(57)【要約】【課題】効率的に有害物質を無害化することができる攪拌装置及びこの攪拌装置を用いた攪拌方法を提供すること。【解決手段】本発明に一形態に係る攪拌装置１００は、攪拌槽１０、攪拌軸２０、せん断翼３０、攪拌翼４０、支持部５０及び駆動部６０を有する。攪拌軸２０は長手方向に移動可能であり、軸回りに回転可能に構成される。せん断翼３０はディスク部３１と、ディスク部３１の周縁に形成されたせん断刃３２とを有し、攪拌軸２０に支持される。攪拌翼４０はせん断翼３０より第２端部２０ｂ側に配置され、攪拌軸２０に支持される。支持部５０は攪拌軸２０を支持する。支持部５０はせん断翼３０が被攪拌物に接触し、攪拌翼４０が被攪拌物に接触しない第１状態と、せん断翼３０と攪拌翼４０が被攪拌物に接触する第２状態とを切換え可能に構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁部と、被攪拌物を収容する収容部とを有する攪拌槽と、
第１の端部が前記収容部に収容され、前記第１の端部とは反対側の第２の端部が前記攪拌槽の外部に配置されている攪拌軸であって、前記撹拌軸の長手方向に移動可能であり、前記撹拌軸の軸回りに回転可能に構成された攪拌軸と、
ディスク部と、前記ディスク部の周縁に形成されたせん断刃とを有し、前記収容部内で前記攪拌軸に支持されているせん断翼と、
前記せん断翼より前記第２の端部側に配置され、前記収容部内で前記攪拌軸に支持されている攪拌翼と、
前記攪拌軸を支持する支持部であって、前記せん断翼が前記被攪拌物に接触し、前記攪拌翼が前記被攪拌物に接触しない第１の状態と、前記せん断翼と前記攪拌翼が前記被攪拌物に共に接触する第２の状態とを切換え可能に構成された支持部と、
前記第２の端部に接続され、前記攪拌軸を前記軸周りに回転させる駆動部と
を具備する攪拌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の攪拌装置であって、
前記攪拌翼は、被攪拌物を前記攪拌翼側から前記せん断翼側へ循環させる第１の攪拌翼部と、前記第１の攪拌翼部と前記長手方向に離間し、前記被攪拌物を前記せん断翼側から前記攪拌翼側へ循環させる第２の攪拌翼部とを有する
攪拌装置。
【請求項３】
請求項２に記載の攪拌装置であって、
前記せん断翼は、前記ディスク部に貫通孔が設けられている
攪拌装置。
【請求項４】
請求項３に記載の攪拌装置であって、
前記せん断翼は、前記貫通孔が設けられている第１の領域と、メッシュ構造である第２の領域とを有する
攪拌装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の攪拌装置であって、
前記攪拌槽は、前記内壁部にバッフル板が取り付けられている
攪拌装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の攪拌装置であって、
前記第１の攪拌翼は、ディゾルバ式の攪拌翼であり、
前記第２の攪拌翼は、ピッチドパドル式の攪拌翼である
攪拌装置。
【請求項７】
内壁部と、被攪拌物を収容する収容部とを有する攪拌槽と、第１の端部が前記収容部に収容され、前記第１の端部とは反対側の第２の端部が前記攪拌槽の外部に配置されている攪拌軸であって、前記撹拌軸の長手方向に移動可能であり、前記撹拌軸の軸回りに回転可能に構成された攪拌軸と、ディスク部と、前記ディスク部の周縁に形成されたせん断刃とを有し、前記収容部内で前記攪拌軸に支持されているせん断翼と、前記せん断翼より前記第２の端部側に配置され、前記収容部内で前記攪拌軸に支持されている攪拌翼と、前記攪拌軸を支持する支持部であって、前記せん断翼が前記被攪拌物に接触し、前記攪拌翼が前記被攪拌物に接触しない第１の状態と、前記せん断翼と前記攪拌翼が前記被攪拌物に共に接触する第２の状態とを切換え可能に構成された支持部と、前記第２の端部に接続され、前記攪拌軸を前記軸周りに回転させる駆動部とを具備する攪拌装置を準備する工程と、
前記収容部に前記被攪拌物を収容する工程と、
前記第１の状態において、前記被攪拌物を前記せん断翼で攪拌する工程と、
前記攪拌軸を前記長手方向に移動させて、前記第１の状態と前記第２の状態とを切換える工程と、
前記第２の状態において、前記被攪拌物を前記攪拌翼で攪拌する工程と
を具備する攪拌方法。
【請求項８】
請求項７に記載の攪拌方法であって、
前記第１の状態において、前記被攪拌物を前記せん断翼で攪拌する工程では、水性成分と油性成分とを含む溶液である前記被攪拌物を乳化させ、
前記第２の状態において、前記被攪拌物を前記攪拌翼で攪拌する工程では、前記乳化を維持する
攪拌方法。
【請求項９】
請求項８に記載の攪拌方法であって、
前記第２の状態において、前記被攪拌物を前記攪拌翼で攪拌する工程では、乳化している前記被攪拌物に微生物製剤を投入する
攪拌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置及びこの攪拌装置を用いた攪拌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗剤や化粧品等の化学工業製品の製造において、複数の材料を攪拌混合するために攪拌装置が広く用いられている。ここで近年では、このような攪拌装置において、攪拌機能だけではなく、複数の材料の反応、溶解、乳化、分散、粒子化等に柔軟に対応可能な性能が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、酸素を含有する水性媒体と、酵素組成物と環境汚染物質を含有する油性成分との混合物を攪拌することにより、当該混合物を乳化させる攪拌装置が開示されている。これにより、酵素組成物の分散性が向上し、環境汚染物質が効率的に分解されるものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０１２８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に記載の攪拌装置は、上記混合物を乳化させるために、当該混合物を高速（高い攪拌回転数）で攪拌する必要がある。これにより、混合物中の酵素組成物が分解してしまい、環境汚染物質等の有害物質を効率的に無害化できないおそれがある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、効率的に有害物質を無害化することができる攪拌装置及びこの攪拌装置を用いた攪拌方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に一形態に係る攪拌装置は、攪拌槽と、攪拌軸と、せん断翼と、攪拌翼と、支持部と、駆動部とを有する。
上記攪拌槽は、内壁部と、被攪拌物を収容する収容部とを有する。
上記攪拌軸は、第１の端部が上記収容部に収容され、上記第１の端部とは反対側の第２の端部が上記攪拌槽の外部に配置されている。
上記攪拌軸は、上記撹拌軸の長手方向に移動可能であり、上記撹拌軸の軸回りに回転可能に構成されている。
上記せん断翼は、ディスク部と、上記ディスク部の周縁に形成されたせん断刃とを有し、上記収容部内で上記攪拌軸に支持されている。
上記攪拌翼は、上記せん断翼より上記第２の端部側に配置され、上記収容部内で上記攪拌軸に支持されている。
上記支持部は、上記攪拌軸を支持する。
上記支持部は、上記せん断翼が上記被攪拌物に接触し、上記攪拌翼が上記被攪拌物に接触しない第１の状態と、上記せん断翼と上記攪拌翼が上記被攪拌物に共に接触する第２の状態とを切換え可能に構成されている。
上記駆動部は、上記第２の端部に接続され、上記攪拌軸を上記軸周りに回転させる。
【０００８】
この構成によれば、攪拌装置は、せん断翼と攪拌翼が同一の攪拌軸に多段に設けられ、第１の状態から第２の状態へ切換え可能に構成されている。これにより、上記攪拌装置は、被攪拌物をせん断翼で攪拌してから、攪拌翼で攪拌することができる。
【０００９】
よって、被攪拌物が有害物質を含む場合に、本発明に係る攪拌装置は、せん断翼で有害物質を微細化してから、微細化された有害物質を含む被攪拌物を攪拌することが可能となる。これにより、上記第２の状態において有害物質を無害化する微生物製剤等が投入されることで、効率的に有害物質を無害化することができる。
【００１０】
上記攪拌翼は、被攪拌物を上記攪拌翼側から上記せん断翼側へ循環させる第１の攪拌翼部と、上記第１の攪拌翼部と上記長手方向に離間し、上記被攪拌物を上記せん断翼側から上記攪拌翼側へ循環させる第２の攪拌翼部とを有していてもよい。
【００１１】
これにより、被攪拌物を均一に攪拌することができ、高速で攪拌させずとも（攪拌回転数を上げなくとも）、被攪拌物に対する攪拌効率を向上させることが可能となる。
【００１２】
上記せん断翼は、上記ディスク部に貫通孔が設けられていてもよい。
【００１３】
せん断翼に貫通孔を設けることにより、上記第２の状態において、せん断翼が、攪拌翼の攪拌効率を低下させることが抑制される。これにより、せん断翼による被攪拌物の微細化と、微細化された被攪拌物の効率的な攪拌を同一槽内で両立させることが可能となる。
【００１４】
上記せん断翼は、上記貫通孔が設けられている第１の領域と、メッシュ構造である第２の領域とを有していてもよい。
【００１５】
これにより、上記第２の状態において、せん断翼による攪拌翼の攪拌効率の低下が抑制されるだけではなく、せん断翼の軽量化を図ることもできる。
【００１６】
上記攪拌槽は、上記内壁部にバッフル板が取り付けられていてもよい。
【００１７】
上記構成とすることにより、せん断翼や攪拌翼に攪拌される被攪拌物の流動が阻害され、当該被攪拌物に対する攪拌効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
上記第１の攪拌翼は、ディゾルバ式の攪拌翼であり、
上記第２の攪拌翼は、ピッチドパドル式の攪拌翼であってもよい。
【００１９】
第１の攪拌翼をディゾルバ式の攪拌翼とすることにより、被攪拌物に対して強力なせん断効果を発現させることができる。これにより、被攪拌物に有害物質が含まれている場合に、当該有害物質が微細化され、より無害化されやすいものとなる。そして、第２の攪拌翼をピッチドパドル式の攪拌翼とすることによって、微細化された有害物質を含む被攪拌物を効率的に攪拌することができる。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る攪拌方法は、
内壁部と、被攪拌物を収容する収容部とを有する攪拌槽と、第１の端部が上記収容部に収容され、上記第１の端部とは反対側の第２の端部が上記攪拌槽の外部に配置されている攪拌軸であって、上記撹拌軸の長手方向に移動可能であり、上記撹拌軸の軸回りに回転可能に構成された攪拌軸と、ディスク部と、上記ディスク部の周縁に形成されたせん断刃とを有し、上記収容部内で上記攪拌軸に支持されているせん断翼と、上記せん断翼より上記第２の端部側に配置され、上記収容部内で上記攪拌軸に支持されている攪拌翼と、上記攪拌軸を支持する支持部であって、上記せん断翼が上記被攪拌物に接触し、上記攪拌翼が上記被攪拌物に接触しない第１の状態と、上記せん断翼と上記攪拌翼が上記被攪拌物に共に接触する第２の状態とを切換え可能に構成された支持部と、上記第２の端部に接続され、上記攪拌軸を上記軸周りに回転させる駆動部とを具備する攪拌装置を準備する工程と、
上記収容部に上記被攪拌物を収容する工程と、
上記第１の状態において、上記被攪拌物を上記せん断翼で攪拌する工程と、
上記攪拌軸を上記長手方向に移動させて、上記第１の状態と上記第２の状態とを切換える工程と、
上記第２の状態において、上記被攪拌物を上記攪拌翼で攪拌する工程と
を具備する。
【００２１】
上記攪拌方法によれば、せん断翼と攪拌翼が設けられている攪拌軸を第１の方向に移動させるだけで、上記第１の状態から上記第２の状態へ切換る。これにより、装置構成を複雑化させずに、効率的に有害物質を無害化することが可能となる。
【００２２】
上記第１の状態において、上記被攪拌物を上記せん断翼で攪拌する工程では、水性成分と油性成分とを含む溶液である上記被攪拌物を乳化させ、
上記第２の状態において、上記被攪拌物を上記攪拌翼で攪拌する工程では、上記乳化を維持してもよい。
【００２３】
これにより、乳化した被攪拌物に親油性の有害物質が含まれている場合に、当該有害物質を親水性の微生物製剤等で分解する上で、乳化した被攪拌物に対する当該微生物製剤の分散性が向上する。つまり、親油性の有害物質を親水性の微生物製剤等で分解させやすい環境をつくることが可能となる。
【００２４】
上記第２の状態において、上記被攪拌物を上記攪拌翼で攪拌する工程では、乳化している上記被攪拌物に微生物製剤を投入してもよい。
【００２５】
本発明では、上記第１の状態において乳化された被攪拌物は、せん断翼により微細化されているため、当該被攪拌物に有害物質が含まれている場合は、当該有害物質も微細化される。従って、上記第２の状態において微生物製剤が投入されることにより、有害物質を効率的に無害化することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、効率的に有害物質を無害化することができる攪拌装置及びこの攪拌装置を用いた攪拌方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る攪拌装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】同実施形態に係るせん断翼の平面図である。
【図３】同実施形態に係るせん断翼を一方向から見た図である。
【図４】同実施形態に係るせん断翼の平面図であり、当該せん断翼に設けられている貫通孔の形状のバリエーションを示す模式図である。
【図５】同実施形態に係るせん断翼の平面図であり、当該せん断翼に設けられている貫通孔の形状のバリエーションを示す模式図である。
【図６】同実施形態に係る攪拌翼の構成を示す模式図である。
【図７】同実施形態に係る支持部の拡大断面図である。
【図８】上記攪拌装置の攪拌プロセスを示す模式図である。
【図９】上記攪拌装置の攪拌プロセスを示す模式図である。
【図１０】上記攪拌翼が被攪拌物を循環させている状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の変形例に係るせん断翼の平面図である。
【図１２】本発明の変形例に係るせん断翼の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[攪拌装置の構成]
図１は本実施形態に係る攪拌装置１００の構成を模式的に示す断面図である。攪拌装置１００は、図１に示すように、攪拌槽１０、攪拌軸２０、せん断翼３０、攪拌翼４０、支持部５０及び駆動部６０を有する。なお、以下の図において、Ｘ、Ｙ及びＺ方向は相互に直交する３方向である。
【００２９】
（攪拌槽）
攪拌槽１０は、図１に示すように、収容部１１と、収容部１１の内壁面である内壁部１２とを有する。収容部１１は、同図に示すように円筒形状の容器であり、溶液やスラリー等の被攪拌物を貯蔵可能に構成されている。収容部１１の容量は、特に限定されないが、例えば、数リットル〜数十リットルとすることができる。
【００３０】
内壁部１２には、図１に示すように、Ｚ方向を長手方向とする長尺のバッフル板１４（邪魔板）が複数設けられている。バッフル板１４は、典型的には帯状の板部材であり、後述するせん断翼３０や攪拌翼４０に攪拌される被攪拌物の流動を阻害する機能を有する。これにより、攪拌装置１００の当該被攪拌物に対する攪拌効率を向上させることが可能となる。なお、バッフル板１４は、内壁部１２に着脱可能なものに限定されず、内壁部１２に一体的に形成されたものであってもよい。
【００３１】
また、攪拌槽１０は、図１に示すように、収容部１１に収容されている被攪拌物を排出する排出口１５が鉛直下方側に設けられている。排出口１５には、例えば、サニタリー弁やタンクボール弁、あるいはフラッシュ弁等の開閉弁が取り付けられていてもよい。
【００３２】
さらに、本実施形態に係る攪拌槽１０は、図１に示すように、ジャケット１６に接合されている。ジャケット１６は、蒸気や冷却水等が供給されることにより、攪拌槽１０内の温度を調整する機能を有する。また、攪拌槽１０は、超音波振動子と当該超音波振動子の振動を伝達させる振動伝達体からなる振動発生部（図示しない）が取り付けられていてもよい。
【００３３】
攪拌槽１０を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、ＳＵＳ３０４Ｌや、ＳＵＳ３１６Ｌ等の低炭素ステンレス鋼からなるものとすることができる。また、本実施形態に係る攪拌槽１０の形状は、図１に示すコーン（コニカル）型の形状に限定されず、例えば、円柱形状、半楕円形状又は半球形状等であってもよい。
【００３４】
（攪拌軸）
攪拌軸２０は、図１に示すようにＺ方向を長手方向とする円筒棒状の部材であり、攪拌槽蓋１３（攪拌槽１０）を挿通し、第１端部２０ａが攪拌槽１０の収容部１１に収容され、第１端部２０ａとは反対側の第２端部２０ｂが攪拌槽１０の外部に配置されている。また、攪拌軸２０は、後述する支持部５０に支持されることにより、Ｚ方向（長手方向）の移動と、Ｚ軸周りの回転が可能に構成されている。
【００３５】
攪拌軸２０の直径及び長さは特に限定されないが、例えば、直径を数十ｍｍ〜数百ｍｍ程度とし、長さを数百ｍｍ〜数千ｍｍ程度としてもよい。さらに、攪拌軸２０は、高い耐食性と高い剛性を有する材料からなるのが好適であり、具体的には、ステンレスやチタン等の材料からなるのが好適である。
【００３６】
（せん断翼）
図２はせん断翼３０の平面図であり、図３はせん断翼３０をＹ方向から見た模式図である。せん断翼３０は、図１に示すように、収容部１１内で攪拌軸２０の第１端部２０ａに支持され、攪拌軸２０のＺ軸周りの駆動が伝達されることにより、Ｚ軸周りに回転可能に構成されている。なお、本実施形態に係るせん断翼３０は、攪拌軸２０に一体的に形成されたものであってもよく、着脱可能に構成されたものであってもよい。
【００３７】
また、せん断翼３０は、図２に示すように、円板形状のディスク部３１と、ディスク部３１の周縁に連続して形成された複数のせん断刃３２とを有する。
【００３８】
ディスク部３１には、図２に示すように、複数の貫通孔３１ａと、攪拌軸２０に挿通される挿通孔Ｈが設けられている。貫通孔３１ａの数は、図２に示す構成に限定されず、１つあるいは複数設けられたものであってもよい。また、貫通孔３１ａの直径も特に限定されず、例えば、数ｃｍ〜数十ｃｍ程度とすることができる。
【００３９】
複数のせん断刃３２は、図２に示すように、ディスク部３１の接線Ｒから角度Ａ１で傾斜し、ディスク部３１から径外方に突出している複数の基底部３２ａと、複数の基底部３２ａの端部にそれぞれ設けられた複数の刃部３２ｂとを有する。なお、本実施形態ではディスク部３１と基底部３２ａは一体的に形成されている。
【００４０】
複数の刃部３２ｂは、図３に示すように、一方向に突出しているものと、当該一方向と反対方向に突出しているものを含み、図２に示すように、これらがディスク部３１の周縁に沿って交互に形成されている。
【００４１】
せん断翼３０は、このような形状であることにより、被攪拌物に対して高いせん断効果を発現させることが可能となる。これにより、せん断翼３０は、被攪拌物を効果的に乳化、分散、エマルジョン化又は微細化させることができる。
【００４２】
図４及び図５は、せん断翼３０の平面図であり、ディスク部３１に形成されている貫通孔３１ａの形状のバリエーションを示す模式図である。貫通孔３１ａの形状は、図４及び図５に示すように円形に限定されず、図４に示すような矩形、三角形、楕円、又は多角形等であってもよい。あるいは、図５に示すように、スリット状に形成されていてもよい。
【００４３】
せん断翼３０の大きさも特に限定されないが、例えば、収容部１１の容量が２リットルである場合は直径が７５ｍｍのものが採用され、容量が２０リットルである場合は直径が１００ｍｍのものが採用される。また、せん断翼３０は、厚みも特に限定されず、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度とすることができる。さらに、せん断翼３０は耐食性を有する材料からなるのが好適であり、例えば、ＳＵＳ３１６等のステンレスや、チタン等からなるものであってもよい。
【００４４】
本実施形態に係るせん断翼３０は、典型的にはディゾルバ型の攪拌翼が採用されるが、被攪拌物に対して高いせん断性を有するものであれば特に限定されず、例えば、鋸歯ディスクタービン（ＤＳインペラ）等であってもよい。
【００４５】
（攪拌翼）
攪拌翼４０は、図１に示すように、せん断翼３０より攪拌軸２０の第２端部２０ｂ側に配置され、収容部１１内で攪拌軸２０に支持されている。攪拌翼４０は、攪拌軸２０のＺ軸周りの駆動が伝達されることにより、Ｚ軸周りに回転可能に構成されている。なお、攪拌翼４０は、攪拌軸２０に一体的に形成されたものであってもよく、着脱可能に構成されたものであってもよい。
【００４６】
図６は、攪拌翼４０の構成を示す模式図である。攪拌翼４０は、図６に示すように、第１攪拌翼部４１と、第１攪拌翼部４１とＺ方向（攪拌軸２０の長手方向）に離間し、第１攪拌翼部４１よりせん断翼３０側に設けられている第２攪拌翼部４２とを有する。ここで、本実施形態では、例えば収容部１１の容量が２リットルである場合に、第１攪拌翼部４１と第２攪拌翼部４２との間隔Ｌ１を２０ｍｍ程度とし、第２攪拌翼部４２とせん断翼３０との間隔Ｌ２を１２０ｍｍ程度とするのが好適である（図１参照）。
【００４７】
第１攪拌翼部４１は、図６に示すように、Ｚ方向に直交する平面Ｐ（Ｘ及びＹ方向に平行な仮想平面）から、回転方向（図６に示す矢印方向）に角度Ａ２で傾斜している第１羽部４１ａを複数有する。第１羽部４１ａは、同図に示すように、攪拌軸２０に固定されているハブ４１ｂを介して攪拌軸２０に支持されている。
【００４８】
第２攪拌翼部４２は、図６に示すように、攪拌軸２０に直交する平面Ｐ（Ｘ及びＹ方向に平行な仮想平面）から上記回転方向とは逆方向に角度Ａ３で傾斜している第２羽部４２ａを複数有する。第２羽部４２ａは、同図に示すように、攪拌軸２０に固定されているハブ４２ｂを介して攪拌軸２０に支持されている。
【００４９】
本実施形態では、第１攪拌翼部４１と第２攪拌翼部４２は互いに逆ピッチの関係であり、角度Ａ２と角度Ａ３は典型的には同一である。また、第１及び第２羽部４１ａ，４２ａの枚数は、図６に示す構成に限定されず、４枚以上であってもよく、４枚より少ない構成であってもよい。
【００５０】
第１及び第２攪拌翼部４１，４２の直径は、収容部１１の容量により適宜決定されるが、例えば、数十ｍｍ〜数百ｍｍ程度とすることができる。また、第１及び第２攪拌翼部４１，４２の材料は、高い剛性と高い耐食性を有する材料が好適であり、例えば、ＳＵＳ３１６等のステンレスやチタンからなるのが好適である。さらに、第１及び第２攪拌翼部４１，４２は、第１及び第２羽部４１ａ，４２ａの厚みも特に限定されず、例えば、１〜２ｍｍ程度の厚みとすることができる。
【００５１】
本実施形態に係る第１及び第２攪拌翼部４１，４２は、図６に示すように、典型的にはピッチドパドル型の攪拌翼であるが、これに限られず、プロペラ型、タービン型、コーン型等の攪拌翼が採用されてもよい、また、第１及び第２攪拌翼部４１，４２は、同一タイプの攪拌翼であってもよく、それぞれ異なるタイプの攪拌翼であってもよい。
【００５２】
（支持部）
支持部５０は、図１に示すように、攪拌槽１０の収容部１１を封止する攪拌槽蓋１３に設けられ、攪拌軸２０を支持する。
【００５３】
図７は、支持部５０の拡大断面図である。図７に示すように、支持部５０は、第１アダプタ５１と第２アダプタ５２とを有する。第１アダプタ５１は、開口部５１ａを有し、ネジＳ１により攪拌槽蓋１３に固定されている。第１アダプタ５１の開口部５１ａにおける内壁部５１ｂには、同図に示すように、ベアリング５３とオイルシール５４が設けられている。
【００５４】
オイルシール５４は、後述する第２アダプタ５２のＺ軸周りの回転を円滑にさせる潤滑油等が外部に漏れだすことを防ぐ機能を有する。オイルシール５４の種類は特に限定されないが、例えば、非接触タイプのオイルシールが採用される。
【００５５】
第２アダプタ５２は、図７に示すように、ネジＳ２により攪拌軸２０に固定され、開口部５１ａに収容されている。ここで、第２アダプタ５２は、同図に示すようにベアリング５３に接続され、ベアリング５３を介して第１アダプタ５１に支持されている。これにより、攪拌軸２０は、第１アダプタ５１に対して、第２アダプタ５２と一体的にＺ軸周りに回転可能となる。また、攪拌軸２０は、第２アダプタ５２を固定しているネジＳ２が緩められることにより、Ｚ方向の移動が許容される。
【００５６】
つまり、本実施形態に係る支持部５０は、攪拌軸２０のＺ軸周りの回転と、Ｚ方向の移動を許容しつつ、攪拌軸２０を支持可能に構成されている。これにより、支持部５０は、せん断翼３０が収容部１１内の被攪拌物に接触し、攪拌翼４０が被攪拌物に接触しない第１の状態と、せん断翼３０と攪拌翼４０が被攪拌物に共に接触する第２の状態とを切換えることが可能となる。なお、第１及び第２アダプタ５１，５２を構成する材料は特に限定されず、例えば、低炭素ステンレス鋼等の金属材料であってもよい。
【００５７】
（駆動部）
駆動部６０は、図１に示すように、攪拌軸２０の第２端部２０ｂに接続され、攪拌軸２０をＺ軸周りに回転させることにより、せん断翼３０と攪拌翼４０とをＺ軸周りに回転させる機能を有する。
【００５８】
本実施形態に係る駆動部６０は、フィードバック制御により回転数等を制御可能な制御回路と、ＤＣ（direct current）ブラシレスモータ等のモータとを含む構成であってもよく、モータ単体で構成されてもよい。
【００５９】
［攪拌装置の動作］
次に、攪拌装置１００の動作について説明する。図８及び図９は、攪拌装置１００の攪拌プロセスを示す模式図である。なお、以下に示す動作は、攪拌装置１００を用いて、被攪拌物に含まれる有害物質を分解する方法を例に挙げて説明したものであり、攪拌装置１００は以下の用途に限定されるものではない。
【００６０】
先ず、攪拌装置１００の収容部１１に被攪拌物Ｍが投入される。本実施形態では被攪拌物Ｍとして、水性成分と、ポリ塩化ビフェニル類等の有害物質を含有する油性成分とを含む溶液が投入される。なお、当該溶液における、油性成分の含油量は特に限定されないが、例えば、溶液の体積に対して５〜２０ｖｏｌ%程度の含有量とすることができる。
【００６１】
次に、駆動部６０を駆動させることにより、図８に示すように、せん断翼３０をＺ軸周りに回転させ、被攪拌物Ｍを数十分攪拌する。これにより、水性成分と油性成分が乳化した被攪拌物Ｍが得られる。被攪拌物Ｍを乳化させる際のｒｐｍ（round per minute）は、特に限定されないが、被攪拌物Ｍの乳化を迅速に促進させる上で、例えば２０００ｒｐｍ程度とするのが好適である。
【００６２】
次に、図９に示すように、被攪拌物Ｍがせん断翼３０に接触している第１の状態から、攪拌軸２０をＺ方向（鉛直下方）に移動させる。そして、攪拌翼４０が被攪拌物Ｍに接触している状態で支持部５０に攪拌軸２０を支持させることにより、第２の状態へ切換える。
【００６３】
次いで、せん断翼３０と攪拌翼４０が被攪拌物Ｍに共に接触している第２の状態において、被攪拌物Ｍを攪拌翼４０で攪拌する。これにより、第１の状態で乳化した被攪拌物Ｍが解乳化されずに、第２の状態においても被攪拌物Ｍの乳化が維持される。なお、被攪拌物Ｍの乳化を維持するｒｐｍは特に限定されないが、例えば、４００ｒｐｍ程度とするのが好適である。
【００６４】
次いで、上記第２の状態において、被攪拌物Ｍの乳化を維持している攪拌装置１００の収容部１１内に微生物製剤を投入する。これにより、微生物製剤が被攪拌物Ｍに分散し、有害物質と反応することで、有害物質が分解（無害化）される。
【００６５】
本実施形態では、微生物製剤として、例えばポリ塩化ビフェニル類を分解する微生物を含むものが採用される。
【００６６】
具体的には、少なくとも２種類、あるいはそれ以上の菌体を含み、その主菌株はビフェニルジオキシゲナーゼ活性を示すものが好ましい。そして、この主菌株による有害物質の分解作用を強化するために添加される補菌株としては、シュードモナス属、アクロモバクター属、ロドコッカス属、コマモナス属、バークホルデリア属、スフィンゴモナス属、ラルストニア属及びステノトロフォモナス属から１種あるいは複数種選択されたものであってもよい。
【００６７】
［攪拌装置の効果］
本実施形態では、上述のとおり、せん断翼３０としてディゾルバ型の攪拌翼が採用されるため、被攪拌物Ｍに対して強力なせん断効果を発現させることができる。これにより、被攪拌物Ｍに有害物質が含まれている場合に、当該有害物質を微細化し、より無害化されやすくすることが可能である。
【００６８】
図１０は、攪拌翼４０が被攪拌物Ｍを収容部１１内で循環させている状態を示す模式図である。本実施形態では、上記第２の状態において、攪拌翼４０が被攪拌物Ｍを攪拌すると、図１０に示すように、第１攪拌翼部４１が、被攪拌物Ｍを攪拌軸２０の第２端部２０ｂ側へ押し流すことにより上昇流Ｗ１が発生し、第２攪拌翼部４２が、被攪拌物Ｍを攪拌軸２０の第１端部２０ａ側へ押し流すことにより下降流Ｗ２が発生する。
【００６９】
これにより、被攪拌物Ｍが、第１攪拌翼部４１により攪拌翼４０側からせん断翼３０側へ循環され、第２攪拌翼部４２によりせん断翼３０側から攪拌翼４０側へ循環される。
【００７０】
ここで、本実施形態では、せん断翼３０に貫通孔３０ａが設けられているため、下降流Ｗ２はせん断翼３０に阻害されない。従って、収容部１１内の排出口１５側の被攪拌物Ｍも均一に攪拌されるため、せん断翼３０が攪拌翼４０の攪拌効率を低下させることが抑制される。
【００７１】
つまり、攪拌翼４０は被攪拌物Ｍを収容部１１全体にわたって均一に攪拌することができ、高速で攪拌させずとも（攪拌回転数を上げなくとも）、被攪拌物Ｍの攪拌効率を向上させることが可能となる。よって、本実施形態に係る攪拌装置１００は、上記第２の状態において、微生物製剤が収容部１１内に投入されることにより、高い攪拌回転数による微生物製剤の分解を抑制しつつ、被攪拌物Ｍに含まれる有毒物質を無害化することが可能となる。
【００７２】
以上のことから、本実施形態に係る攪拌装置１００は、貫通孔３０ａが設けられたせん断翼３０と攪拌翼４０とを有する構成であることにより、有害物質を微細化してから、微細化された有害物質を含む被攪拌物Ｍを、高速で攪拌せずに効率よく攪拌することができる。これにより、微生物製剤を分解させずに、効率的に有害物質を無害化することが可能となる。
【００７３】
さらに、攪拌装置１００は、図１に示すように、せん断翼３０と、攪拌翼４０が同一の攪拌軸２０により支持され、この攪拌軸２０がＺ方向の移動と、Ｚ軸周りの回転ができるように構成されている。これにより、攪拌軸２０をＺ方向に移動させるだけで、上記第１の状態から上記第２の状態へ切換えることができるため、装置構成を複雑化させずに、上記作用効果を得ることが可能となる。
【００７４】
［変形例］
図１１及び図１２は、本実施形態の変形例に係るせん断翼３０の平面図である。せん断翼３０の構成は図２及び図３に示す構成に限定されず、図１１に示すように、貫通孔３１ａが設けられている第１の領域３３と、第１の領域３３より挿通孔Ｈ（攪拌軸２０）側に第２の領域３４とを有し、第２の領域３４がメッシュ構造であってもよい。あるいは図１２に示すように、ディスク部３１が、部分的にメッシュ構造を含むものであってもよい。
【００７５】
以上、本発明に実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７６】
例えば、上記実施形態では攪拌装置１００の用途として、被攪拌物を乳化させてから、当該被攪拌物に含まれる有害物質を無害化することを例に挙げて説明したが、攪拌装置１００の用途はこれに限定されず、攪拌装置１００は、被攪拌物の混合、溶解、晶析、反応、濃縮等に柔軟に対応可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００・・攪拌装置
１０・・・攪拌槽
１１・・・収容部
１２・・・内壁部
２０・・・攪拌軸
３０・・・せん断翼
３１・・・ディスク部
３２・・・せん断刃
３１ａ・・貫通孔
４０・・・攪拌翼
４１・・・第１攪拌翼部
４２・・・第２攪拌翼部
５０・・・支持部
６０・・・駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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