撹拌機とホモジナイザーの違いとは？

撹拌機とホモジナイザーは両方とも乳化・粉体分散などを行うための機械です。しかし同じような機械ではあるものの、それぞれの特徴などは全く異なってきます。このページでは撹拌機とホモジナイザーの違いについて、分かりやすく紹介するので参考にしてください。

ホモジナイザーとは

ホモジナイザーは物質の粒子を乳化・均一化を図るための機械です。たとえば化粧品・医薬品・牛乳などは均一に混じっているように見えますが、製品の中には拡大してみると物質によって大きさが異なっているケースも。ホモジナイザーで物質の粒子を均一に整えることによって、ただ混ぜるのではなく品質アップにもつながるでしょう。

ホモジナイザーの仕組み

ホモジナイザーはせん断・キャビテーション・衝撃を加えることによって、物質の均一化や乳化を行います。もしキャビテーションを活用する場合には「高圧ホモジナイザー」と呼ばれることも。大型化・小型化の両方に対応可能なため、用途に応じて大きさなども選択可能です。

ホモジナイザーの種類

ホモジナイザーと言っても、せん断・キャビテーション・衝撃など、どれを活用するかによって種類が変わってきます。キャビテーションで行うなら「高圧ホモジナイザー」、超音波なら「超音波ホモジナイザー」となるのです。

超音波ホモジナイザーであれば小型化ができるため、大学などで活用されることも多く、一方の高圧ホモジナイザーは多くの物質を均一化・分散化が可能なため工場で活用されるケースも多々あります。

化粧品製造に使われる

ホモジナイザーは化粧品の製造においても活用されている機器です。どのような活用が行われているのか、具体的に見ていきましょう。

乳化

クリームや保湿剤などの製品は水性と油性の成分が混ざり合わせて作られているので、ホモジナイザーが利用されています。一般的に水性と油性が混じり合うことはなく、ホモジナイザーで粒子の均一化をはかることで物質を安定させることができるのです。

分散

リップ・アイシャドウなどの化粧品は発色が重要となり、ホモジナイザーの分散技術を活用しています。ホモジナイザーにて粒子を均一に整えて混ぜるため、色鮮やかな発色ができるのです。

撹拌機は撹拌翼を回転させる

ホモジナイザーの仕組みや特徴が分かったところで、撹拌機の仕組みを紹介します。

撹拌機とは名称から分かるように、攪拌して物質の均一化・乳化などを行う機器のことです。たとえば一般の家庭にもある泡だて器も撹拌機と言えるでしょう。

撹拌機は攪拌翼を回転して、物質を拡販していきます。攪拌翼・モーターを大きくすることで大型化でき、強力なモーターを搭載すれば小型でもパワーのある撹拌機になります。ただ撹拌機のデメリットは均一化や分散化は、それほど得意ではないという点です。

物質の切断も可能

撹拌機の特徴は物質の切断にも対応可能という点です。攪拌翼に刃を設置することで、物質を簡単に切断できます。たとえば撹拌機の一つであるミキサーは水分を多く含む物質や柔らかいものなどを攪拌すると、簡単にジュースやペースト状に仕上がるでしょう。そのため撹拌機は工場での製品づくりだけでなく、食品製造にも幅広く活用されている機器なのです。

二段構成で実現する効率的な生産フロー

実務では、これら二つの装置を組み合わせることで効率的に活用できます。

前処理（撹拌機）

原料の粗分散、温度調整、添加順序の管理を行います。

仕上げ（ホモジナイザー）

均一になった原料を高エネルギーで一気に微細化します。

二段階で原料に手を入れることで各装置の長所を活かし、再現性の高い生産プロセスを設計できます。例えば、低粘度なら高圧式ホモジナイザー、高粘度ならローター・ステーター式ホモジナイザーを撹拌機と組み合わせるということがオススメです。

どちらを選ぶ？選定のための8つのチェックポイント

自社に最適な装置を選ぶために、以下の観点から検討しましょう。

目標品質：到達したい粒子径と粒度分布はどのレベルか？
原料特性：処理する液体の粘度や固形分の割合は？
生産方式：バッチ生産か、連続生産か？必要な処理量は？
製品特性：熱、酸化、泡の発生は許容できるか？
衛生基準：CIP（定置洗浄）やSIP（定置滅菌）に対応する必要があるか？
運用効率：清掃のしやすさや、段取り時間は重要か？
設備環境：設置スペースやエネルギー消費量に制約はあるか？
コスト：設備投資と、将来のメンテナンス費用はどのくらいか？

撹拌機とホモジナイザーの長所と短所

撹拌機は、構造が簡潔で、ホモジナイザーに比べて初期コストを抑えられる点が大きな長所です。また、スケールアップが比較的容易で、日々のメンテナンスも簡単です。一方で、得意な処理はあくまでマクロ混合であり、数十μm以下の微細化や高度な均質化には限界があるという短所も持ち合わせます。

ホモジナイザーの長所は、なんといっても品質向上効果の高さにあります。短時間でサブミクロンレベルの微細化を達成し、製品の安定性や外観、口当たりを劇的に改善します。しかし、設備が高価な上に、高圧をかけるため摩耗部品の定期的な交換や圧力管理が必須となる点が短所です。処理時に発熱を伴うため、温度にデリケートな製品では冷却などの対策も必要になります。

目的を明確にすることが達成への近道

「原料の溶解や槽内全体の均一化」が主目的なら撹拌機を使い、「製品の安定性や口当たり、外観といった最終品質」の向上が不可欠ならホモジナイザーを使いましょう。まずは達成したい目的を明確にすることが重要です。その上で、両者を段階的に組み合わせることで、品質と生産効率を両立した最適なプロセスを構築できるでしょう。

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