JP2018510061A - 流体の高圧高剪断処理を行う装置 - Google Patents

Abstract

アイソレータを使用する、流体の高流体剪断処理法であって、このアイソレータには、セパレータで仕切られた、第１流体を収容するための第１サブチャンバと、第２流体を収容するための第２サブチャンバとがあり、セパレータは、チャンバ内にあって、チャンバの第１端とチャンバの第２端との間を移動可能である。２つのサブチャンバは、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない。第１流体を、ポンプを用いて超高圧で第１サブチャンバへ圧送し、第１サブチャンバ内の圧力によって、処理する第２流体を第２サブチャンバから処理バルブへ放出する。この方法の工程を行う装置も提示する。

Description

本願は、２０１５年３月２８日出願、米国仮特許出願第６２／１３９，７０６号に対する優先権を主張するものであり、その内容は全て本件に引用して援用する。

本開示内容は、超高圧に加圧された流体の放出を利用して、混合、サイズ減少、乳化、瞬間加熱などを行うための、多相流体の高剪断処理に関する。この方法は、一般的には均質化と言えるが、特定の相のサイズ減少にも使用できる。

詳細には、本開示内容は、動作圧力が２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）を超え、また、超高圧放出の際に起こる激しい流体剪断および加熱が流体にとって好ましいと考えられる超高圧流体剪断の使用に関する。より詳細には、本開示内容は、処理圧力の最初の発生が、処理される製品とは無関係な流体によって行われる、モジュール的方法を用いて製品の高剪断処理を行う方法および装置に関する。具体的に述べるならば、本開示内容は、高圧源流の圧力をアイソレータ内の製品に移動させ、弁を通して２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）を超える圧力で放出することができ、更に、装置の清掃が行い易く、部品寿命が長く、濃密または粘稠な製品にも適しているような、新たな技術に関する。

放圧を利用した高剪断処理は、サイズ減少、乳化、混合が求められる、食品およびその他の物質の一般的な加工法である。例えば、均質牛乳は通常、３，０００ｐｓｉ（約２．０×１０^７Ｐａ）で処理する。これは通常、容積式ポンプと吐出しノズル（しばしば、ホモジナイジングバルブとも呼ばれる）を用いて行われる。ポンプを使って、製品を加圧下でノズルから押し出す。ノズルで圧力エネルギーが速度に変換され、流体に高い剪断応力がかかる。この時点で、高い流体剪断応力とキャビテーション、それに続く流体衝突によって均質化が起こる。一般に、圧力が高いほど大きな均質化効果を生む。

継続中の研究は、超高圧（例えば、２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）から６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ））での均質化で非常に良い結果が得られることを示唆している。その長所は、細胞物質を破裂させ、瞬時に著しい加熱を行える、強烈な流体剪断応力の発生に関連している。例えば、２０℃の水を６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ）で放出すると、潜在する圧力エネルギーが運動エネルギーに、次に熱エネルギーに変換されるため、その水の温度は一瞬にして１２０℃まで上昇すると考えられる。ホモジナイザーバルブでの超音速流体流は極めて高い剪断応力を生じる。この効果は、望ましい熱的効果と、更には、より強いサイズ減少効果をもたらすことがある。熱的効果を用いて急速熱処理を行っても良い。剪断効果を用いてナノ粒子懸濁液を作ることもできる。

直接容積式ポンプタイプのホモジナイザの製作に現在使われている方法は、超高圧では、機械式ポンプの構成部品に高い応力がかかるため困難である。ポンプ内の各シリンダはサイクル毎にゼロ圧と超高圧に交互に曝されると考えられる。つまり、５００ｒｐｍで動作するポンプでは、動作の１時間毎に３万回の圧力サイクルが起こる。これを６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ）で行うことは技術的に非常に難しい課題である。

超高圧で動作する大型の往復ピストンでは、ピストンとそれに繋がる構成部品に強大な力がかかる。例えば、６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ）で直径２インチ（約５０．８ｍｍ）のホモジナイザピストンを動かすと、１８８，０００ポンド（約８５トン）の力がかかると考えられる。高圧ポンプを設計する上では、ピストンの直径を小さくして力を小さくすることが最も良い方法である。小さなピストンの少なくなった体積流量を補うには、より高いポンプ回転数を使用することになるだろう。しかし、高回転数と小さな直径は、粘稠な製品には不適切と考えられる。更に、サイズの小さなポンプ部品は通路が細いため、装置の掃除が困難になると考えられる。

しかし、水ジェット切断および洗浄など、他の工業的用途の高圧ポンプは開発されている。これらのポンプは清浄な水で動くため、バルブは粘稠な流体に曝されない。このようなポンプを通して食品などの製品を処理することは不可能と思われる。このようなポンプから複雑な有機物を除去することも、内部通路が細いため難しいと考えられる。

米国特許第５１８４４３４号明細書

従来の大型のホモジナイザポンプの構築を必要とせずに、超高圧流体剪断処理を行うことが求められている。

本開示内容の態様の１つは高流体剪断処理装置に関する。ある実施形態において、この装置は、第１流体を、少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力で圧送することのできる超高圧ポンプと、第２流体を選択的に収容および吐出（または放出）するための少なくとも１つのアイソレータとを含んでいる。それぞれのアイソレータは、チャンバの輪郭を定めているアイソレータ壁と、チャンバ内にあって、チャンバの第１端とチャンバの第２端との間を移動可能なセパレータとを含んでいる。セパレータはアイソレータ壁に密接しており（engaging）、チャンバを、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない、第１サブチャンバと第２サブチャンバとに更に分割している。第１サブチャンバ吸入弁は、超高圧ポンプおよび第１サブチャンバと流体連通している。第１サブチャンバ排出弁は第１サブチャンバと流体連通している。第１逆止め弁は第２サブチャンバと流体連通し、流体を第２サブチャンバへ流入させることができる。第２逆止め弁は第２サブチャンバと流体連通し、流体を第２サブチャンバから排出する。処理ユニットは第２逆止め弁と流体連通している。

一部の実施形態において、処理ユニットはホモジナイジングバルブである。

一部の実施形態では、少なくとも２つのアイソレータがあり、これらのアイソレータは、第１のアイソレータが充填されている間に、第２のアイソレータから放出されるよう構成されている。

一部の実施形態では、第１近接センサが、チャンバの第１端にセパレータが接近したことを検知し、第２近接センサが、チャンバの第２端にセパレータが接近したことを検知する。

一部の実施形態では、アイソレータへ向かう連続流状態の第１流体を作るため、２つ以上の高圧ポンプがある。

一部の実施形態では、第１逆止め弁と流体連通し、第２流体を第１逆止め弁へ圧送するよう構成されている低圧移送ポンプがある。

一部の実施形態では、マニホールド圧センサが、第２逆止め弁と流体連通したマニホールドと流体連通している。

一部の実施形態では、ポンプ圧センサが超高圧ポンプと流体連通している。

一部の実施形態では、温度制御区域が処理ユニットの下流にある。

一部の実施形態では、制御可能な圧力放出弁が、それぞれのアイソレータの第２排出口と流体連通しており、処理ユニットの下流にある。

一部の実施形態では、ベントが、少なくとも１つのアイソレータの第２サブチャンバと流体連通しており、装置の設置場所での清掃作業ができるよう構成されている。

一部の実施形態において、本装置は、プロセッサと、プロセッサと通信している、吐出し圧力を測定するための少なくとも１つの吐出し圧センサと、プロセッサと通信している制御装置とを含んでいる。制御装置は、アイソレータを切り替える工程の間、圧力放出弁を絞って流量を少なくし、より一定した吐出し圧力（または一定した吐出し圧力）を保つように構成されている。

一部の実施形態において、ポンプは、少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）が可能な、クランクシャフトで動く容積式水ポンプである。

一部の実施形態において、ポンプは、少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の定圧動作が可能な水力増圧機ポンプである。

一部の実施形態では、アイソレータ、マニホールド、および圧力放出弁を、絶縁材および／または二次加熱装置により、予め選択した温度に保持できる。

一部の実施形態では、最終製品を、収集区域において清浄な方法で容器に充填することができる。

一部の実施形態において、第１流体は清浄水である。

一部の実施形態では、それぞれのアイソレータをクリーンルーム環境内に設置する。

一部の実施形態において、アイソレータおよびポンプは、再構成可能な個別のモジュールである。

本開示内容のもうひとつの態様では、高圧アイソレータを提示する。このアイソレータには、チャンバの輪郭を定めているアイソレータ壁がある。アイソレータには、チャンバ内にあって、チャンバの第１端とチャンバの第２端との間を移動可能なセパレータがある。セパレータはアイソレータ壁に密接しており、チャンバを、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない、第１サブチャンバと第２サブチャンバとに更に分割している。

一部の実施形態において、第１サブチャンバには第１吸入口と第１排出口があり、第１吸入口と第１排出口は、一方が他方の垂直上の位置に、またチャンバの外縁にある。第２サブチャンバには第２吸入口と第２排出口がある。第２吸入口と第２排出口は、一方が他方の垂直上の位置に、またチャンバの外縁にある。

一部の実施形態において、アイソレータは、温度制御を行うため、保温ジャケットに収納され、および／または、加熱手段が備えられ、および／または、冷却手段が備えられている。

一部の実施形態において、アイソレータは、アイソレータから排出されるまで多相混合物を懸濁状態に保つよう、製品を撹拌するための構造を含んでいる。

本開示内容のもうひとつの態様では、流体を高圧高剪断処理する方法を提示する。ユーザーは、第２流体を選択的に収容および放出するための少なくとも１つのアイソレータを設置する。それぞれのアイソレータには、チャンバの輪郭を定めているアイソレータ壁と、チャンバ内にあって、チャンバの第１端とチャンバの第２端との間を移動可能なセパレータとがある。セパレータはアイソレータ壁に密接しており、チャンバを、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない、第１サブチャンバと第２サブチャンバとに更に分割している。ユーザーは、第２サブチャンバと流体連通している第１逆止め弁を設置する。第１逆止め弁は、第２流体を第２サブチャンバへ流入させるよう構成されている。ユーザーは、第２サブチャンバと流体連通している第２逆止め弁を設置する。第２逆止め弁は、流体を第２サブチャンバから排出するよう構成されている。ユーザーは、第２逆止め弁と流体連通している処理ユニットを設置する。次に、第１流体を交互に、少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力で第１サブチャンバへ送り込み、第２流体を第２サブチャンバへ送り込む。第１流体を第１サブチャンバに送り込むと、第２流体が第２サブチャンバから、第２逆止め弁を通り、処理バルブを通って放出される。

一部の実施形態において、処理ユニットはホモジナイジングバルブである。

一部の実施形態では、第２流体の温度を、マニホールド内にある間に制御する。

一部の実施形態では、少なくとも２つのアイソレータがある。

一部の実施形態では、２つのアイソレータから位相をずらして第２流体を放出し、マニホールドを通る第２流体の連続流を作る。

一部の実施形態では、個別のアイソレータのそれぞれで、チャンバの第１端とチャンバの第２端に対するセパレータの位置を検出し、位相がずれるようにアイソレータを制御する。

一部の実施形態では、第２流体が処理ユニットを通過した後、これを収集する。

一部の実施形態では、処理ユニットの下流に放出弁を設置し、放出弁を制御する。

一部の実施形態では、第２流体が圧力放出弁を通過した後、これを冷却する。

添付の図面は縮尺通りには描かれていない。図面中、様々な図面に描かれている同一またはほぼ同一の各構成要素は、類似した数字で表されている。見易くするため、全ての図面の全ての要素に番号が振られていないこともある。

本開示内容の実施形態の、流体に高圧高剪断処理を行う装置を示す概略図である。 本開示内容の実施形態の、アイソレータの吸入弁と排出弁を示す概略図である。 本開示内容の実施形態の、アイソレータのアイソレータ壁の内表面付近に設けた排出口を備えたアイソレータを示す概略図である。 製品が第１アイソレータへ送り込まれ、第２アイソレータから排出されている、図１の装置を示す部分概略図である。 製品が第１アイソレータから排出され、第２アイソレータへ送り込まれている、図１の装置を示す部分概略図である。 流体を高圧高剪断処理する装置の例示的な実施形態の構成要素を示すブロック図である。 本開示内容に従って流体を高圧高剪断処理する方法の１つの実施形態を示すブロック図である。

本開示内容は、一般的に、超高圧に加圧された流体の放出を利用して、混合、サイズ減少、乳化、瞬間加熱などを行うための、多相流体の高剪断処理に関する。特に、均質化（または他の処理）を行う装置内で、第１流体と第２流体とを直に触れさせずに、高圧下の第１流体で第２流体の処理を行うことのできるアイソレータを参照しながら、本開示内容の実施形態について以下で述べる。

本開示内容の方法および装置は、乳化、懸濁を利用した、また、細胞破壊およびサイズ減少が望まれるような、食品および生物学的製品の処理にも有用である。

高性能の工業用ポンプで得られた加圧清浄水などの高圧流体からの圧力を、均質化する（または他の方法で処理する）製品に移動させるには、圧力源から独立した１つ以上のアイソレータを使用する。アイソレータは、可動ピストン（セパレータ）で隔てられた一定内径のシリンダである。典型的なアイソレータの直径は３インチ（約７６．２ｍｍ）から６インチ（約１５２ｍｍ）であるが、これより大きい、または小さい直径も可能と考えられる。フローティングピストンの動きにより、アイソレータの一方の側の圧力を、アイソレータの別の側へ移動させる。アイソレータピストンの両側にかかる圧力はほぼ同じであるため、ピストン運動の際の摩擦は殆ど無く、アイソレータピストン上のシールが高い摩耗に曝されることはない。

本装置は、市販の超高圧ポンプと、アイソレータと、弁とを組み合わせて使用し、超高動作圧（２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）から６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ））で製品の均質化を行うことができる。

アイソレータは、源水と製品とが混ざり合うのを防ぐが、圧力を製品に移動させることができる。別の実施形態において、アイソレータは、移動するピストンのない、圧縮ベローズまたはブラダーとして設計しても良い。全ての場合において、アイソレータの一方の側は、高圧水源を供給するポンプと流体連通しているが、アイソレータの別の側は製品、および外部の均質化を行う弁と流体連通している。アイソレータの２つの側は、互いに圧力が連通している。弁は、放出の間、決められた差圧が保たれるよう、アイソレータからの流量を制御するように調節可能である。弁は、異なる流量でも一定の圧力を保つため、自動的に開閉するよう制御されると考えられる。

この装置は次のように作動する。低圧移送ポンプ、例えば、ダイヤフラムポンプを用いて製品をアイソレータへ移送する。製品は、逆止め弁を通ってアイソレータへ流れ込む。アイソレータが一杯になると、高圧ポンプからの加圧水（または他の流体）を、弁を通してアイソレータの別の側へ入れる。アイソレータ内のアイソレータピストンの動きによって圧力が製品に移動する。加圧された製品は第１アイソレータから第２逆止め弁を通って出て、制御された放出弁を通って放出される。次に、製品を収集する。第１アイソレータがほぼ空になると、近接センサは、第１アイソレータへの高圧水の流れを止め、水流を第２アイソレータへ入れる。次に、第２アイソレータからの製品が、制御された放出弁へ流れる。一方のアイソレータの放出と同時に、他方のアイソレータが補充される。補充は、アイソレータの水側の放出弁を開けて水側を排出させ、新しい製品を製品側に入れることで行う。

次に、図面、より具体的には図１〜５を参照するならば、２００に、開示内容の実施形態による、流体の高圧高剪断処理を行う装置を一般的に示す。図のように、装置２００は、２つのアイソレータ２４、５２を含んでいる。アイソレータ２４には、チャンバ８９の輪郭を定めているアイソレータ壁８１がある。チャンバ８９は、セパレータ（アイソレータピストン）２２によって、２つのサブチャンバ２６、２８に更に分割されている。セパレータ２２がチャンバ８９内で動くため、サブチャンバ２６、２８のそれぞれの体積は変化し、互いに反比例する。アイソレータ５２には、チャンバ９９の輪郭を定めているアイソレータ壁９１がある。チャンバ９９は、セパレータ（アイソレータピストン）５０によって、２つのサブチャンバ５６、５８に更に分割されている。セパレータ５０がチャンバ９９内で動くため、サブチャンバ５６、５８のそれぞれの体積は変化し、互いに反比例する。

アイソレータ２４、５２は、一方のアイソレータ（例えば、アイソレータ２４）が第２流体で充填されている間に、他方のアイソレータ（例えば、アイソレータ５２）が第２流体を吐出（または、放出）するように、位相がずれて動作するよう構成されている。アイソレータの動作については、以下で更に詳細に述べる。

装置２００の構成要素には、一部として、２つ（またはそれ以上）のアイソレータ２４、５２と流体連通している１つ以上の容積式ポンプ３０が含まれる。図１に示すように、容積式ポンプ３０は、第１流体を少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力で圧送することができる。一部の実施形態において、容積式ポンプ３０は、第１流体を６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ）の圧力で圧送することができる。更に別の実施形態において、容積式ポンプ３０は、第１流体を２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）から６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ）の範囲（この範囲の終点を含む）の圧力で圧送することができる。ポンプ３０は、製造エリアを清浄に保ち、騒音を防ぐため、別の部屋に置いても良い。先に述べたように、装置２００の構成に応じて、追加の容積式ポンプ３０を設置しても良い。

ポンプ３０で発生させた流体圧力を圧力センサ３２で監視する。アイソレータ２４の水側とポンプ３０との間に高圧遮断弁１０を設ける。アイソレータ２４の同じ側に逃がし弁１２を設ける。アイソレータ５２の水側とポンプ３０との間に高圧遮断弁４３を設ける。アイソレータ５２の同じ側に逃がし弁４２を設ける。

動作中、それぞれの遮断弁１０、４３を選択的に開閉して、ポンプ３０を、２つのアイソレータ２４、５２の一方と選択的に流体連通させる。ポンプ３０は、６万ｐｓｉ（約４．１×１０^８Ｐａ）に加圧した水を、それぞれのアイソレータ２４、５２に交互に供給する。加圧水をアイソレータ２４に供給するとアイソレータピストン２２が動き、サブチャンバ２６内の圧力と同じ圧力になるまで、サブチャンバ２８内にある製品を加圧する。加圧水をアイソレータ５２に供給するとアイソレータピストン５０が動き、サブチャンバ５６内と同じ圧力になるまで、サブチャンバ５８内にある製品を加圧する。常に、水（または別の第１流体）と製品（または別の第２流体）は、圧力は連通しているが互いに流体連通していない。圧力が連通しているとは、アイソレータのサブチャンバの相対圧力の変化に応じて、アイソレータピストンがアイソレータ内を自由に動くことを意味する。

製品は、アイソレータ２４から、逆止め弁１４を通って共通マニホールド１００へ流れ出す。製品は、アイソレータ５２から、逆止め弁４４を通って共通マニホールド１００へ流れ出す。マニホールド１００内の圧力を圧力センサ３６で測定し、これを用いてホモジナイジングバルブ７０を制御する。排出された製品はマニホールド１００から放出弁８０へ流れ、その後、下流部へ流れる。

アイソレータ２４のサブチャンバ２８がほぼ空になったことを近接センサ１８が検知すると、高圧遮断弁１０が閉じ、高圧遮断弁４３が開いて、ポンプ３０は第２アイソレータ５２のサブチャンバ５６を充填するように切り替わる。このとき、第１アイソレータ２４のサブチャンバ２８には製品が補充される。アイソレータ５２のサブチャンバ５８がほぼ空になったことを近接センサ４６が検知すると、高圧遮断弁４３が閉じ、高圧遮断弁１０が開いて、ポンプ３０は第１アイソレータ２４のサブチャンバ２６を充填するように切り替わる。このとき、第２アイソレータ５２のサブチャンバ５８には製品が補充される。

補充は、低圧移送ポンプ３４を使用して行われる。移送ポンプ３４は、製品がアイソレータ２４に流れ込むことだけを許す、吸入逆止め弁１６と流体連通している。逃がし弁１２を開くと水側（サブチャンバ２６）が排出でき、製品をアイソレータ２４のサブチャンバ２８に入れることができる。同様に、移送ポンプ３４は、製品がアイソレータ５２に流れ込むことだけを許す、吸入逆止め弁４８と流体連通している。逃がし弁４２を開くと水側（サブチャンバ５６）が排出でき、製品をアイソレータのサブチャンバ５８に入れることができる。

放出された製品は、下流部へ、温度制御区域７２へ流れると考えられる。この区域内の典型的な温度は、目的とする熱曝露を行うのに十分な温度と考えられる。例えば、食品中の細菌胞子の熱破壊には、１２１℃付近の温度が用いられると考えられる。これを用いて、収集区域９０で収集する前に、高温に保つ、または冷却区域８２で低温まで冷却することができる。２段階減圧工程が望ましいならば、任意の放出弁８０を用いても良い。

上記のように、本開示内容の装置２００の例示的な実施形態は、第１流体の供給源となる高圧ポンプ３０と、第２流体の供給源となる低圧ポンプ３４を含んでいる。一部の実施形態において、高圧ポンプ３０は、第１流体の供給源となるリザーバ３１と流体連通していても良い。別の実施形態において、高圧ポンプ３０は、第１流体の供給源となるリザーバを含んでいても良い。高圧ポンプ３０は第１流体を流体管に沿って図１の矢印Ａの方向へ、アイソレータ２４、５２に向けて圧送する。

一部の実施形態において、低圧ポンプ３４は、第２流体の供給源となるリザーバ３５と流体連通していても良い。別の実施形態において、低圧ポンプ３４は、第２流体の供給源となるリザーバを含んでいても良い。低圧ポンプは第２流体を管に沿って図１の矢印Ｂの方向へ、アイソレータ２４、５２に向けて圧送する。

図２および３は、アイソレータ２４を、アイソレータ５２と離して示している。図４および５は、アイソレータ２４、５２の両方を示している。例示的な実施形態は、第２流体を選択的に収容および放出するための、２つのアイソレータ２４、５２を含んでいる。

先に述べたように、アイソレータ２４には、チャンバ８９の輪郭を定めているアイソレータ壁８１がある。このチャンバ８９はセパレータ（アイソレータピストン）２２によって更に分割されており、セパレータは、チャンバ８９内にあって、チャンバ８９の第１端８３とチャンバ８９の第２端８５との間を移動可能である。セパレータ２２はアイソレータ壁８１に密接しており、チャンバ８９を第１サブチャンバ２６と第２サブチャンバ２８とに分割し、第１サブチャンバ２６と第２サブチャンバ２８との間のシールとなっている。

第１サブチャンバ２６は、チャンバの第１端８３と、アイソレータ２４の内表面１０２と、アイソレータピストン２２の第１表面１０６とで輪郭を定められている。第２サブチャンバ２８は、チャンバの第２端８５と、アイソレータ２４の内表面１０２と、アイソレータピストン２２の第２表面１０８とで輪郭を定められている。

アイソレータ２４の内表面１０２に密接させるため、セパレータ２２の外周にはＯリング１０４が取り付けられている。アイソレータピストン２２がシールとなっているため、第１サブチャンバ２６と第２サブチャンバ２８は、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない。つまり、清浄水などの作動流体を第１サブチャンバ（または、アイソレータの水側）２６に送り込むことができ、一方、流動性の製品となるものを第２サブチャンバ（または、アイソレータの流動性製品側）２８に送り込むことができる。

第１サブチャンバ２６には第１吸入口１１と第１排出口１３がある。第２サブチャンバ２８には第２吸入口１７と第２排出口１５がある。

同様に、アイソレータ５２には、チャンバ９９の輪郭を定めているアイソレータ壁９１がある。このチャンバ９９はセパレータ（アイソレータピストン）５０によって更に分割されており、セパレータは、チャンバ９９内にあって、チャンバの第１端９３とチャンバ９９の第２端９５との間を移動可能である。セパレータ５０はアイソレータ壁９１に密接しており、チャンバ９９を第１サブチャンバ５６と第２サブチャンバ５８とに分割し、第１サブチャンバ５６と第２サブチャンバ５８との間のシールとなっている。

第１サブチャンバ５６は、チャンバの第１端９３と、アイソレータ５２の内表面１１２と、アイソレータピストン５０の第１表面１１６とで輪郭を定められている。第２サブチャンバ５８は、チャンバの第２端９５と、アイソレータ５２の内表面１１２と、アイソレータピストン５０の第２表面１１８とで輪郭を定められている。

アイソレータ５２の内表面１１２に密接させるため、セパレータ５０の外周にはＯリング１１４が取り付けられている。アイソレータピストン５０がシールとなっているため、第１サブチャンバ５６と第２サブチャンバ５８はそれぞれ、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない。つまり、清浄水などの作動流体を第１サブチャンバ（または、アイソレータの水側）５６に送り込むことができ、一方、流動性の製品となるものを第２サブチャンバ（または、アイソレータの流動性製品側）５８に送り込むことができる。

第１サブチャンバ５６には第１吸入口７１と第１排出口７３がある。第２サブチャンバ５８には第２吸入口７７と第２排出口７５がある。

図４および５に示すように、本件に開示の装置が動作する際、アイソレータ２４、５２は、位相がずれている。より詳細には、２つのアイソレータ２４、５２は、第１アイソレータピストン２２の第１表面１０６とアイソレータ２４の第１端８３の間の距離が、第２アイソレータピストン５０の第２表面１１８と第２ピストン５４の第２端９５の間の距離と等しく（または、少なくとも等しいくらいに）なるよう、望ましくは位相が１８０°ずれている。

別の実施形態では、３つ以上のアイソレータを含むことがある。３つ以上のアイソレータがある場合、それぞれのアイソレータからの第２流体の放出時刻は適切に決めることができる。例えば、３つのアイソレータがある場合、アイソレータの位相を１２０°ずらし、４つのアイソレータがある場合は、アイソレータの位相を９０°ずらす。

アイソレータ２４で、第１サブチャンバ吸入弁１０は、ポンプ３０と第１吸入口１１との間を選択的に流体連通させ、第１サブチャンバ排出弁（逃がし弁）１２は、第１排出口１３を選択的に流体連通させる。アイソレータ５２で、第１サブチャンバ吸入弁４３は、ポンプ３０と第１吸入口７１の間を選択的に流体連通させ、第１サブチャンバ排出弁（逃がし弁）４２は、第１排出口７３を選択的に流体連通させる。

高圧ポンプ３０からアイソレータ２４への第１流体の流れは、アイソレータ２４の吸入弁１０で制御する。高圧ポンプ３０からアイソレータ５２への第１流体の流れは、アイソレータ５２の吸入弁４３で制御する。アイソレータ２４の吸入弁１０を開くとき、アイソレータ５２の吸入弁４３を閉じる。逆に、アイソレータ５２の吸入弁４３を開くとき、アイソレータ２４の吸入弁１０を閉じる。

アイソレータ２４への第２流体の流れは、アイソレータ２４と流体連通している逆止め弁で制御する。第１逆止め弁１６は第２吸入口１７と流体連通し、第１逆止め弁１６は、第２吸入口１７を通って第２サブチャンバ２８へ第２流体を流入させるが、排出させないよう構成されている。第２逆止め弁１４は第２排出口１５と流体連通し、第２排出口１５を通って第２サブチャンバ２８から第２流体を排出させるが、流入させないよう構成されている。

低圧移送ポンプ３４は第１逆止め弁１６と流体連通しており、第２流体を第１逆止め弁１６へ圧送するよう構成されている。

同様に、第２流体の流れは、アイソレータ５２と流体連通している逆止め弁で制御する。第１逆止め弁４８は第２吸入口７７と流体連通し、第１逆止め弁４８は、第２吸入口７７を通って第２サブチャンバ５８へ第２流体を流入させるが、排出させないよう構成されている。第２逆止め弁４４は第２排出口７５と流体連通し、第２排出口７５を通って第２サブチャンバ５８から第２流体を排出させるが、流入させないよう構成されている。

低圧移送ポンプ３４は第１逆止め弁４８と流体連通しており、第２流体を第１逆止め弁４８へ圧送するよう構成されている。

低圧ポンプ３４内の圧力（典型的に、１０から５０ｐｓｉ（約６．９×１０^４Ｐａから約３．４×１０^５Ｐａ））は、高圧ポンプ３０内の圧力よりも低い。

図４は、第２流体に関して、放出行程にあるアイソレータ２４と、吸入行程にあるアイソレータ５２を示している。吸入行程では、第１流体を、第１サブチャンバ５６から第１排出口７３を通って排出し、第２流体を、低圧ポンプ３４で、第２吸入口７７を通って第２サブチャンバ５８内へ圧送する。放出行程の間、高圧ポンプ３０が供給する第１流体の圧力に応じてアイソレータピストンが動くにつれ、第２流体が第２サブチャンバ２８から押し出される。

第２流体は、アイソレータ２４の第２排出口１５から流れ出し、導管を通って矢印Ｃ１に沿ってマニホールド１００へ向かう。マニホールド１００は、第２逆止め弁１４によって第２排出口と流体連通している。第２逆止め弁は、第２流体が第２サブチャンバ２８からマニホールド１００へ流れるのを許す。

第２流体は、アイソレータ５２の第２排出口７５から流れ出し、導管を通って矢印Ｃ２に沿ってマニホールド１００へ向かう。マニホールド１００は、第２逆止め弁４４によって第２排出口と流体連通している。第２逆止め弁は、第２流体が第２サブチャンバ５８からマニホールド１００へ流れるのを許す。

合流した第２流体は、図１の矢印Ｄに沿って、マニホールド１００内を流れる。

例示的な実施形態では、アイソレータ２４、５２の下流にホモジナイジングバルブまたは他の処理ユニット７０があり、これらはマニホールド１００と流体連通している。ホモジナイジングバルブ７０は、当該技術で公知のホモジナイジングバルブから選ぶことができ、流体がホモジナイジングバルブを通り抜ける際に、流体に高流体剪断力を加える上で有用である。別の実施形態において、ホモジナイジングバルブの代わりに別の処理ユニットを用いても良い。

例示的な実施形態には、２つのアイソレータ２４、５２がある。２つのアイソレータ２４、５２は、アイソレータの一方（例えば、アイソレータ２４）が充填されている間に、第２アイソレータ（例えば、アイソレータ５２）からは放出されるよう構成されている。

更に、図６を参照するならば、高圧遮断弁１０の動作は、アイソレータピストン２２に関する位置情報に応じて、制御装置６４０で制御することができる。図２に、近接センサ１８、２０をアイソレータ２４の端にどのように設置できるかを示す。センサは、１つのアイソレータまたは２つ以上のアイソレータ内に設置できる。アイソレータ２４のアイソレータピストン２２がチャンバの第１端８３に近づくと、近接センサ２０は制御装置６４０に信号を送り、これにより制御装置が高圧遮断弁１０を開き、高圧ポンプ３０は第１流体を、第１吸入口１１を通って第１サブチャンバ２６内へ移送することができる。アイソレータピストン２２が第２サブチャンバ２８の第２端８５に近づいたことを近接センサ１８が検知すると、近接センサ１８は制御装置６４０に信号を送り、これにより制御装置が高圧遮断弁１０を閉じて、第１流体が第１吸入口１１を通って第１サブチャンバ２６内へ送られるのを阻止する。

同様に、高圧遮断弁４３の動作は、アイソレータピストン５０に関する位置情報に応じて、制御装置６４０で制御することができる。図２に、近接センサ４６、４０をアイソレータ５２の端にどのように設置できるかを示す。センサは、１つのアイソレータまたは２つ以上のアイソレータ内に設置できる。アイソレータ５２のアイソレータピストン５０がチャンバの第１端９３に近づくと、近接センサ４０は制御装置６４０に信号を送り、これにより制御装置が高圧遮断弁４３を開き、高圧ポンプ３０は第１流体を、第１吸入口７１を通って第１サブチャンバ５６内へ移動することができる。アイソレータピストン５０が第２サブチャンバ５８の第２端９５に近づいたことを近接センサ４６が検知すると、近接センサ４６は制御装置６４０に信号を送り、これにより制御装置が高圧遮断弁４３を閉じて、第１流体が第１吸入口７１を通って第１サブチャンバ５６内へ送られるのを阻止する。

一部の実施形態において、高圧ポンプ３０は、連続流状態を作るために使用される複数のポンプであっても良い。

マニホールド１００を通って流れる第２流体の圧力を測定するため、一部の実施形態には、マニホールドと流体連通したマニホールド圧センサ３６が含まれる。

一部の実施形態において、装置には更に、高圧ポンプ３０の圧力を測定するため、超高圧ポンプと流体連通したポンプ圧センサ３２が含まれる。

一部の実施形態において、装置２００には更に、ホモジナイジングバルブまたは他の処理ユニット７０の下流に、温度制御区域７２が含まれる。

一部の実施形態において、装置２００には更に、マニホールド１００を通ってそれぞれのアイソレータの第２排出口と流体連通している、制御可能な圧力放出弁８０が含まれる。制御可能な圧力放出弁８０は、ホモジナイジングバルブ７０または他の処理ユニットの下流にある。

本装置は、その場で清掃することができる。一部の実施形態には、排出逆止め弁１４を通って第１アイソレータ２４の第２排出口１５と、第２アイソレータ５２の第２排出口７５と、また、マニホールド１００と流体連通している逃がし弁（掃除口）６０がある。この逃がし弁６０により、装置の設置場所で清掃作業を行ってマニホールド１００を洗浄することができる。

一部の実施形態において、吐出し圧力を測定するよう構成されているセンサ３６は、マニホールド１００と流体連通している。センサ３６はサーバー６２０のプロセッサと通信している。制御装置６４０はプロセッサと通信しており、また制御装置６４０は放出弁８０を締め、アイソレータ２４、５２を切り替える工程の間の流量を減らして、より一定した吐出し圧力を保つよう構成されている。

一部の実施形態において、それぞれの高圧ポンプ３０は、少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）が可能な、クランクシャフトで動く容積式水ポンプである。

一部の実施形態において、それぞれの高圧ポンプは、少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の定圧動作が可能な水力増圧機ポンプである。

一部の実施形態では、アイソレータ２４、アイソレータ５２、マニホールド１００、および放出弁８０を、絶縁材および／または二次加熱装置により、予め選択した温度に保持できる。

一部の実施形態では、装置２００により、第２流体を、収集区域９０において清浄な方法で容器に充填可能な最終製品に加工することができる。

一部の実施形態では、それぞれのアイソレータ２４、５２をクリーンルーム環境内に設置する。この場合、高圧ポンプ３０と低圧移送ポンプ３４をクリーンルーム環境内に設置する必要はない。例えば、アイソレータ２４、５２を、クリーンルーム環境内に置く一方、高圧ポンプ３０と低圧移送ポンプ３４を別の部屋に設置しても良い。

本件に開示の装置は掃除し易いように構成されている。先に論じたように、アイソレータ２４内で、第１流体はアイソレータの第１側２６に制限され、第２流体はアイソレータの第２側２８に制限されている。第１流体と第２流体が直接触れあうことない。つまり、第１流体が第２流体を汚染する心配は殆ど無い。しかし、アイソレータ２４の内部チャンバを定期的に掃除することが望ましいと考える。

アイソレータを掃除し易くするため、吸入口１１および１７と排出口１３および１５は、アイソレータ２４の内径の遠位端に設けられ、アイソレータ２４の両端の垂直面に置かれている。

先に論じたように、アイソレータ５２内で、第１流体はアイソレータの第１側５６に制限され、第２流体はアイソレータ第２側５８に制限されている。第１流体と第２流体が直接触れあうことはない。つまり、第１流体が第２流体を汚染する心配は殆ど無い。しかし、アイソレータ５２の内部チャンバを定期的に掃除することが望ましいと考える。

アイソレータを掃除し易くするため、吸入口７１、７７と排出口７３、７５は、アイソレータ５２の内径の遠位端に設けられ、アイソレータ５２の両端の垂直面に置かれている。

図３〜５の断面図は、アイソレータ２４で、排出口１３が吸入口１１の垂直上にあり、吸入口１７が排出口１５の垂直上にあることを示している。図３〜５の断面図は、アイソレータ５２で、排出口７３が吸入口７１の垂直上にあり、吸入口７７が排出口７５の垂直上にあることを示している。吸入口１７と排出口１５との相対位置により、アイソレータは、洗浄液を、逆止め弁１６を通り、アイソレータ２４の内部空間８９の第２サブチャンバ２８を通って押し出し、逆止め弁１４から放出できるよう構成されている。同様に、吸入口７７と排出口７５との相対位置により、アイソレータ５２は、洗浄液を、逆止め弁４８を通り、アイソレータ５２の内部空間９９の第２サブチャンバ５８を通って押し出し、逆止め弁４４から放出できるよう構成されている。

一部の実施形態では、装置を更に掃除するため、洗浄液の供給源と洗浄液ポンプを、第１逆止め弁１６および第１逆止め弁４８と流体連通させる。マニホールド掃除口６０を開き、洗浄液ポンプを作動させて、アイソレータに大量の洗浄液を勢いよく流し入れることができる。更に、弁１０、１２、４２、４３を作動させてアイソレータピストンを前後に動かし、アイソレータ清掃を行い易くしても良い。

図６は、本開示内容による装置６００の１つの実施形態を示している。ここでは、近接センサ１８、２０および圧力センサ３２、３６は、高圧遮断弁１０、４３と通信している制御装置６４０に繋がっている。近接センサ１８、２０および圧力センサ３２、３６は、有線または無線のネットワーク６１０を介してサーバー６２０に接続している。サーバー６２０には、センサからデータを受信し、センサからのデータを処理するよう構成されたプロセッサおよびメモリー要素が含まれている。サーバー６２０は、ネットワーク６１０を介して制御装置６４０と通信し、ネットワーク６１０を通じて制御装置６４０へ指示を送る。制御装置６４０は、指示を受信し、高圧遮断弁１０、４３を、一緒に作動させる（例えば、アイソレータへの第１流体の流れを完全に遮断するため）、または交互となるよう個別に作動させる信号を送るよう構成されている。汎用コンピュータ６３０を、ネットワーク６１０を介してサーバー６２０と制御装置６４０の両方に繋げ、ユーザーが制御装置６４０およびサーバー６２０とインターフェース接続できるようにする。制御装置６４０は放出弁８０とも通信して、これを開／閉し、また、ヒーターまたは冷却装置６７０と通信している。別の実施形態も可能である。第２アイソレータ５２の近接センサ４０、４６をサーバーに接続することも可能である。

本開示内容の別の態様では、図２に示すように、アイソレータ２４を単独で設置する。本開示内容の更に別の実施形態では、アイソレータ２４に、弁１０、１２、１４、１６が設けられていない。

一部の実施形態では、アイソレータの温度制御を行うため、それぞれのアイソレータ２４、５２は、保温ジャケットに収納され、および／または、加熱装置が備えられ、および／または、冷却装置が備えられている。

一部の実施形態において、第２流体が多相混合物である場合、それぞれのアイソレータ２４、５２は、第２流体（流動性製品）をかき混ぜるための撹拌機を含んでいる。撹拌機は、アイソレータから排出されるまで多相混合物を懸濁状態に保つ。

アイソレータ２４、５２およびポンプ３０は、装置２００内の個別のモジュールであり、装置は、試料特性または対象用途の大幅な変更に合わせられるよう、大きさの異なるアイソレータ２４、５２、更に、大きさの異なるホモジナイザーバルブ（または他の処理ユニット７０）でも再構成することができる。モジュラー方式は、顧客毎に多様な製品を処理する産業環境（例えば、トール（toll）プロセッサ）において有用である。

本開示内容のもうひとつの態様には、流体の高剪断処理法が含まれる。図７に、例示的な実施形態である方法３００を示す。

ブロック３１０で、ユーザーは、文中に表示および記述した装置２００を設置する。具体的には、ユーザーは、第１流体がアイソレータピストン２２に加えた圧力に応じて、第２流体を選択的に収容および放出するための２つのアイソレータ２４、５２を設置する。第１アイソレータは、先に詳細に述べた実施形態などの、本件に開示のアイソレータ２４の実施形態である。ユーザーは、第２吸入口１７と流体連通している第１逆止め弁１６も設置する。第１逆止め弁１６は、第２流体を、第２吸入口１７を通って第２サブチャンバ２８へ流入させるよう構成されている。ユーザーは、第２排出口１５と流体連通している第２逆止め弁１４も設置する。第２逆止め弁１４は、第２流体を、第２排出口１５を通って第２サブチャンバ２８から流出させる（第２サブチャンバから排出する）よう構成されている。ユーザーは、第２逆止め弁１４によって第２排出口１５と流体連通しているマニホールド１００も設置する。更に、ユーザーは、マニホールド１００と流体連通している処理ユニット７０も設置する。

ブロック３２０で、装置を制御して、第１流体を少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力でアイソレータ２４の第１サブチャンバ２６へ送り込み、第２流体をアイソレータの第２サブチャンバ２８へ送り込む。第１流体を第１サブチャンバ２６に送り込むと、第２流体が第２サブチャンバ２８から、第２排出口１５を通り、第２逆止め弁１４を通り、マニホールド１００を通り、処理ユニット７０を通って放出される。これらの構成要素は、図１に関して先に表示および記述したように接続されていても良い。

ブロック３３０において、この方法では、アイソレータ２４のチャンバの第１端に対してと、アイソレータのチャンバの第２端に対して、アイソレータのアイソレータピストン２２（セパレータ）の位置を検出する。前述の装置２００のように、２つの近接センサ１８、２０が使用でき、第１センサ２０を用いてアイソレータの第１端８３に対するアイソレータピストンの位置を検出し、第２センサ１８を用いてアイソレータ２４の第２端８５に対するアイソレータピストンの位置を検出する。１つ以上のアイソレータ内に、これらのセンサを加えることができる。

２つのアイソレータ２４、５２または３つ以上のアイソレータを設置することが可能である。ブロック３１０において、ユーザーは、上記のブロック３１０で述べたアイソレータ２４に加えて、第２アイソレータ５２を設置する。具体的には、ユーザーは、第１流体がアイソレータピストン５０に加えた圧力に応じて第２流体を選択的に収容および放出するための、少なくとも１つのアイソレータ５２を設置する。アイソレータ５２は、先に詳細に述べたものなどの、アイソレータの実施形態である。ユーザーは、第２吸入口７７と流体連通している第１逆止め弁４８も設置する。第１逆止め弁４８は、第２流体を、第２吸入口７７を通って第２サブチャンバ５８へ流入させるよう構成されている。ユーザーは、第２排出口７５と流体連通している第２逆止め弁４４も設置する。第２逆止め弁４４は、第２流体を、第２排出口７５を通って第２サブチャンバ５８から流出させるよう構成されている。ユーザーは、更に、第２逆止め弁４４を経て第２排出口７５にマニホールド１００を繋ぐ。

第１アイソレータ２４の動作に加え、ブロック３２０で、装置を制御して、交互に、第１流体を少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力でアイソレータ５２の第１サブチャンバ５６へ送り込み、第２流体をアイソレータの第２サブチャンバ５８へ送り込む。第１流体を第１サブチャンバ５６に送り込むと、第２流体が第２サブチャンバ５８から、第２排出口７５を通り、第２逆止め弁４４を通り、マニホールド１００を通り、処理ユニット７０を通って放出される。これらの構成要素は、図１に関して先に表示および記述したように接続されていても良い。図４および５に関して先に述べた、ずれた位相で、アイソレータ２４、５２へ第１流体を交互に充填する。

ブロック３３０において、この方法では、アイソレータ５２のチャンバの第１端に対してと、アイソレータのチャンバの第２端に対して、アイソレータのアイソレータピストン５０（セパレータ）の位置を検出する。前述の装置２００のように、２つの近接センサ４０、４６が使用でき、第１センサ４０を用いてアイソレータの第１端９３に対するアイソレータピストンの位置を検出し、第２センサ４６を用いてアイソレータ５２の第２端９５に対するアイソレータピストンの位置を検出する。１つ以上のアイソレータ内に、これらのセンサを加えることができる。

ブロック３４０で、２つのアイソレータ２４、５２を、位相がずれるように制御する。つまり、第１流体をまず、第１アイソレータ２４へポンプで圧送し、次に第１遮断弁１０を閉じて、第１流体が第１アイソレータ２４へ流れ込むのを阻み、第２遮断弁４３を開いて、第１流体を第２アイソレータ５２へポンプで圧送する。第１および第２遮断弁１０、４３を交互に開閉すると、それぞれのアイソレータのアイソレータピストンは位相がずれて動く。アイソレータピストン２２、５０の位相のずれた動きにより、マニホールド１００を通る第２流体の連続流ができ易くなる。

一部の実施形態では、ブロック３２０、３３０、および３４０の工程を同時に行うことがある。

本方法は、位相のずれた少なくとも２つのアイソレータを含むことができる。本方法は、本件に開示の装置について先に論じたように、位相のずれた追加のアイソレータを含むことができる。

ブロック３５０で、制御装置６４０は、ヒーターまたは冷却装置６７０を制御して、第２流体がアイソレータから出た後、マニホールド内にある間に第２流体の温度を制御する。

ブロック３６０で、ホモジナイジングバルブまたは他の処理ユニット７０の下流に圧力放出弁８０を設け、ブロック３７０で、圧力放出弁８０を制御装置６４０で制御して、アイソレータを切り替える工程の間（バルブ１０および４３を開閉する間）にマニホールド１００を通る流量を減らし、第２流体の吐出し圧力を一定に保つ。

ブロック３８０で、圧力放出弁８０を通過した後の第２流体を冷却する。

ブロック３９０では、ホモジナイジングバルブまたは他の処理ユニット７０を通過した後、また、ブロック３８０の冷却工程を行った後、第２流体を収集する。例えば、第２流体を、収集区域９０において、瓶、バイアルなどの個別の容器に注入することができる。

本方法の別の実施形態では、１つだけのアイソレータ２４を設置する。

実施形態の応用範囲は、以下の記述に述べられている、または図面に図示されている構成要素の構造および配置の詳細に限定されることはない。更に、文中で使用されている表現および用語は記述のためであって、制限とみなすべきではない。文中で使われている“含む（including）”、“含む（comprising）”、または“持つ（having）”、“含む（containing）”、“含む（involving）”、およびその変形は、後に挙げる項目およびその同等物、更に追加の項目を包含するものである。

少なくとも１つの実施形態のいくつもの態様について述べてきたが、当業者ならば容易に、様々な代替、変形、および改良が考えられることは当然である。このような代替、変形、および改良も本開示内容の一部であり、また、開示内容の範囲内にあると考える。従って、これまでの記述および図面は例を示したものに過ぎない。

Claims (20)

1. 流体を高圧高剪断処理する方法であって、
   前記方法は、
   第２流体を選択的に収容および放出するための少なくとも１つのアイソレータを設置する工程であって、前記の少なくとも１つのアイソレータが、更に、
   チャンバの輪郭を定めているアイソレータ壁と、
   前記チャンバ内にあり、チャンバの第１端とチャンバの第２端との間を移動可能なセパレータであって、前記セパレータが前記アイソレータ壁に密接（engaging）しており、前記チャンバを、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない、第１サブチャンバと第２サブチャンバとに更に分割しているセパレータと、
   超高圧ポンプおよび前記第１サブチャンバと流体連通している第１サブチャンバ吸入弁と、
   前記第１サブチャンバと流体連通している第１サブチャンバ排出弁と、
   前記第２サブチャンバと流体連通し、流体を第２サブチャンバへ流入させる第１逆止め弁と、
   前記第２サブチャンバと流体連通し、流体を第２サブチャンバから排出する第２逆止め弁と、
   を含んでいる工程と、
   前記の少なくとも１つのアイソレータの第２逆止め弁と流体連通している処理ユニットを設置する工程と、
   交互に、第１流体を少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力で前記第１サブチャンバへ送り込み、第２流体を前記第２サブチャンバへ送り込む工程であって、前記第１流体を前記第１サブチャンバに送り込むと、前記第２流体が前記第２サブチャンバから、前記第２逆止め弁を通り、前記処理ユニットを通って放出される工程と、
   を含むことを特徴とする、流体を高圧高剪断処理する方法。
2. 前記第２流体の温度を、前記第２逆止め弁と流体連通したマニホールド内にある間に制御する工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記の少なくとも１つのアイソレータを設置する工程が、２つのアイソレータを設置する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記の２つのアイソレータのそれぞれから位相をずらして第２流体を放出し、マニホールドを通る第２流体の連続流を作ることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記チャンバの第１端と前記チャンバの第２端に対する前記セパレータの位置を検出する工程と、
   位相がずれるように前記の２つのアイソレータを制御する工程と、
   を更に含むこと特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記第２流体が前記処理ユニットを通過した後、これを収集する工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 前記処理ユニットの下流に圧力放出弁を設置する工程と、前記圧力放出弁を制御する工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 前記第２流体が前記圧力放出弁を通過した後、これを冷却する工程を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 高流体剪断処理装置であって、
   前記装置が、
   第１流体を少なくとも２万ｐｓｉ（約１．４×１０^８Ｐａ）の圧力で圧送することのできる超高圧ポンプと、
   第２流体を選択的に収容および放出するための少なくとも１つのアイソレータであって、前記の少なくとも１つのアイソレータが、
   チャンバの輪郭を定めているアイソレータ壁と、
   前記チャンバ内にあり、チャンバの第１端とチャンバの第２端との間を移動可能なセパレータであって、前記セパレータが前記アイソレータ壁に密接しており、前記チャンバを、互いに圧力は連通しているが互いに流体連通していない、第１サブチャンバと第２サブチャンバとに更に分割しているセパレータと、
   前記超高圧ポンプおよび前記第１サブチャンバと流体連通している第１サブチャンバ吸入弁と、
   前記第１サブチャンバと流体連通している第１サブチャンバ排出弁と、
   前記第２サブチャンバと流体連通し、流体を第２サブチャンバへ流入させる第１逆止め弁と、
   前記第２サブチャンバと流体連通し、流体を第２サブチャンバから排出する第２逆止め弁と、
   を含むアイソレータと、
   前記第２逆止め弁と流体連通している処理ユニットと、
   を含むことを特徴とする、高流体剪断処理装置。
10. 前記処理ユニットがホモジナイジングバルブであることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記の少なくとも１つのアイソレータが２つのアイソレータを含み、前記の２つのアイソレータが、第１アイソレータが充填されている間に、第２アイソレータから放出されるよう構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
12. 前記の少なくとも１つのアイソレータが、前記チャンバの第１端にセパレータが接近したことを検出する第１近接センサと、前記チャンバの第２端にセパレータが接近したことを検出する第２近接センサとを更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
13. 前記第１逆止め弁と流体連通している低圧移送ポンプを更に含み、前記低圧移送ポンプが、第２流体を前記第１逆止め弁へ圧送するよう構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
14. 前記第２逆止め弁と流体連通しているマニホールドに接続したマニホールド圧センサを更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
15. 前記超高圧ポンプに接続したポンプ圧センサを更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
16. 前記処理ユニットの下流に温度制御区域を更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
17. ぞれぞれのアイソレータの前記第２逆止め弁と流体連通している、制御可能な圧力放出弁を更に含み、前記の制御可能な圧力放出弁が、前記処理ユニットの下流にあることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
18. 前記の少なくとも１つのアイソレータが、前記の少なくとも１つのアイソレータの第２サブチャンバと流体連通しているベントを更に含み、前記ベントが、装置の設置場所での清掃作業ができるよう構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
19. プロセッサと
    前記プロセッサと通信している少なくとも１つの吐出し圧センサであって、前記の少なくとも１つの吐出し圧センサが、前記圧力放出弁での吐出し圧力を測定するよう構成されている吐出し圧センサと、
    前記プロセッサと通信している制御装置であって、前記制御装置が、アイソレータの切り替え工程の間、前記圧力放出弁を絞って流量を少なくし、吐出し圧力を一定レベルに保つよう構成されている制御装置と、
    を更に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
20. 前記の少なくとも１つのアイソレータおよび圧力放出弁を、絶縁材および二次加熱装置の少なくとも１つにより、予め選択した温度に保持できることを特徴とする、請求項９に記載の方法。

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