽液滴が安定状態となったエマルジョン（軽液／重液エマルジョン）が生成される場合もあり、この軽液／重液エマルジョンも、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法の処理対象となりうる。
【００４１】
［２．エマルジョン破壊装置の構成］
次に、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法に用いられるエマルジョン破壊装置の要部の構成と、エマルジョン破壊装置を用いたエマルジョンの破壊原理等について説明する。なお、本実施形態では、エマルジョンに遠心力を付与する遠心力付与装置として、エマルジョンの破壊処理のために専用に考案された特別なエマルジョン破壊装置を用いる。しかし、本発明においてエマルジョンに遠心力を付与する装置（以下、「遠心力付与装置」という。）は、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置の例に限定されず、エマルジョンに遠心力を付与可能な装置であれば、例えば、後述する遠心分離機３０（第２の実施形態の図１９を参照。）等、他の装置であってもよい。
【００４２】
［２．１．エマルジョン破壊装置の要部の構成］
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置の要部の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の要部を示す模式図である。図３は、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の回転体７を示す斜視図である。なお、図２中の実線矢印は、回転体７の回転に伴う重液２と軽液３の混合液（エマルジョン１）の流れを示し、点線矢印は、回転体７の回転に伴う軽液３の流れを示しており、他の図（図８、図９等）でも同様である。
【００４３】
図２に示すように、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０は、エマルジョン１を貯留する容器６と、エマルジョン１に浸漬される円筒状の回転体７と、回転体７の上部に連結される回転軸８１を中心に回転体７を回転させる回転機構８とを備える。
【００４４】
容器６は、エマルジョン１を貯留するための貯留槽である。容器６は、外部から供給されたエマルジョン１を貯留し、エマルジョン１の破壊処理後に処理液を外部に排出する。容器６は、エマルジョン１を貯留可能であれば、円形、角形など任意の形状、大きさの槽で構成することができる。回転体７の外側で、かつ、容器６内の領域において発生する乱流条件下では、再エマルジョン化が発生しやすいが、再エマルジョン化を抑制するためには、容器６の形状は、乱流状態が発生しにくい円形が好ましい。容器６の側壁には、必要に応じて、エマルジョン１の供給口（図示せず。）と、処理液の排出口（図示せず。）が設けられる。
【００４５】
回転体７は、エマルジョン１に遠心力を作用させてエマルジョン１を破壊するための回転部材である。回転体７は、全体として円筒状を有し、容器６に貯留されたエマルジョン１中に浸漬して配置される。この際、回転体７の全体がエマルジョン１中に浸漬されるように配置されてもよいし、或いは、回転体７の下部側が部分的にエマルジョン１中に浸漬されるように配置されてもよい（図２参照。）。また、回転体７の円筒軸が鉛直方向になるようにして、回転体７がエマルジョン１中に配置される。
【００４６】
図２及び図３に示すように、回転体７は、円筒状の胴体７１と、胴体７１の下側の円形の開口部７２を絞る絞り部７３と、胴体７１の上側の円形の開口部を塞ぐ蓋部７４とを備える。図２及び図３に示す絞り部７３は、胴体７１の下端に周方向に沿って設けられ、該下端から斜め下方に張り出した逆テーパ形状を有する。絞り部７３の肉厚は、胴体７１の肉厚と同一である。この絞り部７３により、回転体７の胴体７１の下側の開口部７２は下方に向かうにつれて絞られる、即ち、当該開口部７２の開口面積は下方に向かうにつれて縮小される。
【００４７】
蓋部７４は、胴体７１の上端に設けられる円盤状の部材であり、回転体７の胴体７１の上側の円形の開口部を塞ぐ。この蓋部７４は、回転体７と回転軸８１を連結する連結部材としても機能し、円盤状の蓋部７４の中心に回転軸８１が連結される。また、蓋部７４には、空気孔として機能する複数の貫通孔７５が上下方向に貫通形成されている。回転体７を下方に移動させてエマルジョン１に浸漬するとき、又は外部から容器６にエマルジョン１を供給するときには、当該貫通孔７５を通じて回転体７の内部の空気が回転体７の外部に抜けるため、回転体７の内部空間にエマルジョン１が容易に浸入できる。
【００４８】
回転体７の内径をｄ１、容器６の内径をＤ１とすると、通常、ｄ１／Ｄ１が、０．０８〜０．３となるように回転体７と容器６を設計することが好ましい。ｄ１／Ｄ１が０．０８未満であると、エマルジョン１を破壊するのに時間がかかり、容器６の容量も大きくなる。ｄ１／Ｄ１が０．３を超えると、回転体７の外側で、かつ、容器６内の領域において発生する乱流が強くなり、再エマルジョン化が発生しやすくなる。従って、回転体７の外側での再エマルジョン化を抑制しつつ、回転体７によりエマルジョン１を効率的に破壊するためには、ｄ１／Ｄ１が０．０８〜０．３であることが好ましい。
【００４９】
回転機構８は、回転軸と８１と、制御部８２と、モータ等の駆動装置（図示せず。）とを備える。回転軸８１は、上記回転体７の上端に連結され、駆動装置の回転力を回転体７に伝達する。上記円筒状の回転体７の胴体７１の円筒軸と回転軸８１は同一の軸線上にあり、両者はともに鉛直方向に延びる。かかる回転機構８は、回転軸８１を中心に（即ち、胴体７１の円筒軸を中心に）、回転体７を所定の回転数で回転させる。
【００５０】
制御部８２は、オペレータによる入力指示に基づいて、又は予め設定されたプログラムに従って、上記駆動装置を制御することで、回転体７の回転数を制御する。かかる制御部８２により、回転体７の回転数が可変となる。制御部８２により回転体７の回転数を制御することで、回転体７の回転により回転体７内のエマルジョン１に作用させる遠心力の大きさ（遠心加速度）を調整できる。例えば、回転体７の回転により生じる遠心力でエマルジョン１を破壊する場合には、制御部８２は、回転体７の回転数を上昇させて、エマルジョン１に作用させる遠心力を高める。一方、エマルジョン１の破壊に伴い回転体７の内部に堆積した微細粒子４を回転体７の下側の開口部７２から下方に排出する場合には、制御部８２は、回転体７の回転数を低下させるか、回転体７の回転を停止させるか、或いは、回転体７を逆回転させる。
【００５１】
以上の構成のエマルジョン破壊装置１０は、容器６に貯留された重液２と軽液３のエマルジョン１中に回転体７を浸漬し、回転機構８により回転軸８１を中心として回転体７を回転させる。これにより、回転体７の内部のエマルジョン１を回転させて、回転体７の内周面付近で該エマルジョン１に対して遠心力を作用させる。この結果、当該遠心力により重液２と軽液３の界面に介在する固形物の微細粒子４を当該界面から除外することで、エマルジョン１を破壊（解乳化）して、重液２と軽液３に分離する。このように、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０では、回転体７の回転により回転体７内のエマルジョン１に遠心力を作用させて、エマルジョン１を破壊する。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０は、容器６内のエマルジョン１に浸漬された回転体７を回転機構８により回転させるだけの比較的シンプルな装置構成である。従って、本実施形態にエマルジョン破壊装置１０は、従来の遠心分離機と比べて、構造が簡易で小型かつ安価でありながら、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心力をエマルジョン１に的確に作用させることができるという利点を有する。
【００５３】
［２．２．エマルジョンの破壊原理］
次に、図４を参照して、上記構成のエマルジョン破壊装置１０を用いて遠心力によりエマルジョン１を破壊する原理について説明する。
【００５４】
図４に示すように、重液２（例えば水）と軽液３（例えば有機溶剤）の界面に微細粒子４が介在するため安定化しているエマルジョン１中に、回転体７を浸漬して回転させると、回転体７の内部のエマルジョン１は、回転体７と共に回転して遠心力を受ける。この際、回転体７の胴体７１の内周面付近の領域７６では、中心領域よりも回転径及び回転速度が大きいので、当該領域７６に位置するエマルジョン１が最大の遠心力を受ける。
【００５５】
上記のように回転体７を回転させて、回転体７内のエマルジョン１に遠心力を与えることで、重液２と軽液３の界面に介在する微細粒子４を当該界面から除外できる。この結果、微細粒子４が除去された重液２と軽液３のみからなるエマルジョンを、攪拌すれば、比較的容易に乳濁状態が解消されて、重液２と軽液３の相分離系に分離できる。このように回転体７により生じる遠心力でエマルジョン１を破壊する場合、上記回転体７の胴体７１の内周面付近の領域７６で、エマルジョン１に最も遠心力が作用するため、当該領域７６において微細粒子４が除外されて、エマルジョン１が破壊され易い。
【００５６】
ここで、回転体７の回転中のエマルジョン１の流動について説明する。回転体７の回転中には、図４及び図２に示すように、回転体７の回転に伴って、容器６中のエマルジョン１は流動する。詳細には、容器６内のエマルジョン１は、回転体７の下側の開口部７２の中心領域（円筒軸上及びその周辺）から回転体７内に流入する。そして、回転体７内のエマルジョン１は、回転体７の回転力により、回転体７の中心領域から上記回転体７の内周面付近の領域７６に流動し、当該領域７６に滞留している間に強い遠心力を受ける。この結果、当該領域７６において微細粒子４が重液２と軽液３の界面から除去されるため、エマルジョン１が破壊され易くなる。その後、当該界面から微細粒子４が除去されたエマルジョン１は、回転体７の下側に流動し、絞り部７３を乗り越えて下側の開口部７２から回転体７外に流出する。そして、回転体７の外側において、回転体７の回転力により撹拌されることで、エマルジョン１は、乳濁状態の分散系溶液から重液２と軽液３の相分離系溶液への移行が促進される。この結果、回転体７の外側の領域では、比重の小さい軽液３が浮上して、比重の大きい重液２が沈降するため、両液体が２相に分離される。
【００５７】
［２．３．回転体の絞り部］
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の特徴である回転体７の絞り部７３の構成と機能についてより詳細に説明する。
【００５８】
上記のようにして、回転体７の回転力を用いてエマルジョン１を破壊するためには、大きな遠心力が作用する回転体７の内周面付近の領域７６に、所定時間以上（例えば１秒以上）に渡ってエマルジョン１を滞留させることが重要である。このためには、回転体７内のエマルジョン１が回転体７の胴体７１の内周面に沿って上下方向に流動する速度を抑制し、できるだけ長い時間、当該領域７６にエマルジョン１を滞留させることが好ましい。
【００５９】
そこで、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０では、図２及び図３に示すように、回転体７の下端に絞り部７３を設けて、回転体７の下側の開口部７２を絞るような構造を採用している。かかる絞り部７３により回転体７の下側の開口部７２を狭くしているので、回転体７の内部のエマルジョン１が開口部７２から流出することを抑制し、回転体７内でのエマルジョン１の流速を低減できる。これにより、回転体７の内周面付近の領域７６にエマルジョン１を長時間滞留させて、該エマルジョン１に対して遠心力を十分に作用させることができる。
【００６０】
絞り部７３を設けない場合には、回転体７の下側の開口部７２からエマルジョン１がすぐに排出されてしまい、回転体７内のエマルジョン１に遠心力が作用する時間が非常に短くなり（例えば１秒未満）、エマルジョン１の破壊には至らない。一方、絞り部７３により開口部７２を狭くすることにより、回転体７内のエマルジョン１に対して遠心力が作用する時間が長くなり（例えば１秒以上）、エマルジョン１を好適に破壊できるようになる。
【００６１】
ここで、上記絞り部７３による開口部７２の絞り度合いの適正量を説明するために、回転体７の絞り部７３の高さｈと、胴体７１の高さＨとの関係について説明する。図２及び図３に示すように、絞り部７３の高さｈは、絞り部７３の先端と胴体７１の内周面との間の水平方向の高低差であり、絞り部７３による開口部７２の絞り量を表す。また、胴体７１の高さＨは、胴体７１の鉛直方向の長さである。
【００６２】
絞り部７３の高さｈは、胴体７１の高さＨの３％以上であることが好ましく（ｈ≧０．０３＊Ｈ）、Ｈの５．７％以上であることがより好ましく（ｈ≧０．０５７＊Ｈ）、Ｈの９．６％以上であることが更に好ましい（ｈ≧０．０９６＊Ｈ）。例えば、Ｈ＝３００ｍｍである場合、ｈは、９ｍｍ以上であることが好ましく（ｈ≧０．０３＊Ｈ）、１７ｍｍ以上であることがより好ましく（ｈ≧０．０５７＊Ｈ）、２９ｍｍ以上であることが更に好ましい（ｈ≧０．０９６＊Ｈ）。
【００６３】
ｈがＨの３．０％未満であると、絞り部７３が小さすぎるため、回転体７の内部のエマルジョン１が、回転体７の内周面に沿って上下方向に高速（＋０．２ｍ／秒超、又は−０．２ｍ／秒未満）で移動し、絞り部７３を乗り越えて、回転体７の下側の開口部７２から容易に流出してしまう。このため、回転体７の内部でエマルジョン１に対して、必要な大きさの遠心力を十分な時間に渡って作用させることができないので、エマルジョン１を好適に破壊できなくなってしまう。
【００６４】
これに対し、ｈがＨの３．０％以上であれば、回転体７の内周面付近に、回転体７の内部のエマルジョン１の流速が例えば上下方向に−０．２〜＋０．２ｍ／秒となる緩速領域を維持することができるので、エマルジョン１を好適に破壊できる。つまり、ｈがＨの３．０％以上であれば、絞り部７３が堰として機能し、回転体７の内部のエマルジョン１が絞り部７３を乗り越えて下側の開口部７２から流出することを抑制できる。これにより、回転体７の内部のエマルジョン１を回転体７の内周面付近に長く滞留させ、エマルジョン１の破壊に必要な大きさの遠心力を、十分な時間（例えば１秒以上）に渡ってエマルジョン１に対して作用させることができる。従って、回転体７によりエマルジョン１を好適に破壊できる。Ｈに対するｈの比（＝ｈ／Ｈ）が大きいほど、この破壊効果は高くなる。
【００６５】
［２．４．エマルジョン相率］
次に、図５を参照して、以下の説明で用いる「エマルジョン相率Ｅ」について説明する。重液２、軽液３及び微細粒子４を含むエマルジョン１を遠沈管に入れて、遠心力付与装置（遠心分離機）で遠心力をエマルジョン１に作用させた後に静置すると、遠心力が作用された後のエマルジョン１は、図５に示すように４相に分離される。この４相は、上側から、軽液相１０１、エマルジョン相１０２、重液相１０３、微細粒子相１０４である。
【００６６】
軽液相１０１は、遠心力の作用によりエマルジョン１から分離された軽液３を主体とする液相である。エマルジョン相１０２は、遠心力の作用によっても破壊されずに残存したエマルジョン１を主体とする乳濁状態の液相（微粒の微細粒子を含む。）である。重液相１０３は、遠心力の作用によりエマルジョン１から分離された重液２を主体とする液相である。微細粒子相１０４は、遠心力の作用によりエマルジョン１から分離されて沈殿した微細粒子４と重液２を主体とする固液混合相である。例えば、重液２が水、軽液３が有機溶剤（例えばヘキサン）、微細粒子４が微細スケールである場合には、軽液相１０１は有機溶剤相（例えばヘキサン相）となり、重液相１０３は水相となり、微細粒子相１０４は微細スケール相となる。なお、以下では、微細粒子相１０４にも重液２が含まれているので、重液相１０３及び微細粒子相１０４をまとめて重液相と称する場合もある。
【００６７】
また、図５に示すｄＡは軽液相１０１及びエマルジョン相１０２の厚さ［ｍｍ］であり、ｄＢは重液相１０３及び微細粒子相１０４の厚さ［ｍｍ］であり、ｄＣはエマルジョン相１０２の厚さ［ｍｍ］であり、ｄＤは微細粒子相１０４の厚さ［ｍｍ］である。
【００６８】
ここで、エマルジョン相率Ｅとは、次の式（１）に示すように、上記ｄＣをｄＡで除算した値（体積割合）である。つまり、エマルジョン相率Ｅは、「遠心力の作用によりエマルジョン１から分離された軽液相１０１及びエマルジョン相１０２の厚さｄＡ」に対する「遠心力の作用によっても破壊されずに残存したエマルジョン相１０２の厚さｄｃ」の比率である（Ｅ＝０〜１．０）。
エマルジョン相率Ｅ＝ｄＣ／ｄＡ              （１）
【００６９】
上記エマルジョン１に遠心力を作用させる前、つまり、重液２、軽液３及び微細粒子４の混合液を強攪拌した後は、通常、軽液相全体がエマルジョン１になっていることが多く、エマルジョン相率Ｅは、ほぼ１．０である。一方、遠心力を作用させてエマルジョン１を破壊した後は、図５に示すように、エマルジョン相率Ｅは低下し、例えば０．５以下となる。このように、エマルジョン相率Ｅは、エマルジョン破壊装置１０又は遠心分離機３０等の遠心力付与装置により、乳濁状態のエマルジョン１を破壊（解乳化）して軽液３の相と重液２の相とに分離できる度合いを表す指標となる。エマルジョン相率Ｅが低い場合には、遠心力によるエマルジョン１の破壊効率が高く、一方、エマルジョン相率Ｅが高い場合には、遠心力によるエマルジョン１の破壊効率が低いことを表す。
【００７０】
［２．５．エマルジョンの破壊に必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）］
次に、図４及び図６を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の回転体７によりエマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度（以下、「エマルジョン破壊強度」という場合もある。）と、該遠心力の作用時間について説明する。
【００７１】
図４の中の拡大図に示すように、回転体７の内部のエマルジョン１中の微細粒子４に対しては、遠心力と、浮力と、重力と、該遠心力に対する反力である抵抗力とが作用する。ここで、回転体７内においては、浮力と重力は小さいので無視できる。抵抗力は、微細粒子４のぬれ性（親水性）や粒子形状、粒子径等の影響を受ける。微細粒子４のぬれ性が大きい場合、微細粒子４は、重液２の液滴の表面から表面張力を受けると考えられ、この表面張力も抵抗力の一因となる。上記回転体７の回転によりエマルジョン１中の微細粒子４に作用する遠心力が、抵抗力に打ち勝つことで、重液２と軽液３の界面から微細粒子４が除去されて、エマルジョン１が破壊される。
【００７２】
エマルジョン１を破壊するために必要な遠心力は、微細粒子４の特性（例えば、微細粒子４のぬれ性、粒子の形状、粒子径、比重等）や、軽液３と重液２の比重差などの影響を受ける。このため、回転体７の回転によりエマルジョン１に作用させる遠心力を、処理対象のエマルジョン１中に含まれる微細粒子４の特性、又は軽液３と重液２の比重差などに応じて変化させることが好ましい。
【００７３】
図６は、微細粒子４の単位粒子径における遠心加速度ａ（ａ＝ｒω２）と作用力（微細粒子４に作用する遠心力と抵抗力）との関係を示すグラフである。
【００７４】
回転体７の回転数の増加に伴って、微細粒子４に作用する遠心力の大きさ、即ち、遠心加速度が増加する。図６に示すように、遠心加速度が増加して、反力である抵抗力が遠心力に対抗できなくなったときに、微細粒子４は重液２と軽液３の界面から除去される。エマルジョン１は破壊される微細粒子４の粒子径が小さいほど、また、微細粒子４のぬれ性が大きいほど、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）は増加する。
【００７５】
このように、回転体７によりエマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度（即ち、エマルジョン破壊強度）は、エマルジョン１に含まれる微細粒子４の特性（粒子径、ぬれ性、比重等）等によって変化する。具体的には、微細粒子４の粒子径又は比重が小さい場合には、微細粒子４に作用する遠心力は小さくなるため、エマルジョン破壊強度は大きくなる。一方、微細粒子４の粒子径又は比重が大きい場合には、微細粒子４に作用する遠心力は大きくなるため、エマルジョン破壊強度は小さくなる。また、微細粒子４のぬれ性が大きい場合、重液滴と微細粒子との粘着力が大きくなり、エマルジョン破壊強度が大きくなる。一方、微細粒子４のぬれ性が小さい場合、重液滴と微細粒子４との粘着力が小さくなり、エマルジョン破壊強度も小さくなる。
【００７６】
従って、エマルジョン破壊装置１０を用いてエマルジョン１を破壊する場合には、上記のような微細粒子４の特性や、軽液３と重液２の比重差に応じて、上記遠心加速度や遠心力の作用時間を適切な値に設定する必要がある。
【００７７】
例えば、図６に示した関係から分かるように、微細粒子４の粒子径が小さい場合には、回転体７の回転数若しくは半径（回転体７の胴体７１の内周面の半径）を大きくすることにより、回転体７の内周面付近の領域７６（図４参照。）で生じる遠心加速度を大きくする必要がある。また、微細粒子４のぬれ性によって、遠心力に対抗する最大抵抗力が変化する。このため、微細粒子４のぬれ性が高い場合にも、回転体７の回転数若しくは半径を大きくすることにより、当該領域７６で生じる遠心加速度を大きくする必要がある。
【００７８】
そこで、本実施形態に係る回転機構８の制御部８２は、微細粒子４の粒径又はぬれ性などの特性に応じて、回転体７の回転数を増加又は減少させる。これにより、回転体７内でエマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度の遠心力を、該エマルジョン１に作用させて、重液２と軽液３の界面から微細粒子４を除去して、該エマルジョン１を好適に破壊できる。
【００７９】
ところで、比較的簡易かつ小さな構造のエマルジョン破壊装置１０により付与可能な遠心加速度には、上限がある。従って、エマルジョン破壊装置１０を用いてエマルジョン１を破壊する場合には、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）を低位安定化することが好ましい。エマルジョン破壊強度を低位安定化するために重要な点は、次の（１）及び（２）のとおりである。
（１）微細粒子４のぬれ性（親水性）を小さくする。
（２）微細粒子４から超微細粒子群や比重が小さい粒子群を事前に分離する。
【００８０】
上記（１）の方法において、微細粒子４のぬれ性を小さくするためには、（ａ）微細粒子４の表面の粗度を小さくしたり、（ｂ）エマルジョン１に疎水化剤を添加したり、（ｃ）微細粒子４を含むエマルジョン１のｐＨを調整して微細粒子４のゼータ電位を小さくする方法が考えられる。しかし、（ａ）微細粒子４の表面の粗度を小さくする方法は、容易ではない。また、（ｂ）疎水化剤を使用する方法は、処理コストが大きくなり、好ましくない。
【００８１】
従って、（ｃ）微細粒子４を含むエマルジョン１のｐＨを調整し、微細粒子４のゼータ電位の絶対値を小さくすることで、ぬれ性を小さくする方法が、最も経済的であると考えられる。微細粒子４のゼータ電位の絶対値が大きいほど、微細粒子４の表面付近は、＋または−に強く帯電する。すると、電気的引力により、極性分子である水分子は帯電した微細粒子４の表面近辺に集められて、電気二重層が厚くなるので、ぬれ性が大きくなる。逆に、ゼータ電位の絶対値が小さいと、微細粒子４と水分子との電気的引力は小さくなり、電気二重層が小さくなるので、微細粒子４のぬれ性が小さくなる。
【００８２】
また、上記（２）の方法は、微細粒子４群中において、より粒子径が小さい超微細粒子群や比重が小さい粒子群を事前に分離しておき、エマルジョン１中に含まれる微細粒子４の粒子径や比重をできるだけ大きくする方法である。微細粒子４の沈降速度の差異を利用して、超微細粒子群や比重が小さい粒子群をある程度分離することは可能である。しかし、この方法では、分離した超微粒子群や比重が小さい粒子群の処理が別途必要となるため、プロセス全体から考えると好ましくない場合が多い。
【００８３】
以上の観点より、本実施形態では、上記（１）の（ｃ）のエマルジョン１のｐＨを調整する方法によって、エマルジョン破壊強度を低位安定化することを特徴としている。なお、エマルジョン１のｐＨとは、エマルジョン１に含まれる水相（水溶液）のｐＨを意味し、エマルジョン１に含まれる有機溶剤や油分のｐＨを意味するものではない。エマルジョン１のｐＨを調整した上でエマルジョン１を破壊する方法の詳細については後述する。
【００８４】
［２．６．エマルジョン破壊装置の回転体の絞り部の変更例］
次に、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の回転体７の絞り部７３の変更例について説明する。
【００８５】
上記図２の例のエマルジョン破壊装置１０では、回転体７の一部だけをエマルジョン１に浸漬し、蓋部７４を液面上に出した状態で、回転体７を回転させている。しかし、かかる例に限定されず、回転体７の全体をエマルジョン１に浸漬した状態で、回転体７を回転させてもよい。この構成でも、回転体７の内部でエマルジョン１に遠心力を作用させて、エマルジョン１を好適に破壊できる。この際、回転体７の回転中に、エマルジョン１の破壊により分離された軽液３が、回転体７の上部の蓋部７４に設けられた貫通孔７５から回転体７の内部に流入するようになる。
【００８６】
また。エマルジョン破壊装置１０の回転体７の絞り部７３の形状は、図２に示したような逆テーパ状の例に限定されない。回転体７の絞り部７３は、回転体７の下側の開口部７２を絞ることが可能な形状であれば、多様な形状に変更することができる。例えば、絞り部７３は、回転体７の胴体７１の下端に周方向に沿って設けられ、該下端から斜め上方に張り出した順テーパ形状を有してもよい。また、絞り部７３は、回転体７の胴体７１の下端に周方向に沿って設けられ、該下端から水平方向内側に張り出した平坦なリング形状を有してもよい。また、絞り部７３は、回転体７の胴体７１の下端に周方向に沿って設けられ、該下端から内側に張り出し、垂直断面が略三角形となるリング形状を有してもよい。
【００８７】
これら変更例の形状の回転体７であっても、回転体７の回転中に、回転体７の内部のエマルジョン１が下側の開口部７２から排出し難くなり、該回転体７の内周面付近の領域７６に該エマルジョン１を滞留させることができる。従って、該エマルジョン１に、必要な大きさの遠心力を適切な長い時間作用させることができるので、エマルジョン１を好適に破壊できる。
【００８８】
［２．７．エマルジョン破壊装置の回転体及びその周辺構成の変更例］
次に、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の回転体７及びその周辺構成の変更例について説明する。
【００８９】
上述したように、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度が小さい場合（例えば、１００Ｇ未満である場合）には、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の構成（図２参照。）であっても、特段の問題は生じない。
【００９０】
一方、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度が大きい場合（例えば、１００Ｇ以上である場合）、回転体７の回転数若しくは半径を大きくする必要がある。この場合には、以下の２つの課題が生じる。
【００９１】
（課題１）回転体７の内周面付近に、分離された微細粒子４が堆積しやすくなるため、該堆積した微細粒子４により回転体７が重くなり、回転動力が大きくなってしまう。
（課題２）回転体７の外側の領域において液体が強撹拌されて、回転体７を浸漬している容器６内の液体の乱流状態が強くなり、回転体７の外側の領域でエマルジョン１が再生成されてしまう。
【００９２】
上記（課題２）について詳述する。１００Ｇ以上の大きな遠心加速度を得るために回転体７の回転数若しくは半径を大きくした場合、容器６内の液体（エマルジョン１又は分離された重液２と軽液３等）が該回転体７により大きな撹拌力で撹拌され、該液体の流動が速くなる。特に、容器６内の回転体７の外側の領域で、液体の乱流状態が激しくなる。この結果、回転体７内で遠心力を用いてエマルジョン１を破壊して重液２と軽液３と微細粒子４に分離したとしても、該重液２と軽液３と微細粒子４が、強い乱流状態となっている回転体７の外側の領域において激しく撹拌・混合されて、エマルジョン１が再生成されてしまうことになる。
【００９３】
従って、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度が大きい場合、上記微細粒子４が堆積する問題（課題１）と、エマルジョン１が再生成する問題（課題２）を解決するために、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の構成（図２を参照。）に、種々の工夫を加えることが好ましい。
【００９４】
まず、図７を参照して、第１の変更例について説明する。図７に示すように、回転体７の下部と上部に１又は２以上の貫通孔（下部孔７７と上部孔７８）を設けてもよい。下部孔７７は、回転体７の下部の絞り部７３を鉛直方向に貫通するように形成され、主に比重の大きい重液２及び微細粒子４を、回転体７の外部に排出する排出孔として機能する。上部孔７８は、回転体７の上部の蓋部７４を鉛直方向に貫通するように形成され、主に比重の小さい軽液３を、回転体７の外部に排出する排出孔として機能する。これら下部孔７７と上部孔７８はそれぞれ、絞り部７３又は蓋部７４の外周部分（回転体７の胴体７１の側壁に近い側）に設けられることが好ましい。これにより、回転体７の回転時に、遠心力により回転体７の内周面付近の領域７６に堆積する微細粒子４を、下部孔７７と上部孔７８から効率的に外部に排出できる。
【００９５】
かかる構成により、回転体７の内周面付近の領域７６に堆積した微細粒子４が下部孔７７及び上部孔７８から回転体７の外部に適度に排出されるので、該領域７６に多量の微細粒子４が堆積することを防止できる。よって、回転体７内の微細粒子４の堆積による回転体７の重量及び回転動力の増加という問題（上記課題１）を解決できる。さらに、回転体７の下部孔７７から主に重液２及び微細粒子４が排出されやすく、回転体７の上部孔７８から主に軽液３が排出されやすい。これにより、回転体７の外側の領域において、軽液３は上部側に浮上し、重液２及び微細粒子４は下部側に沈降して、両者が分離されやすい。従って、微細粒子４を含んだ重液２と、軽液３とが混在する領域を減少させて、エマルジョン１の再生成を防止できる（上記課題２）。
【００９６】
さらに、図７に示すように、回転体７の胴体７１の内周面に、回転体７の中心に向かって水平に張り出した環状堰７９を設けてもよい。この環状堰７９は、回転体７の回転中に、回転体７内のエマルジョン１の流動を制御して、軽液３を上方に、重液２及び微細粒子４を下方に流動させるための越流堰として機能する。
【００９７】
かかる環状堰７９により、比較的比重の大きい重液２及び微細粒子４は、環状堰７９により上方への流動を阻害されるため、主に下方に向けて流動し、回転体７の下部の下部孔７７又は開口部７２から排出される。一方、比較的比重の小さい軽液３は、環状堰７９を乗り越えて更に上方に流動し、回転体７の上部の上部孔７８から排出される。これにより、回転体７の外側の領域において、上部孔７８から放出された軽液３と、下部から放出された微細粒子４及び重液２とを大きく離隔させることができる。従って、エマルジョン１を再生成するために必要な、重液２、軽液３、微細粒子４が狭い同一領域に同時に存在する確率を低下させることができる。よって、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心力が大きい場合であっても、高速回転する回転体７の外側の領域において、重液２及び微細粒子４と、軽液３とを好適に分離して、エマルジョン１の再生成を防止できる（上記課題２）。
【００９８】
次に、図８を参照して、第２の変更例について説明する。図８に示すように、回転体７の外側の領域において、容器６内の液体を上下に区分する仕切板９を設置してもよい。仕切板９は回転体７と容器６の側壁との間のスペースに、回転体７の胴体７１の全外周を取り囲むようにして配置される。仕切板９の内縁と回転体７の胴体７１の外周面との間には、若干の隙間９１が存在する。
【００９９】
かかる仕切板９を設けることにより、回転体７の内部でエマルジョン１を破壊して重液２と軽液３と微細粒子４とに分離したときに、比重の小さい軽液３が、仕切板９の上側の領域に滞留しやすくなる一方、比重の大きい重液２及び微細粒子４が、仕切板９の下側の領域に滞留しやすくなる。そして、仕切板９の主に上側に存在する軽液３と、主に下側に存在する重液２及び微細粒子４とが混合して、エマルジョン１が再生成されることを抑制できる。即ち、回転体７の回転により、回転体７の外側の液体は攪拌されて流動するが、仕切板９が存在することにより、当該撹拌による液体の流動を、容器６内の上下方向の流動を含む乱流ではなく、回転体７の外周を旋回する旋回流に変化させやすい。従って、エマルジョン１を破壊するために必要な遠心力が大きい場合であっても、高速回転する回転体７の外側の領域で、仕切板９の上下に区分された軽液３と重液２及び微細粒子４とが再度混合されて、エマルジョン１が再生成される確率を低減できる（上記課題２）。
【０１００】
また、仕切板９は水平に配置されてもよいが、図８に示すように、仕切板９をすり鉢状又は逆テーパ状として、仕切板９を容器６の側壁から回転体７に向かって下るように傾斜して配置（（傾斜角は例えば１５°以上）することが好ましい。これにより、仕切板９の上側に存在する微細粒子４は仕切板９の傾斜に沿って滑動し、仕切板９の内縁の隙間９１から仕切板９の下方に沈降するので、仕切板９上に微細粒子４が堆積することを防止できる。
【０１０１】
さらに、図８に示すように、傾斜した仕切板９の外縁部（容器６の側壁側）に、複数の貫通孔９２を形成し、仕切板９の下側に溜まった軽液３を仕切板９の上側に逃がすための排出孔として機能させてもよい。かかる貫通孔９２を設けることで、軽液３と、重液２及び微細粒子４との分離をさらに促進できる。つまり、図８に示すように、仕切板９の下側の領域で重液２から分離された軽液３は、浮上して、傾斜した仕切板９の外縁部と容器６の側壁との間の鋭角領域に滞留しやすい。このため、仕切板９の外縁部に貫通孔９２を設けることで、当該滞留した軽液３を、貫通孔９２を通じて仕切板９の上部に逃がしつつ、仕切板９によりその上下の液体の混合を抑制できる。よって、軽液３と重液２とをより効果的に区分して、エマルジョン１の再生成を抑制できる（上記課題２）。
【０１０２】
以上のように、回転体７の外部の領域におけるエマルジョン１の再生成を抑制することで、回転体７の内部で生じるエマルジョン１の破壊が優勢になり、全体としてエマルジョン１が消失していく。
【０１０３】
［２．８．エマルジョン破壊装置の全体構成］
次に、図９を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置の全体構成について説明する。図９は、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の全体構成を示す模式図である。
【０１０４】
図９に示すように、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０は、上述した容器６、回転体７及び回転機構８等の要部の構成に加えて、セトラー２０をさらに備える。セトラー２０は、複数種類の液体の混合液を静置して、比重差を用いて該液体を分離する分離装置であり、容器６に対して配管２４を介して接続される。セトラー２０は、該容器６から配管２４を通じて導入されたエマルジョン１の破壊処理後の処理液を、比重差を利用して、軽液３（軽液相）と、エマルジョン１（エマルジョン相）と、重液２及び微細粒子４（重液相）とに分離する。かかるセトラー２０は、上述した回転体７を用いたエマルジョン１の破壊処理を連続処理で行う場合に有用である。
【０１０５】
回転体７を用いたエマルジョン１の破壊処理を回分処理で行う場合には、処理終了時に回転体７の回転を停止するため、回転体７が浸漬された容器６内の処理液の流動はほぼ停止する。従って、エマルジョン１の破壊によって生じた軽液相は容器６内の最上相にあり、微細粒子４や重液２、エマルジョン１を含まないので、当該軽液相から軽液３のみを適切に回収することができる。
【０１０６】
しかしながら、回転体７を用いたエマルジョン１の破壊処理を連続処理で行う場合には、回転体７の回転を停止しないため、容器６内の処理液は流動したままとなる。従って、比重が大きい微細粒子４や重液２、エマルジョン１が、最上相の軽液相に混入することがある。このため、容器６から単に軽液相を抽出しても、微細粒子４や重液２、エマルジョン１が含まれない軽液３を得ることは困難である。
【０１０７】
そこで、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０では、エマルジョン１の破壊処理を連続処理で行うために、図９に示すように、上記容器６及び回転体７及び回転機構８を備えた装置の後段に、セトラー２０を設置する。このセトラー２０内で、比重差を用いて、軽液３と、エマルジョン１と、重液２及び微細粒子４とを分離することで、軽液３を連続的に回収することが可能となる。
【０１０８】
図９に示す例では、容器６内のエマルジョン１には、エマルジョン破壊装置１０の容器６とセトラー２０とが１本の配管２４で接続されている。配管２４の両端はそれぞれ、容器６の側壁の中央部と、セトラー２０の側壁の中央部とに接続されている。また、容器６の側壁の下部には、外部から容器６内にエマルジョン１を導入するための供給口２１が設けられる。さらに、セトラー２０の側壁の上部には、比重の小さい軽液３を排出するための上部排出口２２が設けられ、セトラー２０の側壁の下部には、比重の大きい重液２、微細粒子４及びエマルジョン１を排出するための下部排出口２３が設けられている。
【０１０９】
かかる図９に示すエマルジョン破壊装置１０の動作を説明する。容器６内でエマルジョン１に浸漬された回転体７を回転させることにより、回転体７内でエマルジョン１に遠心力が作用して、エマルジョン１中の微細粒子４が重液２と軽液３の界面から除外される。このように微細粒子４が界面から除去されたエマルジョン１の処理液は、容器６から配管２４を通じてセトラー２０に導入される。
【０１１０】
そして、セトラー２０内で、該エマルジョン１の処理液を静置することにより、比重の大きい微細粒子４、重液２及びエマルジョン１を沈降させ、これらを含まない軽液３を浮上させる。これにより、処理液が相分離されて、上から順に、軽液３を主に含む軽液相、残存したエマルジョン１を主に含むエマルジョン相、沈殿した微細粒子４及び重液２を主に含む重液相の３相に分離される。上部排出口２２は、セトラー２０の上部の軽液相に対応する位置に設けられているので、該上部排出口２２から軽液３が外部に排出される。一方、下部排出口２３は、セトラー２０の下部の重液相に対応する位置に設けられているので、該下部排出口２３から重液２、微細粒子４及び残存したエマルジョン１の混合液が外部に排出される。なお、当該下部排出口２３から排出されるエマルジョン１を含む混合液は、エマルジョン破壊装置１０の容器６に再投入されて、再度、エマルジョン１の破壊処理が施されてもよい。
【０１１１】
以上のように、エマルジョン破壊装置１０の後段にセトラー２０を設けることにより、容器６内で回転体７の回転によりエマルジョン１の処理液が流動していたとしても、後段のセトラー２０を用いて処理液を軽液３と重液２に安定的に分離できる。従って、容器６内における回転体７によるエマルジョン１の破壊処理と、セトラー２０での液相の分離処理とを同時並行して連続的に遂行できる。このような連続処理により、回分処理の場合よりも、軽液３と重液２の分離処理の効率を大幅に向上できる。
【０１１２】
次に、図１０を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０のセトラー２０の変更例について説明する。図１０は、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０の全体構成の変更例を示す模式図である。
【０１１３】
図１０に示すように、変更例に係るエマルジョン破壊装置１０としては、図８に示した仕切板９等を備えるエマルジョン破壊装置１０が用いられる。そして、このエマルジョン破壊装置１０の後段に、軽液相とエマルジョン相と重液相をより確実に分離及び回収するために、２つのセトラー２０Ａ、２０Ｂが設けられる。第１のセトラー２０Ａは、上記図９のセトラー２０と同様に、エマルジョン破壊処理後のエマルジョンの処理液を、比重差により、上から順に、軽液相とエマルジョン相と重液相の３相に一次分離する。また、第２のセトラー２０Ｂは、第１のセトラー２０Ａから供給されたエマルジョン相と重液相の混合液を、エマルジョン１を含むエマルジョン相と、重液２及び微細粒子４を含む重液相の２相に二次分離する。
【０１１４】
第１のセトラー２０Ａは、エマルジョン破壊装置１０の容器６と２本の配管（上部配管２５、下部配管２６）で接続されている。上部配管２５の両端はそれぞれ、容器６の側壁の上部と、第１のセトラー２０Ａの側壁の上部（軽液相に対応する位置）とに接続され、下部配管２６の両端はそれぞれ、容器６の側壁の下部と、第１のセトラー２０Ａの側壁の下部（エマルジョン相又は重液相に対応する位置）とに接続されている。さらに、第１のセトラー２０Ａの側壁の上部には、比重の小さい軽液３を排出するための上部排出口２２が設けられ、セトラー２０の側壁の下部には、比重の大きい重液２、微細粒子４及びエマルジョン１を排出するための下部排出口２３が設けられている。
【０１１５】
また、第２のセトラー２０Ｂは、第１のセトラー２０Ａの後段に配置され、配管１３６を介して第１のセトラー２０Ａと接続されている。配管１３６の両端はそれぞれ、第１のセトラー２０Ａの下部排出口２３と、第２のセトラー２０Ｂの側壁の下部（エマルジョン相又は重液相に対応する位置）とに接続されている。さらに、第２のセトラー２０Ｂの側壁の中央部（エマルジョン相に対応する位置）には、比較的比重の小さいエマルジョン１を排出するための中央排出口２７が設けられ、第２のセトラー２０Ｂの側壁の下部（重液相に対応する位置）には、比較的比重の大きい重液２、微細粒子４を排出するための下部排出口２８が、設けられている。
【０１１６】
かかる図１０に示すエマルジョン破壊装置１０の動作を説明する。容器６内でエマルジョン１に浸漬された回転体７を回転させることにより、回転体７内でエマルジョン１に遠心力が作用して、エマルジョン１中の微細粒子４が重液２と軽液３の界面から除外される。図８及び図１０に示す例のエマルジョン破壊装置１０は、図２及び図９に示す例のエマルジョン破壊装置１０と比べて、容器６内で重液２と軽液３を分離する能力が高い。従って、微細粒子４が界面から除去されたエマルジョン１の処理液は、容器６内の主に上部領域に滞留する軽液３と、主に中央及び下部領域に滞留する重液２、微細粒子４及び残存したエマルジョン１とに大まかに分離される。そして、容器６の上部領域の軽液３は、上部配管２５を通じて第１のセトラー２０Ａの上部に導入される。一方、容器６の中央及び下部領域の重液２、微細粒子４及び残存したエマルジョン１は、下部配管２６を通じて第１のセトラー２０Ａの下部に導入される。
【０１１７】
そして、第１のセトラー２０Ａ内で、該処理液を静置することにより、比重の大きい微細粒子４及び重液２は沈降し、残存したエマルジョン１は若干浮上し、比重の小さい軽液３は最上相まで浮上する。この結果、処理液が相分離されて、上記の軽液相、エマルジョン相、重液相の３相に分離される。そして、軽液３は上部排出口２２から配管１３３を通じて外部に排出される。また、重液２、微細粒子４及びエマルジョン１の混合液は、下部排出口２３から配管１３６を通じて第２のセトラー２０Ｂに排出される。
【０１１８】
その後、第２のセトラー２０Ｂ内で、第１のセトラー２０Ａから流入した処理液を静置することにより、比較的比重の大きい微細粒子４及び重液２は沈降し、比較的比重の小さいエマルジョン１は浮上する。この結果、処理液が相分離されて、残存したエマルジョン１を含むエマルジョン相と、重液２及び微細粒子４を含む重液相の２相に分離される。そして、エマルジョン１は、第２のセトラー２０Ｂの中央排出口２７から配管１３４、１３１を通じて、エマルジョン破壊装置１０の容器６に戻されて、再投入される。また、重液２及び微細粒子４の混合液は、下部排出口２８から配管１３５を通じて外部に排出される。
【０１１９】
上述したように、エマルジョン１は、重液２と軽液３と微細粒子４の混合液であり、図１に示したように、軽液３内に微細な重液２の滴が入り込み、その界面に微細粒子４が介在し、重液滴同士の合一化を阻害している乳濁状態である。このとき、重液２の量は軽液３の量に比べて少量（例えば、１／５〜１／２０程度）である。従って、エマルジョン１の破壊処理後に、処理液を静置して、軽液相とエマルジョン相と重液相とに分離すると、各相の量（厚さ）の比率は異なるものになる。
【０１２０】
そこで、図１０に示す装置構成では、まず、第１のセトラー２０Ａにより、大部分を占める軽液３（軽液相）と、エマルジョン１、重液２及び微細粒子４（エマルジョン相及び重液相）とを比重分離する。次いで、第２のセトラー２０Ｂにより、エマルジョン１（エマルジョン相）と、重液２及び微細粒子４（重液相）とを比重分離する。第２のセトラー２０Ｂにて分離及び回収されたエマルジョン１は、新たなエマルジョン１とともにエマルジョン破壊装置１０に再投入されて、エマルジョン破壊処理が再度施される。なお、第２のセトラー２０Ｂにて分離及び回収される重液２は、第１のセトラー２０Ａにて分離及び回収される軽液３に比べて少量（例えば、１／５〜１／２０程度）である。
【０１２１】
以上のように、エマルジョン破壊装置１０の後段に２つのセトラー２０Ａ、２０Ｂを設けることにより、エマルジョン破壊装置１０で処理されたエマルジョン１の処理液を、軽液３（軽液相）と、残存したエマルジョン１（エマルジョン相）と、重液２及び微細粒子４（重液相）とに、より確実に分離できる。また、残存したエマルジョン１を、第２のセトラー２０Ｂからエマルジョン破壊装置１０の容器６に戻すことにより、エマルジョン１の破壊処理を繰り返して、エマルジョン１から分離された重液２と軽液３の回収量を増加できる。
【０１２２】
［２．９．エマルジョン破壊装置を含むエマルジョン処理装置の構成］
次に、図１１を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０及びその周辺装置を備えたエマルジョン処理装置５０の構成について説明する。図１１は、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０及びその周辺装置を備えたエマルジョン処理装置５０の構成を示す模式図である。
【０１２３】
後述するように、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法は、エマルジョン破壊処理に供されるエマルジョン１のｐＨを事前に調整することによって、エマルジョン１の破壊に必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）と、エマルジョン破壊処理後のエマルジョン相率Ｅを低位安定化することを特徴としている。このため、前述したエマルジョン破壊装置１０（図２及び図１０等を参照。）に、エマルジョン１のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置を設けることが好ましい。そこで、以下では、前述のエマルジョン破壊装置１０と、当該ｐＨ調整装置を含む周辺装置とを備えたエマルジョン処理装置５０の構成例を説明する。
【０１２４】
図１１に示すように、本実施形態に係るエマルジョン処理装置５０は、セトラー２０を有するエマルジョン破壊装置１０と、スラリー化槽１１０と、スラリーｐＨ調整槽１６０と、撹拌槽１２０と、固液分離装置１３０とを備える。これらスラリー化槽１１０、スラリーｐＨ調整槽１６０、撹拌槽１２０及び固液分離装置１３０等の周辺装置は、エマルジョン破壊装置１０の前段に設けられており、エマルジョン破壊装置１０に供給されるエマルジョン１を生成するとともに、当該エマルジョン１のｐＨを調整する機能を有する。
【０１２５】
スラリー化槽１１０は、モータ１１１と撹拌部材１１２を有する攪拌機を備える。また、スラリー化槽１１０は、後段のスラリーｐＨ調整槽１６０に対して配管１１５を介して接続されている。スラリー化槽１１０には、外部から重液２（例えば水）と微細粒子４（例えば含油スケール）が投入される。スラリー化槽１１０は、モータ１１１により撹拌部材１１２を回転させることにより、重液２と微細粒子４を混合して第１のスラリー（重液２と微細粒子４の混合物）を生成する。
【０１２６】
スラリーｐＨ調整槽１６０は、エマルジョン破壊装置１０に供されるエマルジョン１のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置の一例である。該スラリーｐＨ調整槽１６０は、モータ１６１及び撹拌部材１６２を有する攪拌機と、スラリーにｐＨ調整剤を供給するためのｐＨ調整剤供給装置１６３と、ｐＨ計１６４、１６５、１６６を備える。また、スラリーｐＨ調整槽１６０は、後段の撹拌槽１２０に対して配管１１３を介して接続され、当該配管１１３には、スラリーを送出するためのポンプ１１４が設けられている。
【０１２７】
ｐＨ計１６４、１６５、１６６は、電極式のｐＨ計、例えばガラス電極式のｐＨ計で構成され、ガラス電極と比較電極の間に生じた電位差を検知することにより、被測定液のｐＨを検出する。ガラス電極と比較電極の内部液としては例えばＫＣｌ溶液が用いられ、ガラス電極の先端にはガラス膜が設けられ、比較電極の先端には被測定液と電気的接続を保つために液絡部が設けられている。この液絡部は、例えば多孔性セラミック等の材質からなり、被測定液との電気的接続を保つとともに、比較電極の内部液が液絡部から微量ずつ放出される。なお、ｐＨ計としては、上記電極式のｐＨ計などの連続測定可能なｐＨ計を用いることが好ましい。また、電極式のｐＨ計としては、上記ガラス電極式のｐＨ計以外にも、例えば、水素電極を用いたｐＨ計を使用してもよい。
【０１２８】
ｐＨ計１６４は、エマルジョン破壊装置１０の前段にスラリーｐＨ調整槽１６０に設けられ、スラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリー（例えば、水と微細粒子４の混合物）のｐＨを測定する。一方、ｐＨ計１６５、１６６は、エマルジョン破壊装置１０の後段に、セトラー２０に付随して設けられ、エマルジョン破壊装置１０及びセトラー２０により分離された水相(重液相又は軽液相）のｐＨのｐＨを測定する。図１１に示すｐＨ計１６５は、セトラー２０から重液相（重液２及び微細粒子４）を排出するための配管１３５に設けられ、当該配管１３５内の重液相のｐＨを測定するが、かかる例に限定されない。例えば、ｐＨ計１６５は、セトラー２０の下部側に設けられ、セトラー２０内の重液相のｐＨを測定してもよい。また、図１１に示すｐＨ計１６６は、セトラー２０から軽液相（軽液３）を排出するための配管１３３に設けられ、当該配管１３３内の軽液相のｐＨを測定するが、かかる例に限定されない。例えば、ｐＨ計１６６は、セトラー２０の上部側に設けられ、セトラー２０内の軽液相のｐＨを測定してもよい。
【０１２９】
また、ｐＨ計１６５、ｐＨ計１６６は、エマルジョン破壊装置１０の遠心力の作用によりエマルジョン１が破壊されてセトラー２０で分離された水相のｐＨを測定するためのものである。例えば、重液２が水であり、軽液３が水より比重の軽い疎水性の液体（例えばノルマル−ヘキサン）である場合には、ｐＨ計１６５により、セトラー２０の最下部に分離された重液相（即ち、主に水と微細粒子４を含む水相）のｐＨが測定される。一方、例えば、重液２が水より比重の重い疎水性の液体（例えば１−ブロモプロパン）であり、軽液３が水である場合には、ｐＨ計１６６により、セトラー２０の最上部に分離された軽液相（即ち、主に水を含む水相）のｐＨが測定される。
【０１３０】
ｐＨ調整剤供給装置１６３は、上記ｐＨ計１６４、ｐＨ計１６５又はｐＨ計１６６によるｐＨ測定値に基づいて、スラリーｐＨ調整槽１６０へのｐＨ調整剤の供給量を制御する。ｐＨ調整剤供給装置１６３は、上記ｐＨ測定値が所望のｐＨ設定値となるように、必要な量のｐＨ調整剤をスラリーｐＨ調整槽１６０に供給して、スラリーに添加する。ここで、ｐＨ調整剤は、対象物の酸性又はアルカリ性の度合いを調整するための添加剤であり、対象物に添加されるｐＨ調整剤の量又は濃度を変えることで、対象物のｐＨを調整できる。酸性のｐＨ調整剤としては、例えば、希塩酸、希硫酸、炭酸、硝酸、ふっ酸、酢酸等を用いることができ、アルカリ性のｐＨ調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液等を用いることができる。後述するように、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法では、エマルジョン破壊強度及びエマルジョン相率Ｅが低くなるように、エマルジョン破壊装置１０に供給されるエマルジョン１のｐＨを、予め適切なｐＨ設定値に調整する。このために、ｐＨ調整剤供給装置１６３は、上記ｐＨ測定値に基づいて、ｐＨ調整剤の供給量又は濃度を制御し、必要な量又は濃度のｐＨ調整剤をスラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリーに供給する。
【０１３１】
スラリーｐＨ調整槽１６０には、前段のスラリー化槽１１０から第１のスラリー（重液２と微細粒子４の混合物）が投入されるとともに、ｐＨ調整剤供給装置１６３から必要に応じてｐＨ調整剤が投入される。スラリーｐＨ調整槽１６０は、モータ１６１により撹拌部材１６２を回転させることにより、第１のスラリーとｐＨ調整剤を混合して、当該スラリーのｐＨを調整する。
【０１３２】
撹拌槽１２０は、モータ１２１と撹拌翼１２２を有する攪拌機を備える。また、撹拌槽１２０は、後段の固液分離装置１３０に対して配管１２３を介して接続され、当該配管１２３には、上記第１のスラリーと軽液３との混合物を送出するためのポンプ１１４が設けられている。撹拌槽１２０には、スラリーｐＨ調整槽１６０から配管１１３を介して、上記ｐＨが調整された第１のスラリー（例えば、重液２と微細粒子４の混合物）が導入されるとともに、外部から軽液３（例えば、有機溶剤）が導入される。撹拌槽１２０は、モータ１２１により撹拌翼１２２を回転させることにより、第１のスラリーと軽液３とを撹拌して、混合する。これにより、図１に示したような重液２と軽液３のエマルジョン１（重液／軽液型エマルジョン）が生成され、当該重液２と軽液３の界面に微細粒子４が介在することで、エマルジョン１が安定化する。このため、当該エマルジョン１を破壊して重液２と軽液３に分離及び回収するためは、撹拌槽１２０で生成されたエマルジョン１をエマルジョン破壊装置１０に投入して、エマルジョン１に遠心力を作用させて破壊（解乳化）する必要がある。
【０１３３】
固液分離装置１３０は、例えば液体サイクロンで構成され、遠心力を利用して、液体中に懸濁する固体と液体を分離する。固液分離装置１３０は、後段のエマルジョン破壊装置１０に対して配管１３１を介して接続されている。固液分離装置１３０には、撹拌槽１２０から、上記第１のスラリーと軽液３の混合物（エマルジョン１を含む。）が導入される。固液分離装置１３０は、遠心力を利用して、当該混合物を、微量の微細粒子４と重液２を含有する軽液３（主に、エマルジョン１からなる液体）と、微細粒子４と重液２を含有する第２のスラリー（主に固体）とに分離する。この固液分離装置１３０により分離された重液２と軽液３のエマルジョン１は、配管１３１を通じてエマルジョン破壊装置１０に供給され、第２のスラリー（主に微細粒子４と重液２）は、配管１３２を通じて外部に排出される。
【０１３４】
エマルジョン破壊装置１０には、上記固液分離装置１３０により分離されたエマルジョン１が投入される。エマルジョン破壊装置１０は、予め設定された遠心加速度の設定値の遠心力を作用させることにより、エマルジョン１を破壊する。エマルジョン破壊装置１０により遠心力が付与された後のエマルジョン１の処理液は、セトラー２０により、軽液３（有機溶剤）を主に含む軽液相（有機溶剤相）と、残存したエマルジョン１を含むエマルジョン相と、重液２（水）及び微量の微細粒子４を含む重液相（水相）に分離される。
【０１３５】
セトラー２０で分離された軽液相は上部排出口２２から配管１３３を通じて外部に排出され、重液相（水相）は下部排出口２８から配管１３５を通じて外部に排出される。一方、セトラー２０で分離されたエマルジョン相は、中央排出口２７から配管１３４を通じてエマルジョン破壊装置１０に戻され（リターン投入量Ｂ）、固液分離装置１３０から新規に投入されるエマルジョン１（新規投入量Ａ）とともに、エマルジョン破壊装置１０に再投入される。これにより、残存したエマルジョン１をエマルジョン破壊装置１０にて再破壊して、重液２と軽液３に再分離できるので、重液２と軽液３の回収量を増加できる。
【０１３６】
以上、図１１を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０を備えたエマルジョン処理装置５０について説明した。当該エマルジョン処理装置５０によれば、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを予め調整しておくことで、エマルジョン破壊処理におけるエマルジョン破壊強度と、エマルジョン破壊処理後のエマルジョン相率Ｅを低位安定化できる。
【０１３７】
［３．エマルジョン破壊方法］
次に、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法について説明する。なお、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法は、上記構成のエマルジョン破壊装置１０を備えるエマルジョン処理装置５０（図１１等を参照。）を用いて実行される。
【０１３８】
［３．１．エマルジョン破壊方法の概要］
本実施形態に係るエマルジョン破壊方法の目的は、エマルジョン破壊処理に供されるエマルジョン１のｐＨ（つまり、エマルジョン１に含まれる水相のｐＨ）を予め適切なｐＨ設定値に調整しておくことにより、エマルジョン破壊処理により生じる系外排液が排液のｐＨ基準を満たすようにし、かつ、エマルジョン１の破壊に必要な遠心加速度を低位安定化して、エマルジョン１を安定的に破壊できるようにすることにある。
【０１３９】
日本国の環境省の排水基準では、排液のｐＨ（水素イオン濃度）の許与限度は、５．０以上、９．０以下（海域に排出されるもの）、特に、５．８以上、８．６以下（海域以外の公共用水域に排出されるもの）であると規定されている。そこで、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法においても、エマルジョン破壊処理後に系外に排出される水相のｐＨが、５．０以上、９．０以下、好ましくは５．８以上、８．６以下となるように、エマルジョン１のｐＨを調整することとする。
【０１４０】
また、本願発明者らが鋭意検討した結果、エマルジョン破壊処理後の処理液のエマルジョン相率Ｅが０．５超であると、エマルジョン破壊処理が不安定になることが判明した。つまり、エマルジョン１の破壊に必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）を低位安定化して、エマルジョン破壊処理を安定化するためには、エマルジョン破壊処理後の処理液のエマルジョン相率Ｅを０．５以下にする必要があることが判明した。
【０１４１】
そこで、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法においては、エマルジョン１のｐＨの設定に当たり、エマルジョン破壊処理後の系外排液（エマルジョン破壊処理後の水相）のｐＨが、海洋排出のｐＨ基準であるｐＨ＝５．０〜９．０の範囲内となることを基本とし、その範囲内において、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となるように遠心加速度を設定することを特徴とする。これにより、排液のｐＨ基準を満たしつつ、エマルジョン破壊強度を低位安定化して、エマルジョン破壊処理を安定的に継続することができる。
【０１４２】
ただし、ｐＨが５．０〜９．０の範囲において、採用した遠心力付与装置（前述のエマルジョン破壊装置１０、又は後述の遠心分離機３０）により付与可能な最大加速度の遠心力をエマルジョン１に付与しても、エマルジョン相率Ｅを０．５以下にできない場合には、エマルジョン１のｐＨを５．０〜９．０の範囲外に設定することで、エマルジョン相率Ｅを０．５以下とし、かつ、遠心加速度を当該最大加速度以下の値に設定する。
【０１４３】
例えば、一般的な遠心分離機３０により付与可能な最大加速度は例えば５０００Ｇであり、上記エマルジョン破壊装置１０により付与可能な最大加速度も例えば５０００Ｇである。このように遠心力付与装置の最大加速度が不足する場合には、エマルジョン相率Ｅを０．５以下にすることを優先して、エマルジョン１のｐＨを上記排水のｐＨ基準の範囲外（５．０未満、又は９．０超）に設定することで、エマルジョン１の破壊に必要な遠心加速度を低減し、エマルジョン破壊処理の安定化を図る。なお、この場合には、エマルジョン破壊装置１０の後段に、系外排液に中和剤を添加する中和装置を設け、エマルジョン破壊処理の後処理として当該中和装置により系外排液を中和することで、系外排液が上記排水基準（ｐＨ＝５．０〜９．０）を満たすようにする必要がある。
【０１４４】
以上のように、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法では、エマルジョン破壊処理に供されるエマルジョン１のｐＨと、エマルジョン破壊処理でエマルジョン１に作用させる遠心加速度を、適正な値に調整する。これにより、エマルジョン破壊処理により生じる系外排液が排液のｐＨ基準（ｐＨ＝５．０〜９．０）を満たすようにし、かつ、エマルジョン１の破壊に必要な遠心加速度を低位安定化して、エマルジョン破壊処理を安定化する。以下に、このエマルジョン破壊方法について詳述する。
【０１４５】
［３．２．エマルジョン相率とリターン投入量比の関係］
次に、図１２を参照して、エマルジョン破壊工程後のエマルジョン相率Ｅと、エマルジョン破壊工程におけるリターン投入量比ｒとの関係について詳述する。図１２は、エマルジョン相率Ｅとリターン投入量比ｒとの関係を示すグラフである。
【０１４６】
前述の図１０及び図１１等で示した通り、エマルジョン破壊装置１０及びセトラー２０により破壊及び分離されたエマルジョン相のエマルジョン１は、エマルジョン破壊装置１０の前段に戻されて、再度、新たなエマルジョン１とともにエマルジョン破壊装置１０に投入されて処理される。なお、図１０等でエマルジョン１とともに戻される重液２は少量である。
【０１４７】
ここで、リターン投入量比ｒとは、図１０に示すように、「エマルジョン破壊装置１０に新規に投入されるエマルジョン１の投入量（新規投入量Ａ）［Ｌ／分］」に対する「セトラー２０からエマルジョン破壊装置１０に戻されるエマルジョン１の投入量（リターン投入量Ｂ）［Ｌ／分］」の比であり、以下の式（２）で表される。なお、以下の式（３）に示すように、セトラー２０から配管１３３、１３５を通じて系外に排出される液体（軽液３、重液２及び微細粒子４）の排出量（Ｃ）は、上記の新規投入量（Ａ）と略同一である。
ｒ＝Ｂ／Ａ          （２）
Ａ＝Ｃ              （３）
【０１４８】
かかるエマルジョン破壊工程におけるリターン投入量比ｒと、エマルジョン破壊工程後に測定されたエマルジョン相率Ｅの関係を図１２に示す。
【０１４９】
図１２に示すように、エマルジョン破壊処理後のエマルジョン相率Ｅが高いほど、リターン投入量比ｒが増加しており、エマルジョン破壊装置１０による再処理が必要となり、処理量が増加する。エマルジョン相率Ｅが０．５以下では、グラフの勾配は比較的小さく、エマルジョン相率Ｅが変化しても、リターン投入量比ｒは大きく変化しない。しかし、エマルジョン相率Ｅが０．５を超えた付近より、グラフの勾配は急激に大きくなり、エマルジョン相率Ｅが０．５超の範囲では、エマルジョン相率Ｅの変化に応じて、リターン投入量比ｒが大きく変化する。つまり、エマルジョン相率Ｅが０．５を超過すると、リターン投入量比ｒは大きく変動し、エマルジョン破壊装置１０による安定的なエマルジョン破壊処理を達成できないことになる。
【０１５０】
より詳細には、図１２に示すように、エマルジョン相率Ｅが０．５を超過すると、リターン投入量比ｒが急激に上昇し、エマルジョン破壊装置１０により再処理されるエマルジョン１のリターン投入量Ｂが急激に増加する。実際のエマルジョン破壊処理においては、リターン投入量比ｒを一定にして操業するので、エマルジョン相率Ｅが０．５よりも高い領域の状態で処理すると、エマルジョン破壊処理が安定化しない。
【０１５１】
そのため、従来技術のように処理対象のエマルジョンのｐＨ調整を行うことなく、エマルジョン破壊処理を安定化しようとすると、以下の（ａ）又は（ｂ）の操業方法を取らざるを得ない。
（ａ）リターン投入量比ｒの振れ幅の上限側においてもエマルジョン破壊処理を十分に行えるように、非常に高い遠心加速度を設定できる高価な遠心分離機を導入し、遠心加速度を高めに設定して（安全係数を高くして）、エマルジョン相率Ｅが０．５以下の状態を維持して操業する。
（ｂ）遠心分離機の容量を大きくすることで、遠心加速度を高めることなく、処理量の能力を高め、リターン投入量Ｂを多くして（安全係数を高くして）、エマルジョン相率Ｅが０．５超のままで操業する。なお、この（ｂ）の操業方法は、上記（ａ）の操業方法によりエマルジョン破壊処理を安定化できない場合に、やむを得ず取り得る方法である。
【０１５２】
これ対して、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法では、処理対象のエマルジョン１のｐＨを適正化することで、より低い遠心加速度を用いて、エマルジョン相率Ｅが０．５以下の状態を維持できる。従って、上記（ａ）の従来方法の遠心分離機よりも、低い遠心加速度で相対的に低価格の遠心分離機３０、又は、新規で低価格なエマルジョン破壊装置１０を用いることで、エマルジョン破壊処理の安定化を実現することができる。よって、本実施形態によれば、従来よりも、遠心力付与装置（エマルジョン破壊装置１０又は遠心分離機３０）の設備の仕様を小型化及び簡素化して、設備コストを低減できる。
【０１５３】
また、次に説明する理由からも、エマルジョン相率Ｅが０．５以下の状態でエマルジョン破壊処理を行うことが好ましい。即ち、図１２に示すように破壊処理後のエマルジョン相率Ｅが０．５よりも大きくなると、上記のようにリターン投入量Ｂが急激に多くなり、エマルジョン破壊装置１０内の回転体７を大きくするか、或いは、回転体７の回転数を大きくする必要がある。また、エマルジョン破壊装置１０に新規投入されるエマルジョン１中の微細粒子４の特性が変動（例えば、微細粒子４のぬれ性の増加や、微細な粒子の増加）することにより、破壊処理に供されるエマルジョン１のｐＨや遠心加速度が同一の条件であっても、破壊処理後のエマルジョン相率Ｅは変化してしまう。
【０１５４】
つまり、重液２と軽液３の界面に介在する微細粒子４に遠心力が作用するとき（図４参照。）、この遠心力（Ｆ）は、Ｆ＝ｍ＊ａとなる。なお、ｍは微細粒子４の質量、ａは遠心加速度である。ここで、微細粒子４が界面から除去されるためにＦ０の力が必要であるとき、遠心加速度ａが一定の場合、Ｆ＞Ｆ０になるためには、質量ｍがある一定以上である必要がある。即ち、微細粒子４の粒子径が小さいと、ｍは小さいため、Ｆ＜Ｆ０となり、エマルジョン１を破壊できなくなる。従って、エマルジョン破壊装置１０に新規投入されるエマルジョン１中の微細粒子４の粒子径が変動すると、破壊処理後のエマルジョン相率Ｅも変動することになる。同様に、微細粒子４のぬれ性が増加すると、Ｆ０自体が大きくなるので、エマルジョン１の破壊が阻害されて、エマルジョン相率Ｅが増加する。このように、エマルジョン破壊装置１０に新規投入されるエマルジョン１中の微細粒子４の特性の変動、即ち、ぬれ性の増加や微細な粒子の増加により、エマルジョン相率Ｅが大きくなると、リターン投入量比ｒは大きく変動するようになる。
【０１５５】
以上の理由から、破壊処理後のエマルジョン相率Ｅが０．５より大きい場合には、新規投入されるエマルジョン１中の微細粒子４の特性の変動に起因したリターン投入量比ｒの変動が過敏となり、エマルジョン破壊処理の安定制御が困難となる。そこで、本実施形態では、微細粒子４の特性の変動によっても、リターン投入量比ｒを大きく変動させないために、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となるように、エマルジョン１のｐＨ及び遠心加速度を調整することにより、エマルジョン破壊処理の安定化を実現する。
【０１５６】
［３．３．ｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率との相関関係］
次に、エマルジョン１のｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅとの相関関係の具体例と、当該相関関係に基づいてｐＨ設定値及び遠心加速度の設定値を設定する方法について説明する。
【０１５７】
本実施形態では、エマルジョン相率Ｅが０．５以下になるように、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨの設定値（以下、「ｐＨ設定値」という。）と、エマルジョン破壊装置１０によりエマルジョン１に作用させる遠心加速度の設定値（以下、「加速度設定値」という。）を設定する。
【０１５８】
この際、まず、第１条件（ｐＨ設定値が５．０以上、９．０以下、かつ、エマルジョン相率Ｅが０．５以下）を満たすように、ｐＨ設定値と、加速度設定値を設定する。ここで、ｐＨ設定値を５．０〜９．０の範囲内とする理由は、エマルジョン破壊処理により生じた水相（余剰水や付着水を含む水溶液）が系外に排出されることを想定して、上述した排水のｐＨ基準の規定を順守するためである。
【０１５９】
ところが、上記第１条件により設定された加速度設定値が、遠心力付与装置（本実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０、又は後述する第２の実施形態に係る遠心分離機３０）により付与可能な遠心加速度の最大値（以下、「最大加速度」という場合もある。）を超える場合がある。この場合には、第２条件（エマルジョン相率Ｅが０．５以下）を満たすように、ｐＨ設定値を５．０未満又は９．０超の範囲で設定しつつ、加速度設定値をできる限り小さい適性値に設定する。
【０１６０】
以上のようにｐＨ設定値と加速度設定値を設定することにより、エマルジョン相率Ｅを０．５以下に抑えつつ、遠心加速度を低位安定化できるので、エマルジョン破壊処理を安定化できる。
【０１６１】
ところで、処理対象となるエマルジョン１の種類によって、ｐＨ設定値と加速度設定値の適性値がそれぞれ異なるため、当該種類ごとにｐＨ設定値と加速度設定値を設定する必要がある。そこで、実際のエマルジョン破壊処理を実行する前に予め予備試験を行い、エマルジョン１の種類ごとに、エマルジョン破壊処理におけるｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅとの相関関係を求めておくことが好ましい。この予備試験では、各種のエマルジョンのサンプルに対して、ｐＨ設定値と加速度設定値が相異なる条件下で遠心力を作用させて、当該遠心力を作用させた後の各サンプルのエマルジョン相率Ｅを測定する。かかる予備試験により、エマルジョンの種類ごとに、エマルジョン破壊処理におけるｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅとの相関関係を測定して、グラフ化しておく。
【０１６２】
そして、エマルジョン破壊装置１０の実機を用いた実際の操業においては、処理対象のエマルジョン１の種類に対応する上記相関関係のグラフを参照して、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を適性値に設定して、エマルジョン破壊処理を実行する。このように予備試験で測定された相関関係に基づいて、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定する基準としては、例えば、以下の基準が考えられる。
【０１６３】
（ａ）エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が５．０〜９．０となる範囲内で、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定する。
（ｂ）エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、加速度設定値が遠心力付与装置の最大加速度以下となる範囲内で、ｐＨ設定値に関わらずに、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定する。
（ｃ）エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が５．０〜９．０となる範囲内で、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定する。
（ｄ）エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、加速度設定値が遠心力付与装置の最大加速度以下となる範囲内で、ｐＨ設定値に関わらずに、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定する。
【０１６４】
上記で例示した（ａ）〜（ｄ）の設定基準のいずれを用いてもよいが、できるだけエマルジョン相率Ｅを低位安定化して、エマルジョン破壊処理を安定化するためには、上記（ａ）又は（ｂ）の設定基準が好ましい。
【０１６５】
次に、図１３Ａ〜図１３Ｂを参照して、上記相関関係を表すグラフと、ｐＨ設定値と加速度設定値の設定方法の具体例について説明する
【０１６６】
図１３Ａは、後述する実施例１に係る相関関係を表すグラフである。図１３Ａに示す相関関係によれば、エマルジョン相率Ｅを０．５以下にするためには、加速度設定値をできるだけ大きな値に設定し、かつ、ｐＨ設定値を７〜９の範囲内に設定することが好ましいといえる。ｐＨ５〜９の領域において、エマルジョン相率が０．５を下回る加速度領域（２３０Ｇ以上）が存在し、その加速度領域は、エマルジョン破壊装置１０の最大加速度（例えば約５０００Ｇ）以下であることから、上記設定基準（ａ）もしくは（ｃ）を適用することができる。
【０１６７】
ここで、上記設定基準（ａ）によれば、例えば、図１３Ａ中のプロットＳで示すように、ｐＨ設定値を７．８に設定し、加速度設定値を１７１２Ｇに設定することが好ましい。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が上記排液のｐＨ基準（５．０〜９．０）の範囲内で、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できる。
【０１６８】
また、上記設定基準（ｃ）によれば、例えば、図１３Ａ中のプロットＴで示すように、ｐＨ設定値を７．８に設定し、加速度設定値を２３０Ｇに設定することが好ましい。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が排液のｐＨ基準（５．０〜９．０）の範囲で、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できる。
【０１６９】
また、図１３Ｂは、後述する実施例２に係る相関関係を表すグラフである。図１３Ｂに示す相関関係によれば、エマルジョン相率Ｅを０．５以下にするためには、加速度設定値をできるだけ大きな値に設定し、かつ、ｐＨ設定値をできるだけ強酸性側又は強アルカリ性側の値に設定することが好ましいといえる。ｐＨ５．０〜９．０の領域においては、エマルジョン相率Ｅを０．５以下にするためには、５０００Ｇ超の加速度設定値が必要となり、エマルジョン破壊装置１０で付与可能な最大加速度（例えば５０００Ｇ）を超えてしまう。
【０１７０】
そこで、遠心力付与装置を選定しやすくするためには、上記設定基準（ｂ）もしくは（ｄ）を適用して、アルカリ性側よりもエマルジョン１を破壊しやすい酸性側のｐＨ領域にｐＨ設定値を設定し、かつ、エマルジョン相率Ｅが０．５以下になるように加速度設定値を設定することが好ましい。
【０１７１】
上記設定基準（ｂ）によれば、例えば、図１３Ｂ中のプロットＵで示すように、ｐＨ設定値を１．８に設定し、加速度設定値を５０００Ｇに設定することが好ましい。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、加速度設定値がエマルジョン破壊装置１０の最大加速度（例えば５０００Ｇ）以下となる範囲内で、ｐＨ設定値に関わらずに、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できる。
【０１７２】
また、上記設定基準（ｄ）によれば、例えば、図１３Ｂ中のプロットＷで示すように、ｐＨ設定値を４．８に設定し、加速度設定値を５０００Ｇに設定することが好ましい。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、加速度設定値がエマルジョン破壊装置１０の最大加速度以下（例えば５０００Ｇ）となる範囲内で、ｐＨ設定値に関わらずに、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できる。
【０１７３】
［３．４．エマルジョン破壊方法の全体フロー］
次に、図１４を参照して、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法の全体フローについて説明する。図１４は、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法を示すフローチャートである。
【０１７４】
図１４に示すように、相関関係の測定工程（Ｓ１０）と、ｐＨ設定値及び加速度設定値の設定工程（Ｓ２０）と、ｐＨ調整工程（Ｓ３０）と、エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）とを含む。以下、各工程について詳述する。
【０１７５】
（１）相関関係の測定工程（Ｓ１０）
まず、Ｓ１０では、処理対象のエマルジョン１に関し、前述した予備試験を行うことにより、当該エマルジョン１のｐＨと、エマルジョン破壊処理で作用させる遠心加速度と、エマルジョン処理程後のエマルジョン相率Ｅとの相関関係を測定する。
【０１７６】
この予備試験では、処理対象のエマルジョン１の複数のサンプルを準備し、各サンプルのｐＨと、当該各サンプルに作用させる遠心力の遠心加速度が異なる条件下で、各サンプルに遠心力を作用させた後に、各サンプルのエマルジョン相率Ｅを測定する。そして、各サンプルのｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅの相関関係を示すグラフ（例えば、図１３Ａ〜図１３Ｃを参照。）を作成する。なお、かかる測定工程（Ｓ１０）の予備試験で、エマルジョン１のサンプルのｐＨを正確に測定する方法については、例えば２種類の方法があるが、それらの詳細は後述する（図１６及び図１７参照。）。
【０１７７】
（２）ｐＨ設定値及び加速度設定値の設定工程（Ｓ２０）
次いで、Ｓ２０では、上記Ｓ１０で得られた相関関係に基づいて、後段のエマルジョン破壊工程で使用するｐＨ設定値ｐＳ及び加速度設定値ａＳを設定する。
【０１７８】
ここで、図１５を参照して、設定工程（Ｓ２０）の詳細を説明する。図１５は、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法の設定工程を示すフローチャートである。
【０１７９】
図１７に示すように、まず、上記相関関係に基づいて、第１条件を満たすように、ｐＨ設定値ｐＳ１及び加速度設定値ａＳ１を設定する（Ｓ２１０）。ここで、第１条件は、ｐＨ設定値ｐＳが５．０以上、９．０以下であり、かつ、エマルジョン相率Ｅが０．５以下である。例えば、図１３Ａの相関関係の場合は、Ｅ≦０．５、かつ、５．０≦ｐＳ１≦９．０の条件を満たしつつ、Ｅをできるだけ小さくするために、ｐＳ１＝ｐＨ７．８、ａＳ１＝１７１２Ｇに設定される。
【０１８０】
次いで、上記Ｓ２１０で設定された加速度設定値ａＳ１が、遠心力付与装置（エマルジョン破壊装置１０又は遠心分離機３０）により付与可能な遠心加速度の最大値ａＭＡＸを超過するか否かを判定する（Ｓ２１２）。例えば、遠心力付与装置が遠心分離機３０である場合の加速度最大値ａＭＡＸは、例えば５０００Ｇであり、エマルジョン破壊装置１０の場合の加速度最大値ａＭＡＸは、例えば５０００Ｇである。
【０１８１】
Ｓ２１２の判定の結果、加速度設定値ａＳ１が加速度最大値ａＭＡＸ以下である場合（ａＳ１≦ａＭＡＸ）には、上記Ｓ２１０にて第１条件を満たすように設定されたｐＨ設定値ｐＳ１及び加速度設定値ａＳ１をそのまま、ｐＨ設定値ｐＳ及び加速度設定値ａＳとして、設定工程を終了する。例えば、上記図１３Ａの相関関係の場合は、ａＳ１≦ａＭＡＸであるので、そのままｐＳ＝ｐＳ１、ａＳ＝ａＳ１に設定する。一方、加速度設定値ａＳ１が加速度最大値ａＭＡＸ超である場合（ａＳ１＞ａＭＡＸ）には、次の再設定工程Ｓ２１４に進む。例えば、図１３Ｂの相関関係の場合は、ａＳ１＞ａＭＡＸとなるので、Ｓ２１４に進む。
【０１８２】
Ｓ２１４では、上記相関関係に基づいて、第２条件を満たすように、ｐＨ設定値ｐＳ２を５．０未満又は９．０超の範囲で再設定し、かつ、加速度設定値ａＳ２を上記加速度最大値ａＭＡＸ以下の値に再設定する（Ｓ２１４）。ここで、第２条件は、エマルジョン相率Ｅが０．５以下である。例えば、図１３Ｂの相関関係の場合は、Ｅ≦０．５の条件を満たしつつ、Ｅをできるだけ小さくするために、ｐＳ２＝ｐＨ１．８、ａＳ２＝５０００Ｇに設定される。そして、上記Ｓ２１４にて第２条件を満たすように再設定されたｐＨ設定値ｐＳ２及び加速度設定値ａＳ２を、ｐＨ設定値ｐＳ及び加速度設定値ａＳとして、設定工程を終了する。
【０１８３】
以上のように、ｐＨ設定値ｐＳ及び加速度設定値ａＳを設定することで、加速度設定値ａＳを加速度最大値ａＭＡＸ以下の実施可能な値に設定できるとともに、遠心力付与装置のスペックの制約条件下で、エマルジョン破壊工程後のエマルジョン相率Ｅをできるだけ低位安定化できる。
【０１８４】
（３）ｐＨ調整工程（Ｓ３０）
次いで、図１４に戻り、上記設定工程（Ｓ２０）の次のｐＨ調整工程（Ｓ３０）の説明を続ける。Ｓ３０では、エマルジョン破壊工程前の実際の処理対象のエマルジョン１（つまり、エマルジョン破壊装置１０等の実機に投入されるエマルジョン１）に対いてｐＨ調整剤を添加して、当該エマルジョン１のｐＨを、上記Ｓ２０で設定されたｐＨ設定値ｐＳに調整する。このようにｐＨ調整することにより、次のエマルジョン破壊工程（Ｓ４０）においてエマルジョン１の破壊処理に必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）を低位安定化できる。なお、かかるｐＨ調整工程（Ｓ３０）において、上記エマルジョン１のｐＨを正確に調整する方法については、例えば２種類の方法があるが、それらの詳細は後述する。
【０１８５】
（４）エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）
その後、Ｓ４０では、上記Ｓ３０にてｐＨが調整されたエマルジョン１をエマルジョン破壊装置１０に新規投入しながら、当該エマルジョン１に対して、上記Ｓ２０で設定された加速度設定値ａＳの遠心力を作用させる。この遠心力の作用により、当該エマルジョン１の処理液は破壊（解乳化）された後に、セトラー２０にて軽液相、エマルジョン相、重液相に比重分離される。さらに、セトラー２０内の残存したエマルジョン１は、エマルジョン破壊装置１０に戻されて、上記新規投入されるエマルジョン１とともに再投入されて、再びエマルジョン破壊処理が行われる。
【０１８６】
以上のように、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法では、予め予備試験で測定された相関関係に基づいて、ｐＨ設定値ｐＳ及び加速度設定値ａＳを適正値に設定する。そして、実際のエマルジョン破壊工程では、予めｐＨ設定値ｐＳに調整されたエマルジョン１に対して、適正な加速度設定値ａＳの遠心力を作用させる。これにより、エマルジョン破壊工程後の処理液中のエマルジョン相率Ｅを０．５以下に低位安定化できるので、エマルジョン１のリターン投入量Ｂの絶対量及び変動を抑制して、エマルジョン破壊処理を安定的に実行できる。さらに、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となる範囲内で、加速度設定値ａＳをできるだけ小さく設定することにより、エマルジョン破壊工程で実際に付与される遠心加速度を低位安定化できる。よって、エマルジョン破壊装置１０を簡素かつ小型の構造にすることができ、設備コストも安価にできる。さらに、エマルジョン１のｐＨ設定値ｐＳを５．０以上、９．０以下にすることにより、エマルジョン破壊処理後の系外排液が、排水のｐＨ基準を満たすようになり、排液の中和処理などに要する追加設備及び追加コストを削減できる。
【０１８７】
なお、上記のエマルジョン破壊方法のフロー（図１４参照。）において、ｐＨ調整工程（Ｓ３０）及びエマルジョン破壊工程（Ｓ４０）は、実機の遠心力付与装置を用いて行われる本工程（実際の操業）である。これに対し、相関関係の測定工程（Ｓ１０）はあくまでも、実機の操業前の予備試験を行うための予備工程であり、上記本工程（Ｓ３０、Ｓ４０）と同時に行われる必要はない。
【０１８８】
また、予備工程である測定工程（Ｓ１０）での予備試験に用いる遠心力付与装置は、本工程（Ｓ４０）にてエマルジョン１の処理液を実際に処理するときの遠心力付与装置（エマルジョン破壊装置１０又は遠心分離機３０：以下、「実機の遠心力付与装置」と称する。）とは、異なるものでああっても構わない。例えば、予備工程（Ｓ１０）の遠心力付与装置と、本工程（Ｓ４０）の実機の遠心力付与装置とは、ラボレベルと実機レベルのようなスケールの違いがあっても構わない。
【０１８９】
また、上記設定工程（Ｓ２０）にて加速度設定値ａＳを設定するときには、次の基準を用いることが好ましい。
（１）実機の遠心力付与装置が既に決定している場合（処理設備が既に存在する場合等）は、その装置が付与可能な遠心加速度の最小値ａＭＩＮと最大値ａＭＡＸの範囲内で、加速度設定値ａＳを設定する。
（２）実機の遠心力付与装置を新たに導入する場合は、相関関係の測定工程（Ｓ１０）の結果を踏まえながらも、それ以外の因子（処理量、設備コスト、設置エリア制約、安全係数等）も考慮して装置仕様を決定し、決定された装置が付与可能な遠心加速度の最小値ａＭＩＮと最大値ａＭＡＸの範囲内で、加速度設定値ａＳを設定する。
【０１９０】
［３．５．ｐＨ調整方法］
次に、上記図１４に示したｐＨ調整工程（Ｓ３０）において、エマルジョン１のｐＨを正確に調整する方法について説明する。
【０１９１】
エマルジョン１のｐＨを調整するためには、ｐＨ計を用いて、調整前後のエマルジョン１のｐＨを正確に測定する必要がある。前述した通り、本実施形態ではｐＨ計として、例えばガラス電極式のｐＨ計１６４、１６５、１６６（図１１参照。）を用いる。
【０１９２】
ところが、電極式のｐＨ計は、電極の液絡部に有機溶剤又は油分が付着すると、測定誤差や誤作動が生じやすくなる。詳細には、ガラス電極式のｐＨ計の比較電極には前述の液絡部があり、比較電極内のＫＣｌ溶液が液絡部から徐々に放出されながら、電極内と被測定液との電気的接続を保っている。そのため、有機溶剤又は油等の疎水性の液体で液絡部を塞いでしまうと、電気的接続を保てなくなり、正しいｐＨを連続的に測定できなくなる。電極表面に付着する疎水性の液体を何度も洗い落せば、ｐＨ計を引き続き使用できるが、高頻度の洗浄は実用的ではない。
【０１９３】
そのため、本実施形態に係るｐＨ調整工程（Ｓ３０）では、以下の２つのｐＨ調整方法のいずれかを選択することで、電極式のｐＨ計を用いて破壊処理に供されるエマルジョン１のｐＨを正確に測定して、安定的かつ連続的にｐＨを調整できるようにする。
【０１９４】
（１）エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）の前段階であって、疎水性の液体を混合する前に、水と微細粒子４からなる混合物（スラリー）に対してｐＨ調整剤を添加することにより、当該スラリーのｐＨを調整し、その後に、当該スラリーに疎水性の液体を混合する。
（２）ｐＨ調整工程（Ｓ３０）とエマルジョン破壊工程（Ｓ４０）を同時並行で連続的に実行し、エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）にてエマルジョン１を破壊した後に分離される水相のｐＨを連続的又は間欠的に測定しながら、当該ｐＨ測定値に基づいて、エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）に供される前のエマルジョン１に対してｐＨ調整剤を添加することにより、エマルジョン１のｐＨを調整する。
【０１９５】
かかる２つのｐＨ調整方法（１）及び（２）について、以下に詳述する。なお、以下では、上記図１１に示したエマルジョン処理装置５０を用いて、エマルジョンの破壊処理を連続的に行いながら、当該エマルジョン破壊装置１０に投入される前のエマルジョン１のｐＨを調整する例について説明する。
【０１９６】
［３．５．１．ｐＨ調整方法（１）］
まず、上記ｐＨ調整方法（１）について説明する。このｐＨ調整方法（１）は、重液２、軽液３及び微細粒子４からエマルジョン１を新たに生成し、当該エマルジョン１を破壊する場合に用いられる。
【０１９７】
かかるｐＨ調整方法（１）では、上記ｐＨ調整工程（Ｓ３０）とエマルジョン破壊工程（Ｓ４０）を順次実行する。そして、ｐＨ調整工程（Ｓ３０）において、エマルジョン１のｐＨをｐＨ設定値ｐＳに調整するために、まず、電極式のｐＨ計を用いて、水と微細粒子４とが懸濁したスラリーのｐＨを測定する。次いで、この測定の結果として得られるｐＨ測定値に基づいて、当該スラリーに対してｐＨ調整剤を添加して、スラリーのｐＨをｐＨ設定値ｐＳに調整する（Ｓ３０）。その後に、当該ｐＨが調整されたスラリーに対して疎水性の液体を混合及び撹拌することにより、ｐＨがｐＨ設定値ｐＳに調整されたエマルジョン１を生成し、当該エマルジョン１をエマルジョン破壊装置１０に投入して、エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）を実行する。
【０１９８】
ここで、重液２が水であり、軽液３が疎水性の液体（例えば有機溶剤）である場合に、図１１に示すエマルジョン処理装置５０を用いて、上記ｐＨ調整方法（１）を実行する具体例について説明する。
【０１９９】
重液２が水であり、軽液３が有機溶剤である場合には、図１１に示すように、エマルジョン破壊装置１０の前段に設けられたスラリーｐＨ調整槽１６０において、有機溶剤を含有しないスラリー（水と微細粒子４の混合物）のｐＨをｐＨ計１６４で測定しながら、所望のｐＨ設定値ｐＳに調整すればよい。
【０２００】
即ち、電極式のｐＨ計１６４は、電極の液絡部に有機溶剤が付着すると、測定誤差や誤作動が生じやすくなる。そこで、有機溶剤（軽液３）の混合前に予め、スラリー化槽１１０にて水（重液２）と微細粒子４を混合してスラリーを生成し、次いで、スラリーｐＨ調整槽１６０にてｐＨ計１６４を用いてスラリーのｐＨを測定しながら、所望のｐＨ設定値ｐＳに調整し、その後に、撹拌槽１２０にて当該ｐＨが調整されたスラリーに有機溶剤（軽液３）を混合して、エマルジョン化すればよい。これにより、ｐＨ計１６４の電極の液絡部が有機溶剤又は油分により閉塞されないので、ｐＨ計１６４の測定値に誤差が生じにくくなり、スラリーのｐＨを所望のｐＨ設定値ｐＳに高精度で調整できる。このようにしてスラリーのｐＨを調整した後、撹拌槽１２０にて有機溶剤（軽液３）を混合して、所望のｐＨ設定値ｐＳに調整されたエマルジョン１を生成することで、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを制御することができる。
【０２０１】
以上のように、水と微細粒子４を混合しスラリー化し、ｐＨ計１６４を用いてスラリーのｐＨを調整することにより、ｐＨ計１６４の測定誤差や誤作動が生じにくくなる。そして、スラリーのｐＨを調整した後、当該スラリーに疎水性の液体（有機溶剤）を混合してエマルジョン１を生成することで、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを高精度で制御することができる。
【０２０２】
なお、スラリー化槽１１０に投入される微細粒子４が含油スケールの微細粒子である場合には、スラリーｐＨ調整槽１６０にてｐＨ調整されるスラリーにも、当該含油スケールの油分が含まれているので、当該油分によってｐＨ計１６４の電極の液絡部が閉塞されて、測定誤差や誤作動の原因となることが懸念される。しかし、スラリーのほとんどが水とスケールであり、油分の含有量は少なく、また、油分の全周囲にスケール微粉が付着しているため、スラリーの水相中に浸み出す油分の量も微量である。従って、当該油分によるｐＨ計１６４の誤作動の頻度は少なく、ｐＨ計１６４の自動洗浄機能を使用し、頻繁に洗浄と校正を行うことで、十分に対応できる。これにより、スラリーに油分が含まれていたとしても、スラリーｐＨ調整槽１６０におけるスラリーのｐＨ調整に問題はない。
【０２０３】
また、上記では、スラリーｐＨ調整槽１６０に設けられたｐＨ計１６４によるｐＨ測定値に基づいて、スラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリーのｐＨを調整したが、かかる例に限定されない。例えば、セトラー２０に設けられたｐＨ計１６５により、水相（重液相）のｐＨを測定し、当該ｐＨ測定値に基づいて、スラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリーのｐＨを調整してもよい。
【０２０４】
［３．５．２．ｐＨ調整方法（２）］
次に、上記ｐＨ調整方法（２）について説明する。このｐＨ調整方法（２）は、重液２、軽液３及び微細粒子４からエマルジョン１を新たに生成し、当該エマルジョン１を破壊する場合に用いることもできるし、既成のエマルジョン１を破壊する場合にも用いることができる。
【０２０５】
かかるｐＨ調整方法（２）では、ｐＨ調整工程（Ｓ３０）とエマルジョン破壊工程（Ｓ４０）を同時並行で連続的に実行する。そして、エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）にてエマルジョン１を破壊した後に分離される水相のｐＨを、電極式のｐＨ計を用いて連続的又は間欠的に測定しながら、当該ｐＨ測定値に基づいて、エマルジョン破壊工程（Ｓ４０）に供される前のエマルジョン１に対してｐＨ調整剤を添加することにより、当該エマルジョン１のｐＨをｐＨ設定値ｐＳに調整する（Ｓ３０）。
【０２０６】
ここで、軽液３が水であり、重液２が疎水性の液体（例えば有機溶剤）である場合に、図１１に示すエマルジョン処理装置５０を用いて、上記ｐＨ調整方法（２）を実行する具体例について説明する。
【０２０７】
軽液３が水であり、重液２が有機溶剤である場合には、図１１に示すように、エマルジョン破壊装置１０の前段に設けられた電極式のｐＨ計１６４による測定対象物（有機溶剤と微細スケールを含むスラリー）に、有機溶剤（重液２）が含まれる。このため、当該ｐＨ計１６４の電極の液絡部が有機溶剤又は油分により閉塞されてしまい、測定誤差や誤作動が生じやすい。従って、エマルジョン破壊装置１０に投入する前に、当該ｐＨ計１６４を用いてスラリーのｐＨを正確に測定することは難しい。
【０２０８】
そこで、この場合には、エマルジョン破壊装置１０の後段に設けられた電極式のｐＨ計１６６を用いて、エマルジョン破壊処理及びセトラー２０により分離された水相（軽液相）のｐＨを測定し、当該ｐＨ測定値に基づいて、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを調整することが好ましい。セトラー２０で分離された水相には、有機溶剤（重液２）や微細粒子４の油分がほとんど含まれていないので、当該ｐＨ計１６６により当該水相のｐＨを正確に測定できる。よって、ｐＨ調整剤供給装置１６３は、当該ｐＨ計１６６によるｐＨ測定値に基づいて、スラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリーのｐＨを所望のｐＨ設定値ｐＳに高精度で調整できる。この結果、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨも所望のｐＨ設定値ｐＳに正確に調整できる。
【０２０９】
なお、上記では、重液２、軽液３及び微細粒子４から新たに生成したエマルジョン１を破壊する場合について説明したが、既成のエマルジョン１を破壊する場合にも、上記ｐＨ調整方法（２）を用いることができる。例えば、エマルジョン破壊装置１０の前段に、既成のエマルジョン１が投入されるｐＨ調整槽（図示せず。）を設け、エマルジョン破壊装置１０の後段のセトラー２０に設けられたｐＨ計１６５又はｐＨ計１６６による水相のｐＨ測定値に基づいて、当該ｐＨ調整槽内で既成のエマルジョン１のｐＨを調整し、当該ｐＨが調整された既成のエマルジョン１をエマルジョン破壊装置１０に投入してもよい。
【０２１０】
以上のように、エマルジョン破壊装置１０の前段で、有機溶剤等が混合されていないスラリーのｐＨを測定可能な場合は、エマルジョン破壊装置１０の前段に設けられたｐＨ計１６４を用いて、当該スラリーのｐＨを高精度に測定して、当該スラリーのｐＨを正確に調整した後に、有機溶剤を混合して、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを所望のｐＨ設定値に調整すればよい。一方、水と有機溶剤を含むエマルジョン１が既に存在し、この既成のエマルジョンを処理対象としなければならない場合は、エマルジョン破壊装置１０の後段に設けられたｐＨ計１６５又は１６６を用いて、エマルジョン破壊処理により分離された水相のｐＨを連続的又は間欠的に測定し、当該ｐＨ測定値に基づいて、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを所望のｐＨ設定値ｐＳに調整すればよい。
【０２１１】
［３．６．相関関係の測定方法］
次に、上記図１４に示した相関関係の測定工程（Ｓ１０）において、電極式のｐＨ計を用いてエマルジョン１のサンプルのｐＨを高精度で測定して、相関関係を正確に求める方法について説明する。
【０２１２】
前述のｐＨ調整方法（１）及び（２）で説明したように、電極式のｐＨ計は、電極の液絡部に有機溶剤が付着すると、測定誤差や誤作動が生じやすくなる。このため、上記ｐＨ調整工程（Ｓ３０）だけでなく、相関関係の測定工程（Ｓ１０）の予備試験においても、電極式のｐＨ計を用いてエマルジョン１のサンプルのｐＨを測定して調整する際に、同様の問題が生じる。
【０２１３】
そこで、本実施形態に係る測定工程（Ｓ１０）では、以下に説明する２つの測定方法（１）又は（２）（図１６及び図１７を参照。）のいずれかを選択することで、電極式のｐＨ計を用いてエマルジョン１のサンプルのｐＨを正確に測定して、ｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅの相関関係を正確に測定できるようにする。
【０２１４】
［３．６．１．相関関係の測定方法（１）］
まず、図１６を参照して、相関関係の測定方法（１）について説明する。この測定方法（１）は、重液２、軽液３及び微細粒子４からエマルジョン１のサンプルを新たに生成し、当該エマルジョン１のサンプルの相関関係を測定する場合に用いられる。
【０２１５】
図１６に示すように、まず、水と微細粒子４とが懸濁したスラリーの複数のサンプルのｐＨを、電極式のｐＨ計を用いて測定しながら、当該ｐＨ測定値に基づいて、スラリーの複数のサンプルに対してｐＨ調整剤を添加して、当該スラリーの複数のサンプルのｐＨを相異なる値に調整する（Ｓ１１０）。
【０２１６】
次いで、上記ｐＨが調整されたスラリーの各サンプルに対してそれぞれ、疎水性の液体（有機溶剤等）を混合して、エマルジョン化することにより、予備試験で用いられるエマルジョン１の複数のサンプルを生成する（Ｓ１１２）。上記Ｓ１１０でスラリーの複数のサンプルのｐＨが相異なる値に調整されているから、本Ｓ１１２で生成されるエマルジョン１の複数のサンプルのｐＨも、相異なる値に調整されている。
【０２１７】
さらに、上記エマルジョン１の複数のサンプルに対してそれぞれ、相異なる遠心加速度の設定値の遠心力を作用させる（Ｓ１１４）。これにより、各サンプルのエマルジョン１の少なくとも一部が破壊されて、水相と、疎水性の液体相（有機溶剤相）と、エマルジョン相とに分離される。
【０２１８】
その後、上記遠心力を作用させた後の各サンプルのエマルジョン相率Ｅを測定する（Ｓ１１６）。上記Ｓ１１０〜Ｓ１１４により、各サンプルのｐＨ値と、作用される遠心加速度が相異なるので、測定される各サンプルのエマルジョン相率Ｅも相異なる値となる。
【０２１９】
以上のフローにより、上記Ｓ１１０で測定されたスラリーの各サンプルのｐＨの測定値（即ち、エマルジョン１の各サンプルのｐＨ値）と、上記Ｓ１１２で設定した遠心加速度の設定値と、上記Ｓ１１６で測定されたエマルジョン相率Ｅとから、対象のエマルジョン１に関する相関関係を求めることができる。この際、電極式のｐＨ計を用いて、有機溶剤を含むエマルジョン１のサンプルのｐＨを測定するのではなく、有機溶剤を含まないスラリーのサンプルのｐＨを測定する。従って、ｐＨ計の液絡部に対する有機溶剤の付着による測定誤差や誤作動が生じないため、エマルジョン１の各サンプルのｐＨを高精度で測定して、相関関係を正確に測定できる。
【０２２０】
［３．６．２．相関関係の測定方法（２）］
次に、図１７を参照して、相関関係の測定方法（２）について説明する。この測定方法（２）は、既成のエマルジョン１のサンプルの相関関係を測定する場合に用いられる。
【０２２１】
図１７に示すように、まず、既成のエマルジョン１の複数のサンプルに対して、相異なる量又は濃度のｐＨ調整剤を添加して、当該複数のサンプルのｐＨを相異なる値に調整する（Ｓ１２０）。この時点では、各サンプルのｐＨを測定しないので、各サンプルのｐＨは未知である。
【０２２２】
次いで、上記エマルジョン１の複数のサンプルに対してそれぞれ、相異なる遠心加速度の設定値の遠心力を作用させる（Ｓ１２２）。これにより、各サンプルのエマルジョン１の少なくとも一部が破壊されて、水相と、疎水性の液体相（有機溶剤相）と、エマルジョン相とに分離される。
【０２２３】
その後、上記遠心力を作用させた後のエマルジョン１の各サンプルのエマルジョン相率Ｅを測定する（Ｓ１２４）。上記Ｓ１２０〜Ｓ１２４により、各サンプルのｐＨ値と、作用される遠心加速度が相異なるので、測定される各サンプルのエマルジョン相率Ｅも相異なる値となる。
【０２２４】
さらに、上記遠心力の作用により各サンプルのエマルジョン１のから分離された水相のｐＨを、電極式のｐＨ計を用いて測定する（Ｓ１２６）。この各サンプルの水相のｐＨは、Ｓ１２０で調整されたエマルジョン１の各サンプルのｐＨと略同一である。従って、各サンプルの水相のｐＨを測定することで、エマルジョン１の各サンプルのｐＨを測定したことになる。
【０２２５】
以上のフローにより、上記Ｓ１２２で設定した遠心加速度の設定値と、上記Ｓ１２４で測定されたエマルジョン相率Ｅと、上記Ｓ１２６で測定された水相のｐＨの測定値（即ち、エマルジョン１の各サンプルのｐＨ値）とから、対象のエマルジョン１に関する相関関係を求めることができる。この際、電極式のｐＨ計を用いて、有機溶剤を含むエマルジョン１のサンプルのｐＨを測定するのではなく、有機溶剤を含まない水相のサンプルのｐＨを測定する。従って、ｐＨ計の液絡部に対する有機溶剤の付着による測定誤差や誤作動が生じないため、エマルジョン１の各サンプルのｐＨを高精度で測定して、相関関係を正確に測定できる。
【０２２６】
［４．油分分離装置及び油分分離方法］
次に、図１８を参照して、上記エマルジョン破壊装置１０及びエマルジョン処理装置５０が適用された油分分離装置１００と、本実施形態に係るエマルジョン破壊方法が適用された油分分離方法について説明する。図１８は、本実施形態に係る油分分離装置１００を示す模式図である。
【０２２７】
本実施形態に係る油分分離装置１００は、油分及び水分を含有するスケール類（含油スケール）から油分を分離するための装置である。この油分分離装置１００では、含油スケール中の油分を抽出剤である有機溶剤に抽出するときに、該有機溶剤と水と微細スケールからなるエマルジョン１が生成される。このエマルジョン１は、有機溶剤と水の界面にスケールの微細粒子４（微細スケール）が介在しているため安定化しており、破壊されにくい。そこで、本実施形態に係る油分分離装置１００は、上記エマルジョン破壊装置１０を利用して、該エマルジョン１を効果的に破壊して、水と有機溶剤と微細スケールと油分を適切に分離することを目的としている。以下に、油分分離装置１００とこれを用いた油分分離方法について詳述する。
【０２２８】
なお、以下では、油分分離装置１００の処理対象として、上記の重液２が水であり、軽液３が親油性の有機溶剤であり、微細粒子４が微細スケールである例について説明するが、油分分離装置の処理対象は、かかる例に限定されるものではない。ここで、親油性の有機溶媒は、常圧での沸点が１００℃未満であり、常温常圧で液体であり、例えば、例えば、ジエチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ギ酸エチル、酢酸エチル及びベンゼンからなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましく、特に、ペンタン又はヘキサンがより好ましい。以下では、親油性の有機溶剤として、ノルマル−ヘキサン（ｎ−ヘキサン）を用いる例について説明する。油分分離装置１００は、抽出剤として親油性の有機溶剤（ｎ−ヘキサン）を用いて含油スケールから油分を抽出しつつ、この抽出処理により生じた水とｎ−ヘキサンと微細スケールとが懸濁したエマルジョン１を破壊して、水とｎ−ヘキサンと微細スケールを分離する。
【０２２９】
図１８に示すように、油分分離装置１００は、スラリー化槽１１０と、スラリーｐＨ調整槽１６０と、撹拌槽１２０（抽出槽）と、固液分離装置１３０と、セトラー２０を有するエマルジョン破壊装置１０と、蒸留装置１４０と、有機溶剤除去装置１５０とを備える。なお、油分分離装置１００において、蒸留装置１４０及び有機溶剤除去装置１５０以外の各装置は、前述のエマルジョン処理装置５０の各装置と略同一であるので、それらの詳細説明については適宜割愛する。
【０２３０】
スラリー化槽１１０は、モータ１１１により撹拌部材１１２を回転させることにより、含油スケール（微細粒子４）と水（重液２）とを混合して第１のスラリー（含油スケールと水の混合物）を生成する（スラリー化工程）。
【０２３１】
スラリーｐＨ調整槽１６０には、前段のスラリー化槽１１０から第１のスラリーが投入されるとともに、ｐＨ調整剤供給装置１６３から必要に応じてｐＨ調整剤が投入される。スラリーｐＨ調整槽１６０は、モータ１６１により撹拌部材１６２を回転させることにより、第１のスラリーとｐＨ調整剤を混合して、ｐＨ計１６４により当該スラリーのｐＨを測定しながら、当該スラリーのｐＨを前述のｐＨ設定値に調整する（ｐＨ調整工程）。
【０２３２】
撹拌槽１２０は、含油スケールと有機溶剤を撹拌することにより当該含油スケールから有機溶剤中に油分を抽出する抽出槽として機能する。撹拌槽１２０には、スラリーｐＨ調整槽１６０から配管１１３を介して第１のスラリーが導入され、蒸留装置１４０から配管１４６を介して再生された有機溶剤が導入される。有機溶剤は、ｎ−ヘキサン（比重：０．６６）などの親油性有機溶剤で構成され、含油スケールから油分を抽出するための抽出剤として機能する。撹拌槽１２０は、モータ１２１により撹拌翼１２２を回転させることにより、第１のスラリーと有機溶剤とを撹拌して、混合する。これにより、第１のスラリー中の含油スケールに含まれる油分が有機溶剤中に抽出される（抽出工程）。
【０２３３】
かかる撹拌槽１２０では、微細スケールと水と有機溶剤が強攪拌されるため、上述したエマルジョン１が生成される。即ち、撹拌槽１２０では、油分の抽出剤として、有機溶剤として例えばｎ−ヘキサンを使用して、含油スケールから油分を抽出する。ｎ−ヘキサンは疎水性で親油性の液体であり、その比重は０．６６ｇ／ｃｍ３と水より小さく、沸点は６９℃である。含油スケールに水分を添加して、スラリー状にし、このスラリーにｎ−ヘキサンを添加して、強撹拌すると、含油スケールの表面に付着している油分は、ｎ−ヘキサン中に抽出される。かかる抽出後に、これら混合物を静置すると、下からスケール相、水相、ヘキサン相に分離されるが、このヘキサン相は、水（重液２）とヘキサン（軽液３）のＷ／Ｏ型エマルジョンからなる状態となり、水滴とヘキサンの界面に微細スケールが介在することにより、該Ｗ／Ｏ型エマルジョンは安定化してしまう。
【０２３４】
また、撹拌槽１２０において、含油スケールと水とが混合された第１のスラリーと、上記有機溶剤とを含む混合物を撹拌するときに、当該混合物の撹拌レイノルズ数（Ｒｅ）を、５００〜４００００の範囲内とすることが好ましい。これにより、含油スケールの分散が十分に進み、効果的に油分を有機溶媒に抽出して、スケールから除去できる。撹拌レイノルズ数が５００未満であれば、スケールからの油分除去率が低くなる。一方、撹拌レイノルズ数１００００以上では、油分除去率の効果の上昇は小さくなる。
【０２３５】
なお、撹拌槽１２０の撹拌機の回転数をｎ［ｓ−１］，当該撹拌機の幾何学的形状を、撹拌槽１２０の径Ｄ２［ｍ］，撹拌槽１２０内の液体の深さＨ２［ｍ］，撹拌翼１２２の径ｄ２［ｍ］，当該撹拌翼１２２の幅ｂ［ｍ］であらわすと、撹拌レイノルズ数（Ｒｅ）は、（２）式のようにあらわされる。
撹拌レイノルズ数（Ｒｅ）＝（ｎ×ｄ２２×ρ）／μ      （２）
ただし、ρ：混合液の密度（ｋｇ／ｍ３）、μ：混合液の粘度（Ｐａ・ｓ）
【０２３６】
固液分離装置１３０には、撹拌槽１２０から、上記油分を含む有機溶剤と第１のスラリーとの混合物が導入される。固液分離装置１３０は、遠心力を利用して、当該混合物を、油分、水及び微量の微細スケールを含有する有機溶剤（主に液体）と、微細スケールを含有する第２のスラリー（主に固体）とに分離する（固液分離工程）。
【０２３７】
エマルジョン破壊装置１０には、固液分離装置１３０から、油分、水及び微量の微細スケールを含有する有機溶剤（即ち、Ｗ／Ｏ型エマルジョン）が導入される。エマルジョン破壊装置１０は、当該有機溶剤中に含まれる水と有機溶剤とのエマルジョン１に対して、上記加速度設定値の遠心力を作用させる。これにより、水滴と有機溶剤（ｎ−ヘキサン）の界面に介在している微細スケールが好適に分離されるため、Ｗ／Ｏ型エマルジョンが破壊される（エマルジョン破壊工程）。そして、このエマルジョン１の処理液は、セトラー２０にて、油分を含む有機溶剤（軽液相）と、残存したエマルジョン１（エマルジョン相）と、微細スケールを含む水（重液相）とに比重分離される（比重分離工程）。
【０２３８】
その後、油分を含有する有機溶剤（軽液相）は、セトラー２０の上部排出口２２から配管１３３を通じて蒸留装置１４０に排出される。一方、微細スケールを含む水（重液相）は、セトラー２０の下部排出口２８から配管１３５を通じて有機溶剤除去装置１５０に排出される。また、セトラー２０で分離されたエマルジョン相は、中央排出口２７から配管１３４を通じてエマルジョン破壊装置１０の前段に戻され（リターン投入量Ｂ）、固液分離装置１３０から新規に投入されるエマルジョン１（新規投入量Ａ）とともに、エマルジョン破壊装置１０に再投入される。
【０２３９】
蒸留装置１４０は、モータ１４１と撹拌部材１４２を有する攪拌機を備える。蒸留装置１４０は、前述の撹拌槽１２０に対して配管１４３、コンデンサー１４５及び配管１４６を介して接続されている。また、蒸留装置１４０の下端には、油分を排出するための配管１４４が接続されている。蒸留装置１４０には、エマルジョン破壊装置１０のセトラー２０から油分を含有する有機溶剤（軽液相）が導入される。蒸留装置１４０は、当該含油有機溶剤を蒸留して、有機溶剤（ｎ−ヘキサン）と油分とに分離する（蒸留工程）。
【０２４０】
コンデンサー１４５は、蒸留装置１４０の上部から配管１４３を通じて排出された有機溶剤（ｎ−ヘキサン）を凝縮して液化する。このようにして回収及び再生された有機溶剤（ｎ−ヘキサン）は配管１４６を通じて撹拌槽１２０に供給されて、上記含油スケールから油分を抽出する抽出剤として再利用される。一方、蒸留装置１４０で分離された油分は、配管１４４を通じて外部に排出、回収される。
【０２４１】
有機溶剤除去装置１５０は、モータ１５１と撹拌部材１５２を有する攪拌機を備える。有機溶剤除去装置１５０は、前述のコンデンサー１４５に対して配管１５４を介して接続されている。また、有機溶剤除去装置１５０の下端には、スケールを含有する第２のスラリーを排出するための配管１５３が接続されている。
【０２４２】
有機溶剤除去装置１５０には、固液分離装置１３０から配管１３２を通じて、スケールを含有する第２のスラリーが導入される。この第２のスラリーには、有機溶剤（ｎ−ヘキサン）が例えば１〜５質量％含まれている。有機溶剤除去装置１５０は、当該第２のスラリー中に残存する有機溶剤を加温して揮発させて、第２のスラリー中のスケールから有機溶剤（軽液３）を除去する（軽液除去工程）。そして、当該有機溶剤は、配管１５４を通じてコンデンサー１４５に排出される。一方、有機溶剤除去装置１５０で有機溶剤が除去された後の第２のスラリーに含まれるスケールは、スラリー状態のまま配管１５３を通じて外部に排出、回収される。このように有機溶剤除去装置１５０により有機溶剤（ｎ−ヘキサン）を揮発分離した後のスケール中の油分は、初期の含油スケールと比べて大幅に低減されている。
【０２４３】
以上、本実施形態に係る油分分離装置１００と、これを用いて含油スケールから油分を分離する油分分離方法について説明した。
【０２４４】
本実施形態によれば、撹拌槽１２０（抽出槽）による油分の抽出工程において、微細スケールの介在により安定化した水と親油性有機溶剤のエマルジョン１が生成される。このエマルジョン１を撹拌槽１２０からエマルジョン破壊装置１０に導入して、高速回転する回転体７の回転力により、予め設定された加速度設定値の遠心加速度を該エマルジョン１に作用させる。これにより、水と親油性有機溶剤の界面から微細スケールを除去して、効果的にエマルジョン１を破壊し、水と親油性有機溶剤に分離できる。さらに、エマルジョン破壊装置１０のセトラー２０により、エマルジョン１を、微細スケール及び水をほとんど含まない有機溶剤（軽液相）と、有機溶剤をほとんど含まない微細スケール及び水（重液相）と、残存したエマルジョン１を含むエマルジョン相とに分離して排出できる。従って、当該有機溶剤と、微細スケール及び水とを好適に分離回収できる。
【０２４５】
また、エマルジョン破壊装置１０は、従来の遠心分離機と比べて、シンプルな装置構成であり、小型かつ安価である。従って、エマルジョン破壊装置１０を適用することで、遠心分離機等の他の分離装置を用いる場合よりも、油分分離装置１００の装置構成を簡素化、小型化及び安価にできる。
【０２４６】
さらに、本実施形態では、エマルジョン破壊装置１０の前段において、スラリーｐＨ調整槽１６０により、第１のスラリーのｐＨを、予め設定された適切なｐＨ設定値に調整する。これにより、エマルジョン破壊装置１０に投入されるエマルジョン１のｐＨを適切なｐＨ設定値に調整できるので、エマルジョン破壊装置１０において当該エマルジョン１を破壊するために必要な遠心加速度（エマルジョン破壊強度）を低い値に抑えることができる。よって、エマルジョン破壊装置１０の装置構成をさらに簡素化、小型化、安価にできる。
【０２４７】
加えて、上記事前試験により得られた相関関係に基づいて、エマルジョン１のｐＨ設定値と、当該エマルジョン１に作用させる遠心力の加速度設定値を適正値に設定することにより、エマルジョン破壊処理後のエマルジョン相率Ｅを０．５以下に低位安定化できるとともに、エマルジョン１のリターン投入量Ｂの絶対量と変動を抑制できる。従って、エマルジョン破壊処理を安定化でき、この結果、油分分離装置１００全体の油分分離処理も安定化できる。
【０２４８】
また、上記ｐＨ設定値を５．０〜９．０に設定することにより、油分分離装置１００から系外に排出される排水（上記図１８の配管１５３から排出される水とスケールのスラリー）のｐＨを、排水のｐＨ基準の範囲内とすることができる。これにより、系外排液による環境汚染を防止できるとともに、油分分離装置１００において、排液を中和するための中和装置等の追加設備を増設しなくて済むので、設備の全体構成を簡素化し、設備コストを低減できる。
【０２４９】
［５．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述の第１の実施形態では、遠心力付与装置として、エマルジョン１の破壊処理に特化した専用のエマルジョン破壊装置１０（図２、図８、図９等を参照。）を用いたが、第２の実施形態では、遠心力付与装置として、遠心分離機を用いる。第２の実施形態の遠心力付与装置以外の構成は、前述の第１の実施形態の場合と略同一であるので、その詳細説明は省略する。
【０２５０】
［５．１．遠心分離機］
まず、図１９を参照して、第２の実施形態に係る遠心力付与装置である遠心分離機３０の構成について説明する。図１９は、第２の実施形態に係る遠心力付与装置である遠心分離機３０の構成を示す模式図である。
【０２５１】
図１９に示すように、遠心分離機３０は、例えば、デカンタ型の遠心分離機で構成される。デカンタ型の遠心分離機は、一般に、遠心力により主に固形分と液体分の固液分離を行う装置であり、円筒部と円錐部からなる回転胴と、その中に組み込まれたスクリューとが差速をもって回転することで遠心力を発生させて、回転胴内の処理対象物を遠心分離しながら、当該分離された処理対象物をスクリューにより回転胴の外側に排出する。また、遠心分離機３０の後段には、上記セトラー２０が設けられている。
【０２５２】
遠心分離機３０には、外部から配管１２３を通じて、上記重液２、軽液３及び微細粒子４が懸濁したエマルジョン１が投入される。遠心分離機３０は、当該エマルジョン１に対して遠心力を作用させることにより、重液２及び軽液３と、微細粒子４とを固液分離するとともに、エマルジョン１を破壊（解乳化）する。このエマルジョン１の破壊原理は、上記第１の実施形態と同様であり（図４等を参照。）、重液２と軽液３の界面に介在する微細粒子４を遠心力により除去することにより、エマルジョン１の破壊が行われる。
【０２５３】
遠心分離機３０により分離された固体分（主に微細粒子４を含むスラリー）は、配管１３２を通じて外部に排出される。一方、遠心分離機３０により分離された液体分（主に、重液２、軽液３及び微量の微細粒子４を含むエマルジョン１の処理液）は、配管２９を通じてセトラー２０に排出される。
【０２５４】
セトラー２０は、上記第１の実施形態と同様に、遠心力が付与されたエマルジョン１の処理液を、比重差を用いて、軽液相とエマルジョン相と重液相に分離する。セトラー２０で分離された軽液相は、主に軽液３を含む液体であり、セトラー２０の上部排出口２２から配管１３３を通じて外部に排出される。また、セトラー２０で分離された重液相は、主に重液２と微細粒子４を含む液体であり、セトラー２０の下部排出口２８から配管１３５を通じて外部に排出される。
【０２５５】
一方、セトラー２０で分離されたエマルジョン相は、遠心分離機３０により破壊されずに残存したエマルジョン１を主に含む液体である。このエマルジョン相は、セトラー２０の中央排出口２７から配管１３４を通じて遠心分離機３０に戻され（リターン投入量Ｂ）、新規に投入されるエマルジョン１（新規投入量Ａ）とともに、遠心分離機３０に再投入される。これにより、残存したエマルジョン１を遠心分離機３０にて再破壊して、重液２と軽液３に再分離できるので、重液２と軽液３の回収量を増加できる。
【０２５６】
以上の構成の遠心分離機３０によっても、上記第１の実施形態に係るエマルジョン破壊装置１０と同様に、エマルジョン１を破壊することができる。特に、より高価かつ高性能の遠心分離機３０を用いれば、遠心分離機３０によりエマルジョン１に付与可能な遠心加速度の最大値を、上記５０００Ｇより大きな値に増加させることも可能である。従って、エマルジョン破壊装置１０により破壊が困難なエマルジョン１であっても、高価かつ高性能の遠心分離機３０を用いれば、好適に破壊することが可能になる。特に、エマルジョン１に含まれる微細粒子４に微細な粒子が多く含まれる場合や、微細粒子４のぬれ性が大きい場合には、当該エマルジョン１を破壊するためには大きい遠心加速度が必要になるので、高価かつ高性能の遠心分離機３０を用いることが好ましい。
【０２５７】
［５．２．遠心分離機を含むエマルジョン処理装置の構成］
次に、図２０を参照して、第２の実施形態に係る遠心分離機３０及びその周辺装置を備えたエマルジョン処理装置５０の構成について説明する。図２０は、第２の実施形態に係る遠心分離機３０及びその周辺装置を備えたエマルジョン処理装置５０の構成を示す模式図である。
【０２５８】
図２０に示すように、第２の実施形態に係るエマルジョン処理装置５０は、セトラー２０を備えた遠心分離機３０と、スラリー化槽１１０と、スラリーｐＨ調整槽１６０と、撹拌槽１２０とを備える。これらスラリー化槽１１０、スラリーｐＨ調整槽１６０及び撹拌槽１２０等の周辺装置は、エマルジョン破壊装置１０の前段に設けられており、エマルジョン破壊装置１０に供給されるエマルジョン１を生成するとともに、当該エマルジョン１のｐＨを調整する機能を有する。なお、第２の実施形態に係るエマルジョン処理装置５０のスラリー化槽１１０、スラリーｐＨ調整槽１６０及び撹拌槽１２０の構成と処理は、上記第１の実施形態に係るエマルジョン処理装置５０の場合と略同一であるので、詳細説明は省略する。
【０２５９】
遠心分離機３０には、撹拌槽１２０により生成されたエマルジョン１が投入される。上記第１の実施形態では、エマルジョン破壊装置１０の前段に固液分離装置１３０（図１１参照。）が設置されていたが、第２の実施形態では、遠心分離機３０が固液分離機能を有するので、遠心分離機３０の前段に固液分離装置１３０を設置しなくてもよい。
【０２６０】
遠心分離機３０は、予め設定された遠心加速度の設定値の遠心力を作用させることにより、エマルジョン１を破壊する。遠心分離機３０により遠心力が付与された後のエマルジョン１の処理液は、セトラー２０により、軽液３（有機溶剤）を主に含む軽液相（有機溶剤相）と、残存したエマルジョン１を含むエマルジョン相と、重液２（水）及び微量の微細粒子４を含む重液相（水相）に分離される。
【０２６１】
セトラー２０で分離された軽液相は上部排出口２２から配管１３３を通じて外部に排出され、重液相（水相）は下部排出口２８から配管１３５を通じて外部に排出される。一方、セトラー２０で分離されたエマルジョン相は、中央排出口２７から配管１３４を通じて遠心分離機３０に戻され（リターン投入量Ｂ）、撹拌槽１２０から新規に投入されるエマルジョン１（新規投入量Ａ）とともに、遠心分離機３０に再投入される。これにより、残存したエマルジョン１を遠心分離機３０にて再破壊して、重液２と軽液３に再分離できるので、重液２と軽液３の回収量を増加できる。
【０２６２】
以上、図２０を参照して、第２の実施形態に係る遠心分離機３０を備えたエマルジョン処理装置５０について説明した。当該エマルジョン処理装置５０によれば、遠心分離機３０に投入されるエマルジョン１のｐＨを予め調整しておくことで、エマルジョン破壊処理におけるエマルジョン破壊強度と、エマルジョン破壊処理後のエマルジョン相率Ｅを低位安定化できる。
【０２６３】
［５．３．油分分離装置及び油分分離方法］
次に、図２１を参照して、上記の遠心分離機３０が適用された油分分離装置２００と油分分離方法について説明する。図２１は、第２の実施形態に係る油分分離装置２００を示す模式図である。
【０２６４】
図２１に示すように、第２の実施形態に係る油分分離装置２００は、上記第１の実施形態に係る油分分離装置１００（図１８を参照。）と比べて、遠心力付与装置として、エマルジョン破壊装置１０に替えて遠心分離機３０を用いる点で相違し、その他の構成は略同一である。なお、以下では、第２の実施形態に係る油分分離装置２００の処理対象として、第１の実施形態と同様、重液２が水であり、軽液３が親油性の有機溶剤（例えばｎ−ヘキサン）であり、微細粒子４が微細スケールである例について説明する。
【０２６５】
第２の実施形態では、スラリー化槽１１０、スラリーｐＨ調整槽１６０及び撹拌槽１２０での処理は、上記第１の実施形態と略同一であるので、詳細説明は省略する。
【０２６６】
撹拌槽１２０で生成されたエマルジョン１、即ち、油分、水及び微量の微細スケールを含有する有機溶剤（即ち、Ｗ／Ｏ型エマルジョン）は、固液分離装置１３０（図１８を参照。）を介さずに直接、遠心分離機３０に投入される。遠心分離機３０は、当該エマルジョン１に対して、上記加速度設定値の遠心力を作用させる。これにより、水滴と有機溶剤（ｎ−ヘキサン）の界面に介在している微細スケールが好適に分離されるため、Ｗ／Ｏ型エマルジョンが破壊される（エマルジョン破壊工程）。
【０２６７】
遠心分離機３０で分離された固体分（主に微細スケール）は、配管１３２を通じて有機溶剤除去装置１５０に排出される。一方、遠心分離機３０で遠心力が作用されたエマルジョン１の処理液は、配管２９を通じてセトラー２０に供給され、セトラー２０にて、油分を含む有機溶剤（軽液相）と、残存したエマルジョン１（エマルジョン相）と、微細スケールを含む水（重液相）とに比重分離される（比重分離工程）。
【０２６８】
その後、油分を含有する有機溶剤（軽液相）は、セトラー２０の上部排出口２２から配管１３３を通じて蒸留装置１４０に排出される。一方、微細スケールを含む水（重液相）は、セトラー２０の下部排出口２８から配管１３５を通じて有機溶剤除去装置１５０に排出される。また、セトラー２０で分離されたエマルジョン相は、中央排出口２７から配管１３４を通じて遠心分離機３０の前段に戻され（リターン投入量Ｂ）、撹拌槽１２０から新規に投入されるエマルジョン１（新規投入量Ａ）とともに、遠心分離機３０に再投入される。
【０２６９】
その後、蒸留装置１４０及び有機溶剤除去装置１５０での処理は、上記第１の実施形態と略同一であるので、詳細説明は省略する。
【０２７０】
以上、第２の実施形態に係る遠心分離機３０を備えた油分分離装置２００と、これを用いて含油スケールから油分を分離する油分分離方法について説明した。
【０２７１】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、遠心分離機３０により水と親油性有機溶剤の界面から微細スケールを除去して、効果的にエマルジョン１を破壊し、水と親油性有機溶剤と微細スケールとを好適に分離回収できる。さらに、遠心分離機３０の加速度最大値は、エマルジョン破壊装置１０の加速度最大値よりも大きいのでエマルジョン破壊装置１０では破壊が困難なエマルジョン１も好適に破壊できる。
【０２７２】
また、エマルジョン１のｐＨ設定値と、当該エマルジョン１に作用させる遠心力の加速度設定値を適正値に設定することにより、エマルジョン破壊処理後のエマルジョン相率Ｅを０．５以下に低位安定化できるとともに、エマルジョン１のリターン投入量Ｂの絶対量と変動を抑制できる。従って、エマルジョン破壊処理を安定化でき、この結果、油分分離装置１００全体の油分分離処理も安定化できる。
【０２７３】
また、上記ｐＨ設定値を５．０〜９．０に設定することにより、油分分離装置１００から系外に排出される排水（上記図１８の配管１５３から排出される水とスケールのスラリー）のｐＨを、排水のｐＨ基準の範囲内とすることができる。これにより、系外排液による環境汚染を防止できるとともに、油分分離装置１００において、排液を中和するための中和装置等の追加設備を増設しなくて済むので、設備の全体構成を簡素化し、設備コストを低減できる。
【０２７４】
また、上記ｐＨ設定値を５．０〜９．０に設定することにより、油分分離装置１００から系外に排出される排水（上記図２１の配管１５３から排出される水とスケールのスラリー）のｐＨを、排水のｐＨ基準の範囲内とすることができる。これにより、系外排液による環境汚染を防止できるとともに、油分分離装置１００において、排液を中和するための中和装置等の追加設備を増設しなくて済むので、設備の全体構成を簡素化し、設備コストを低減できる。
【実施例】
【０２７５】
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【０２７６】
実施例１では、含油スケール中の油分を、ヘキサンで抽出して除去することを目的に、本発明を実施適用した。実施例１では、水（重液２）と有機溶剤（軽液３）と微細スケール（微細粒子４）とからなるエマルジョン１を、エマルジョン破壊装置１０を用いて破壊する試験を行った。
【０２７７】
まず、エマルジョンのｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率の相関関係を測定する測定工程を実施した。次に示す重液２、軽液３、微細粒子４を、表２に示す配合率で混合して、エマルジョン１のサンプル液を生成し、当該サンプル液中のエマルジョン１を遠心力により破壊する試験を行い、相関関係を求めた。
重液：水
軽液：有機溶剤（ｎ−ヘキサン、比重：０．６６）
微細粒子：含油スケール（平均粒子径２１μｍ、油分含有率：５質量％）
【０２７８】
【表２】
2018176004.tif 000004
【０２７９】
具体的には、まず、表２に記載の配合原料の内、含油スケールと水を密閉式の透明な遠沈管（容量：５０ｍｌ）に入れ、激しく混合してスラリー状にした。そのスラリーに、ｐＨ調整剤として希塩酸もしくは水酸化ナトリウム水溶液を添加しながら、ｐＨ計を用いて当該スラリーのｐＨを測定し、当該ｐＨ測定値に基づいて、スラリーのｐＨを４〜１１．４に調整した。スラリーのｐＨ調整後、表２記載の配合率となるようにスラリーにｎ−ヘキサンを追加した。その後、スラリーが入った遠沈管を密閉にし、スラリーを激しく混合して、エマルジョン１のサンプル液を作成した。次いで、遠沈管を卓上遠心分離機にセットし、回転数を調整し、所定の遠心加速度の遠心力を１０秒間作用させた。遠心分離機の停止後、遠沈管を静置し、エマルジョン相率Ｅを求めた。エマルジョン相率Ｅの測定後、再度、サンプル液を激しく混合してエマルジョン状態のサンプル液に戻した後、異なる遠心加速度の遠心力をサンプル液に作用させ、エマルジョン１を破壊し、エマルジョン相率Ｅを測定した。このような試験を、遠心加速度とｐＨの値を段階的に異なる値に変更した上で、複数回繰り返すことによって、エマルジョン１のｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅとの相関関係を求めて、グラフにプロットした。このグラフを図１３Ａに示す。図１３Ａに示すように、遠心加速度が大きくなると、エマルジョン相率Ｅは小さくなり、かつ、ｐＨ７〜９付近が最もエマルジョン１を破壊しやすい領域であるといえる。
【０２８０】
次に、上記図１３Ａの相関関係に基づいて、ｐＨ設定値と遠心加速度の設定値を設定する設定工程を実施した。排液のｐＨ基準を満たすｐＨ５〜９の領域において、エマルジョン相率Ｅが０．５を下回る加速度領域（２３０Ｇ以上）が存在し、その加速度領域は、遠心力付与装置の最大加速度（約５０００Ｇ）以下であることから、上記設定基準（ａ）もしくは（ｃ）を適用することができる。
【０２８１】
そこで、実施例１−１では、上記設定基準（ａ）により、図１３Ａ中のプロットＳで示すように、ｐＨ設定値を７．８に設定し、加速度設定値を１７１２Ｇに設定した。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が５．０〜９．０となる範囲内で、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できた。また、実施例１−２では、上記設定基準（ｃ）により、図１３Ａ中のプロットＴで示すように、ｐＨ設定値を７．８に設定し、加速度設定値を２３０Ｇに設定した。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が５．０〜９．０となる範囲内で、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できた。
【０２８２】
次に、ｐＨ調整工程とエマルジョン破壊工程を、上記油分分離装置１００（図１８参照。）を用いて、含油スケールから油分を分離する試験の中で実施した。
【０２８３】
まず、含油スケールと水のみを表２記載の配合で混合し、スラリー化槽１１０により予めスラリー化して第１のスラリーを生成した。次いで、実施例１−１および実施例１−２とも、スラリーｐＨ調整槽１６０で第１のスラリーのｐＨを７．８に調整した後、約８Ｌ／分で撹拌槽１２０（容量：５０Ｌ）に連続投入した。撹拌槽１２０では、油分の抽出剤（親油性有機溶剤）としてｎ−ヘキサンを表２の配合となるように添加し、含油スケールと水とが混合された第１のスラリーと、ｎ−ヘキサンとを含む混合物を強撹拌した。このときの混合物の撹拌レイノルズ数（Ｒｅ）は約３２００であり、撹拌槽１２０におけるスラリーの滞留時間は、約３分であった。
【０２８４】
次いで、撹拌槽１２０で強撹拌された、第１のスラリーとｎ−ヘキサンの混合物を、液体サイクロン（固液分離装置１３０）に導入した。液体サイクロンでは、遠心力により、第１のスラリーとｎ−ヘキサンとの混合物を固液分離した。このとき、混合物に作用する遠心加速度が約１００Ｇになるように、液体サイクロンのサイズを選択した。そして、液体サイクロン下部からスケールと水と少量のｎ−ヘキサンが混合された第２のスラリーを回収し、液体サイクロン上部からｎ−ヘキサンと水と微細スケールからなるエマルジョン１の処理液（破壊対象のエマルジョン）を回収した。
【０２８５】
次いで、当該エマルジョン１の処理液をエマルジョン破壊装置１０に送液し、回転体７内で発生する遠心加速度（実施例１−１では１７１２Ｇに設定、実施例１−２では２３０Ｇに設定）の遠心力をエマルジョン１に作用させた。これにより、ｎ−ヘキサン相中に浮遊している微細スケールを分離し、エマルジョン１を破壊（解乳化）した。さらに、エマルジョン破壊装置１０の後段のセトラー２０にて、遠心力の作用後のエマルジョン１の処理液を、水と含油ｎ−ヘキサンに分離した。含油ｎ−ヘキサン中には、ほとんど微細スケールは含まれていなかった。
【０２８６】
その後、セトラー２０により分離された含油ｎ−ヘキサンを回収し、蒸留装置１４０に送液した。蒸留装置１４０では、含油ｎ−ヘキサンを９８℃に加熱し、ｎ−ヘキサン成分を揮発させ、油分とｎ−ヘキサンを分離した。そして、蒸留装置１４０で揮発したｎ−ヘキサンを、コンデンサー１４５により液化した後に、撹拌槽１２０に再度投入した。一方、蒸留装置１４０で分離された油分は系外へ排出した。上記セトラー２０で微細スケールをほとんど分離しているため、蒸留装置１４０で分離回収された油分中にもほとんど微細スケールは含まれておらず、別のプラントで該油分を燃料代替として十分に使用することができた。
【０２８７】
一方、上記の液体サイクロンの下部から回収した第２のスラリー（微細スケールと水）を有機溶剤除去装置１５０に送液した。該有機溶剤除去装置１５０内で第２のスラリーを９８℃まで加温し、スラリー中に約２質量％で含有されているｎ−ヘキサンを蒸発させて除去した。ｎ−ヘキサンが除去されたスラリーは、系外へ排出され、不図示の脱水機で脱水して、脱油スケールを得た。
【０２８８】
上記の油分抽出プロセスにおいて、セトラー２０におけるエマルジョン相率Ｅを測定したところ、実施例１−１では０．０３であり、実施例１−２では０．４８であり、ほぼ、目標値どおりであり、Ｅが０．５以下となるように制御して、エマルジョン１の破壊処理を安定的に実行できた。また、有機溶剤除去装置１５０から回収された脱油スケール中の油分の濃度を測定したところ、実施例１−１および実施例１−２とも約０．４質量％であり、スケールから油分を十分に除去できた。また、実施例１−１および実施例１−２とも、ｐＨ設定値を７．８に設定したため、破壊処理後のエマルジョン１の処理液から分離された水相（重液）のｐＨや、有機溶剤除去装置１５０から系外排出されるスラリー中の水相のｐＨも、約７．８であり、排液のｐＨ基準の範囲内（ｐＨ＝５．０〜９．０）であった。よって、有機溶剤除去装置１５０からのスラリーを不図示の脱水機でスケールと水とに分離した後、排水の系外への排出に当たって、別途の中和装置を用いる必要はなかった。
【実施例２】
【０２８９】
実施例２では、水（重液２）と灯油（軽液３）とアルミナ微粉（微細粒子４）とからなるエマルジョン１を、遠心分離機３０を用いて破壊する試験を行った。
【０２９０】
まず、エマルジョンのｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率の相関関係を測定する測定工程を実施した。次に示す重液２、軽液３、微細粒子４を、表３に示す配合率で混合して、エマルジョン１のサンプル液を生成し、当該サンプル液中のエマルジョン１を遠心力により破壊する試験を行い、相関関係を求めた。
重液：水
軽液：有機溶剤（灯油、比重：０．８）
微細粒子：α−Ａｌ２Ｏ３（平均粒子径２．７μｍ）
【０２９１】
【表３】
2018176004.tif 000005
【０２９２】
具体的には、まず、表３に記載の配合原料の内、α−Ａｌ２Ｏ３と、水と、灯油と、ｐＨ調整剤として任意量の希塩酸もしくは水酸化ナトリウム水溶液とを、密閉式の透明な遠沈管（容量：５０ｍｌ）に入れ、激しく混合して、エマルジョン化し、エマルジョン１のサンプル液を作成した。次いで、遠沈管を卓上遠心分離機にセットし、回転数を調整し、所定の遠心加速度の遠心力を１０秒間作用させた。遠心分離機の停止後、遠沈管を静置し、エマルジョン相率Ｅを求めた。エマルジョン相率Ｅの測定後、再度、サンプル液を激しく混合してエマルジョン状態のサンプル液に戻した後、異なる遠心加速度の遠心力を作用させ、エマルジョン１を破壊し、エマルジョン相率Ｅを測定した。最大の遠心加速度９３２１Ｇの遠心力を作用させた後、遠沈管内の水相部分を分取し、ｐＨ計でｐＨを測定した。このような試験を、ｐＨの値を段階的に異なる値に変更した上で、複数回繰り返すことによって、遠心加速度とエマルジョン相率Ｅとエマルジョン１のｐＨとの相関関係を求めて、グラフにプロットした。このグラフを図１３Ｂに示す。図１３Ｂに示すように、加速度が大きくなると、エマルジョン相率Ｅは小さくなり、かつ、アルカリ性側と酸性側では、エマルジョン１を破壊しやすく、特に酸性側は、エマルジョンを破壊しやすい領域であるといえる。
【０２９３】
次に、上記図１３Ｂの相関関係に基づいて、ｐＨ設定値と加速度の設定値を設定する設定工程を実施した。排液のｐＨ基準を満たすｐＨ５〜９の領域において、エマルジョン相率Ｅが０．５を下回るには、加速度が５０００Ｇ以上必要となり、適切な遠心力付与装置を選定することは難しい。そこで、よりエマルジョン１が破壊しやすいｐＨ領域である酸性側にｐＨ設定値を調整し、エマルジョン相率Ｅを０．５以下にする方が、遠心力付与装置を選定しやすくなり、上記設定基準（ｂ）もしくは（ｄ）を適用することができる。
【０２９４】
このため、実施例２−１では、上記設定基準（ｂ）により、図１３Ｂ中のプロットＵで示すように、ｐＨ設定値を１．８に設定し、加速度設定値を５０００Ｇに設定した。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、加速度設定値が遠心力付与装置の最大加速度以下となる範囲内で、ｐＨ設定値に関わらずに、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できた。また、実施例２−２では、上記設定基準（ｄ）により、図１３Ｂ中のプロットＷで示すように、ｐＨ設定値を４．８に設定し、加速度設定値を５０００Ｇに設定した。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、加速度設定値が遠心力付与装置の最大加速度以下となる範囲内で、ｐＨ設定値に関わらずに、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できた。
【０２９５】
次に、ｐＨ調整工程とエマルジョン破壊工程を、図２０に示すエマルジョン処理装置５０を用いて実施した。
【０２９６】
まず、α−Ａｌ２Ｏ３と水のみを表３記載の配合率で混合し、スラリー化槽１１０により予めスラリー化し、当該スラリーを、次のスラリーｐＨ調整槽１６０に入れた。そして、後述するセトラー２０の重液相にあるｐＨ計１６５で測定されるｐＨが、実施例２−１では１．８になるように、実施例２−２では４．８になるように、ｐＨ調整剤供給装置１６３を用いてｐＨ調整剤をスラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリーに供給して、当該スラリーのｐＨを調整した。
【０２９７】
さらに、ｐＨ調整されたスラリーを、約８Ｌ／分で撹拌槽１２０（容量：５０Ｌ）に連続投入した。撹拌槽１２０では、灯油（軽液）を表３の配合となるように添加し、α−Ａｌ２Ｏ３と水とが混合されたスラリーと、灯油とを含む混合物を強撹拌し、エマルジョン化させた。このときの混合物の撹拌レイノルズ数（Ｒｅ）は約３２００であり、撹拌槽１２０におけるスラリーの滞留時間は、約３分であった。
【０２９８】
次いで、撹拌槽１２０で強撹拌して生成されたエマルジョン１の処理液を、遠心分離機３０に送液し、遠心分離機３０により加速度設定値（実施例２−１、実施例２−２ともに５０００Ｇ）の遠心力をエマルジョン１に作用させた。これにより、灯油相中に浮遊しているα−Ａｌ２Ｏ３を分離し、エマルジョン１を破壊（解乳化）した。遠心力で分離した重液２（水）を含んだ粒子（α−Ａｌ２Ｏ３）は、遠心分離機３０内で分離され、系外に排出した。一方、遠心分離機３０内で分離した軽液３（灯油）とエマルジョン１と重液２（水）を含む処理液は、セトラー２０内で静置して、相分離させた。その後、軽液３（灯油）および重液２（水）は系外に排出した。一方、残存したエマルジョン１を、撹拌槽１２０から新規投入されるエマルジョン１とともに、再度、遠心分離機３０に投入して、再破壊した。
【０２９９】
上記の試験においてセトラー２０におけるエマルジョン相率Ｅを測定したところ、実施例２−１では０．０３であり、実施例２−２では０．４７であり、ほぼ、目標値どおりであり、Ｅが０．５以下となるように制御して、エマルジョン１の破壊処理を安定的に実行できた。特に、本実施例２のように、遠心力付与装置により付与可能な遠心加速度の最大値の制約がある場合であっても、破壊対象のエマルジョン１のｐＨを、排液のｐＨ基準の範囲外に適切に調整することによって、Ｅが０．５以下となるようにエマルジョン１の破壊処理を安定的に実行できた。なお、セトラー２０及び遠心分離機３０から排出される水相（重液２）のｐＨは５．０未満であっため、不図示の中和装置により中和剤を添加して、排液のｐＨ基準の範囲内（ｐＨ＝５．０〜９．０）に調整した上で、系外に排出した。
【実施例３】
【０３００】
実施例３では、有機溶剤（重液２）と水（軽液３）と活性炭紛体（微細粒子４）とからなるエマルジョン１を、遠心分離機３０を用いて破壊する試験を行った。
【０３０１】
まず、エマルジョンのｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率の相関関係を測定する測定工程を実施した。次に示す重液２、軽液３、微細粒子４を、表４に示す配合率で混合して、エマルジョン１のサンプル液を生成し、当該サンプル液中のエマルジョン１を遠心力により破壊する試験を行い、相関関係を求めた。
重液：有機溶剤（トリクロロエチレン、比重：１．４６）
軽液：水
微細粒子：活性炭粉体（平均粒子径７μｍ）
【０３０２】
【表４】
2018176004.tif 000006
【０３０３】
具体的には、まず、表４に記載の配合原料の内、活性炭粉体と水のみを、密閉式の透明な遠沈管（容量：５０ｍｌ）に入れ、激しく混合して、スラリー状にした。そのスラリーに、ｐＨ調整剤として希塩酸もしくは水酸化ナトリウム水溶液を添加しながら、ｐＨ計を用いて当該スラリーのｐＨを測定し、当該ｐＨ測定値に基づいて、スラリーのｐＨを１．９７〜１２．０に調整した。スラリーのｐＨ調整後、表４記載の配合率となるようにスラリーにトリクロロエチレンを追加した。その後、スラリーが入った遠沈管を密閉にし、スラリーを激しく混合して、エマルジョン１のサンプル液を作成した。次いで、遠沈管を卓上遠心分離機にセットし、回転数を調整し、所定の遠心加速度の遠心力を１０秒間作用させた。遠心分離機の停止後、遠沈管を静置し、エマルジョン相率Ｅを求めた。エマルジョン相率Ｅの測定後、再度、サンプル液を激しく混合しエマルジョン状態のサンプル液に戻した後、異なる遠心加速度の遠心力をサンプル液に作用させ、エマルジョン１を破壊し、エマルジョン相率Ｅを測定した。このような試験を、加速度設定値とｐＨ設定値を段階的に異なる値に変更させた条件で、複数回繰り返すことによって、エマルジョン１のｐＨと遠心加速度とエマルジョン相率Ｅとの相関関係を求めて、グラフにプロットした。このグラフを図１３Ｃに示す。図１３Ｃに示すように、遠心加速度が大きくなると、エマルジョン相率Ｅは小さくなり、かつ、ｐＨ４〜７付近が最もエマルジョン１を破壊しやすい領域であるといえる。
【０３０４】
次に、上記図１３Ｃの相関関係に基づいて、ｐＨ設定値と遠心加速度の設定値を設定する設定工程を実施した。排液のｐＨ基準を満たすｐＨ５〜９の領域において、エマルジョン相率Ｅが０．５を下回る加速度領域（５５０Ｇ以上）が存在し、その加速度領域は、遠心力付与装置の最大加速度（約５０００Ｇ）以下であることから、上記設定基準（ａ）もしくは（ｃ）を適用することができる。
【０３０５】
そこで、実施例３−１では、上記設定基準（ａ）により、図１３Ｃ中のプロットＸで示すように、ｐＨ設定値を５．６に設定し、加速度設定値を２３００Ｇに設定した。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が５．０〜９．０となる範囲内で、エマルジョン相率Ｅができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できた。また、実施例３−２では、上記設定基準（ｃ）により、図１３Ｃ中のプロットＹで示すように、ｐＨ設定値を５．６に設定し、加速度設定値を５５０Ｇに設定した。これにより、エマルジョン相率Ｅが０．５以下となり、かつ、ｐＨ設定値が５．０〜９．０となる範囲内で、加速度設定値ができるだけ小さい値になるように、ｐＨ設定値と加速度設定値を設定できた。
【０３０６】
次に、ｐＨ調整工程とエマルジョン破壊工程を、図２０に示すエマルジョン処理装置５０を用いて実施した。
【０３０７】
まず、活性炭粉体と水のみを表７記載の配合率で混合し、スラリー化槽１１０により予めスラリー化し、当該スラリーを、次のスラリーｐＨ調整槽１６０に入れた。そして、スラリーｐＨ調整槽１６０内のｐＨ計１６４で測定されるｐＨが、実施例３−１、実施例３−２ともに５．６になるように、ｐＨ調整剤供給装置１６３を用いてｐＨ調整剤をスラリーｐＨ調整槽１６０内のスラリーに供給して、当該スラリーのｐＨを調整した。
【０３０８】
さらに、ｐＨ調整されたスラリーを、約８Ｌ／分で撹拌槽１２０（容量：５０Ｌ）に連続投入した。撹拌槽１２０では、トリクロロエチレン（重液）を表４の配合となるように添加し、活性炭粉体と水とが混合されたスラリーと、トリクロロエチレンとを含む混合物を強撹拌し、エマルジョン化させた。このときの混合物の撹拌レイノルズ数（Ｒｅ）は約３２００であり、撹拌槽１２０におけるスラリーの滞留時間は、約３分であった。
【０３０９】
次いで、撹拌槽１２０で強撹拌して生成されたエマルジョン１の処理液を、遠心分離機３０に送液し、遠心分離機３０により加速度設定値（実施例３−１では５５０Ｇ、実施例３−２では２３００Ｇ）の遠心力をエマルジョン１に作用させた。これにより、水相中に浮遊している活性炭粉体を分離し、エマルジョン１を破壊（解乳化）した。遠心力で分離した重液２（トリクロロエチレン）を含んだ粒子（活性炭粉体）は、遠心分離機３０内で分離され、系外に排出した。一方、遠心分離機３０内で分離した軽液３（水）とエマルジョン１と重液２（トリクロロエチレン）を含む処理液は、セトラー２０内で静置して、相分離させた。その後、軽液３（水）および重液２（トリクロロエチレン）は系外に排出した。一方、残存したエマルジョン１は撹拌槽１２０から新規投入されるエマルジョン１とともに、再度、遠心分離機３０に投入して、再破壊した。
【０３１０】
上記の試験においてセトラー２０におけるエマルジョン相率Ｅを測定したところ、実施例３−１では０．０４であり、実施例３−２では０．４７であり、ほぼ目標値どおりであり、Ｅが０．５以下となるように制御して、エマルジョン１の破壊処理を安定的に実行できた。また、実施例３−１および実施例３−２とも、ｐＨ設定値を５．６に設定したため、セトラー２０から排出される水相（軽液３）のｐＨも、約５．６であり、排液のｐＨ基準の範囲内（ｐＨ＝５．０〜９．０）であった。よって、セトラー２０から排出される水相（軽液３）の系外への排出に当たって、別途の中和装置を用いる必要はなかった。
【０３１１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０３１２】
１    エマルジョン
２    重液
３    軽液
４    微細粒子
６    容器
７    回転体
８    回転機構
９    仕切板
１０    エマルジョン破壊装置
２０    セトラー
２０Ａ    第１のセトラー
２０Ｂ    第２のセトラー
３０    遠心分離機
５０    エマルジョン処理装置
７１    胴体
７２    開口部
７３    絞り部
７４    蓋部
７６    内周面付近の領域
７７    下部孔
７８    上部孔
７９    環状堰
８１    回転軸
８２    制御部
１００    油分分離装置
１１０    スラリー化槽
１２０    撹拌槽
１３０    固液分離装置
１４０    蒸留装置
１５０    有機溶剤除去装置
１６０    スラリーｐＨ調整槽
１６３    ｐＨ調整剤供給装置
【図１】
2018176004.tif 000007
【図２】
2018176004.tif 000008
【図３】
2018176004.tif 000009
【図４】
2018176004.tif 000010
【図５】
2018176004.tif 000011
【図６】
2018176004.tif 000012
【図７】
2018176004.tif 000013
【図８】
2018176004.tif 000014
【図９】
2018176004.tif 000015
【図１０】
2018176004.tif 000016
【図１１】
2018176004.tif 000017
【図１２】
2018176004.tif 000018
【図１３Ａ】
2018176004.tif 000019
【図１３Ｂ】
2018176004.tif 000020
【図１３Ｃ】
2018176004.tif 000021
【図１４】
2018176004.tif 000022
【図１５】
2018176004.tif 000023
【図１６】
2018176004.tif 000024
【図１７】
2018176004.tif 000025
【図１８】
2018176004.tif 000026
【図１９】
2018176004.tif 000027
【図２０】
2018176004.tif 000028
【図２１】
2018176004.tif 000029