Method for producing a low bulk density fine particles of the alkali metal compound

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルカリ金属化合物の低嵩密度微細粒子の製造方法に関する。 例えば塩化ナトリウム、即ち食塩の低嵩密度微細粒子は、刺激性がなく食味が改善されるため、特殊な調味料としての用途が期待されている。 その他のアルカリ金属化合物の低嵩密度微細粒子も、粗大粒子に比べて溶解性、反応性などの点で特異な現象を示すため、独特な用途が期待される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、低嵩密度の粒子を製造する方法としては噴霧乾燥法が用いられてきた。 しかしこの方法により製造される粒子の大きさは噴霧された液滴の大きさにより支配されるため、ミクロンオーダーの微細粒子を製造することは困難であった。 噴霧乾燥により製造された粒子を更に機械的に粉砕すれば微細粒子になるが、工程が２段階になるため製造コストが増加する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水溶液から一段階の工程でアルカリ金属化合物の低嵩密度微細粒子を製造できる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわるアルカリ金属化合物の低嵩密度微細粒子の製造方法は、アルカリ金属化合物の水溶液をパルス燃焼ガスに接触させることを特徴とする。
【０００５】
本発明が適用されるアルカリ金属化合物としては、塩化ナトリウム（食塩）、塩化カリウム、硫酸ナトリウム（芒硝）、硫酸カリウム、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、水酸化カリウム（苛性カリ）などが例示される。
【０００６】
パルス燃焼ガスとは、通常毎秒５０〜７００回のサイクルで脈動する燃焼ガスで、いわゆるパルス燃焼器により発生する。 その燃焼ガス雰囲気中へ送入された含水原料は熱風乾燥効果以外に急速な脈動作用による物理的衝撃特性（音波力及び圧力を含む）の作用を受け、湿潤原料は一瞬の間に有用な製品又は脱水された廃棄物に変化し、乾燥された原料は焦げ焼けや成分の化学変化を生じないので、熱風源としてパルス燃焼器を用いた含水原料乾燥機は効率的な乾燥機として注目されている。 本発明者らは、このパルス燃焼ガスの作用について研究を進めた結果、アルカリ金属化合物の水溶液をパルス燃焼ガスに接触させると、アルカリ金属化合物の低嵩密度微細粒子が得られることを発見した。
【０００７】
パルス燃焼器はジェットエンジン技術を基本とするもので、含水原料乾燥機用として各種のタイプのものが提案されているが、代表例として特公平６−３３９３９号に開示されたものを図１により説明すると、パルス燃焼器１は少なくとも１個の空気送入管２、少なくとも１個の燃料送入管３及び少なくとも１個の点火手段４を有する燃焼室５、及び次第に径が大きくなる形状の燃焼ガス排気管６が同一軸線Ａ−Ａ上に順次配置され、且つ燃焼室が排気管と接続する部分７の径が絞られている形状を有するものである。 点火手段４としては電気的点火栓（イグニション・プラグ）とか、口火燃焼ガスが用いられる。 本発明においては、このような形式のパルス燃焼器により発生するパルス燃焼ガスのみならず、その他の形式のパルス燃焼器により発生するパルス燃焼ガスも用いることができる。
【０００８】
このパルス燃焼器の起動に当っては、空気送入管２から空気を供給し、燃料送入管３からディーゼルオイル等の燃料油を噴霧し、燃焼室５内に空気及び燃料が充満した状態で電気的点火栓４によりスパークを発生させると、燃料は爆発的に燃焼して熱風となり排気管６へ排出される。 この際燃焼室５内は一時的に高圧になるので空気及び燃料の供給は一時的に遮断されるが、燃焼ガスが排気管６へ排出され燃焼室５内が減圧状態になると空気及び燃料の供給が再開され、再着火され爆発的に燃焼して熱風となる現象を繰り返す。 このような間欠的な爆発により脈動する熱風を生じ、また音波も発生する。 そこで含水原料を排気管６内又は排気管出口へ供給すれば、含水原料は熱風乾燥効果以外に急速な脈動作用による物理的衝撃特性（音波力及び圧力を含む）の作用を受け、湿潤原料は一瞬の間に脱水される。 このようにして起動されたパルス燃焼器は、時間の経過と共に燃焼室５の内壁が灼熱状態になるので、送入された空気及び燃料は電気的点火栓でスパークを発生させなくても、灼熱された内壁に触れて自動的に点火し、間欠的な爆発的燃焼を繰り返す。 これは焼玉エンジンの作動原理と同じである。 この段階に達したら電気的点火栓によるスパーク発生を停止して運転を継続する。
【０００９】
図２は、図１に示したパルス燃焼器を内蔵するパルス乾燥機の構成の具体例を示す断面図であり、円筒状の乾燥機本体８の一端にパルス燃焼器１を設置し、乾燥機本体８の他端はサイクロン式乾燥粉末捕集器９に接続してある。 パルス燃焼器の燃焼ガス排気管６内部に設けられた原料水溶液送入口１０又は燃焼ガス排気管６を出たところに設けられた原料水溶液送入口１１からアルカリ金属化合物の水溶液を供給すると、該水溶液は瞬時に脱水して嵩密度が０．２〜０．３ｇ／ｍｌ、粒径が１０〜４０ミクロンのアルカリ金属化合物低嵩密度微細粒子となり、サイクロン式乾燥粉末捕集器９で燃焼ガスから分離され、乾燥粉末排出口１２から抜き出される。 乾燥粉末を分離した燃焼ガスは分離ガス排出口１３から排出される。
【００１０】
アルカリ金属化合物の水溶液は、パルス燃焼ガスの温度が３００〜６００℃の部分に供給することが望ましい。 アルカリ金属化合物の水溶液の供給方法は、原料水溶液送入口９から水溶液のみを供給しても良いが、原料水溶液送入口９を二重管にして、その一方からアルカリ金属化合物の水溶液、他方から圧縮空気を供給する二流体ノズルを使用すれば、ノズル径、圧縮空気圧力、乾燥温度等を調整することにより、微細粒子の粒径を調節することが可能である。
【００１１】
【実施例１】
図２に示した基本構成を有するパルス乾燥装置の原料水溶液送入口１１から、市販の食塩の２０重量％水溶液を供給して温度３００℃のパルス燃焼ガス（爆発サイクル：毎秒５００〜６００回）と接触させた。 粒度０．３〜０．７ｍｍ，嵩密度０．７６ｇ／ｍｌの原料食塩（塩化ナトリウムの真比重ｄ＝２．１６４）から、粒度１０〜４０ミクロン、嵩密度０．２３ｇ／ｍｌの食塩の低嵩密度微細粒子が得られた。 顕微鏡観察したところ、この食塩の低嵩密度微細粒子は中空の球体であった。 この食塩の低嵩密度微細粒子は、おしろいのような手ざわりで、刺激性がなく、食味が改善されているため、特殊な調味料としての用途が期待される。
【００１２】
【発明の効果】
水溶液から一段階の工程でアルカリ金属化合物の低嵩密度微細粒子を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するパルス燃焼器の構成の具体例を示す断面図である。
【図２】図１に示したパルス燃焼器を内蔵するパルス乾燥機の構成の具体例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ パルス燃焼器２ 空気送入管３ 燃料送入管４ 点火手段５ 燃焼室６ 燃焼ガス排気管７ 絞り部分８ 乾燥機本体９ サイクロン式乾燥粉末捕集器１０ 原料水溶液送入口１１ 原料水溶液送入口１２ 乾燥粉末排出口１３ 分離ガス排出口