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バルク材用中空ボールミキサー:SpherHelics®

Summary

パーダーボルン工場では、amixon®が乾燥・湿潤・湿ったバルク材料向けに23種類以上のサイズのボールミキサーを製造しています。球形の形状により、洗浄が容易です。ご要望に応じて、ミキサーはEHEDG、FDA、および3-Aガイドラインの衛生要件を満たすことができます。amixon®は、柔軟性、リアルタイムセンサー技術、およびプログラム可能なターゲットジェット洗浄ランスを、選定の主要な基準として強調しています。混合ツールを25~40回転させるだけで、均質な混合物が得られます。成分比が最大1:100,000の場合でも、混合品質の変動係数は5%未満です。amixon®ボールミキサーは、有効容量50~14,000リットルのラインナップがあり、個々のニーズに合わせてカスタマイズされます。技術センターでは、顧客は同軸および横方向に設置されたカッティングローターを備えたボールミキサーを試験・比較することができます。amixon®の専門家は、試験結果に基づき、50リットルから14,000リットルまでの幅広いサイズをスケールアップします。

「amixon®」という名称は、垂直に回転する混合軸を備えたミキサーの代名詞となっています。場合によっては、混合ツールを重力線に対して斜めに配置することが有効な場合があります。一般的な傾斜角度は20°から30°の間です。これらのミキサーも、垂直型精密ミキサーの一種に分類されます。混合物が重力に逆らって斜め上方に搬送される場合、重力が上向きの搬送に横方向の動きを重ね合わせます。これは混合工程に有益であり、プロセスを加速させます。
基本的に、回転対称な容器であればどれでも混合室として適しています。球体は特殊なケースです。球体にはエッジも角もなく、表面積対体積比が最小となります。球体の表面積(A)は、直径(d)と体積(V)から次のように算出されます:

A = 6V/d

比表面積が小さいことは、洗浄性の点や、混合物が付着しやすい場合において有利です。

日常業務でその真価を発揮する品質基準

粉末ミキサーの長い耐用年数を考慮すると、ミキサーの選定は慎重に行う必要があります。amixon®は、そのための理想的な条件を提供します。amixonの中空ボールミキサーに加え、その他のすべてのamixon試験用ミキサーも1対1で比較可能です。すべての試験用ミキサーの実用容量は400リットルです。

混合試験により、以下の重要な品質基準が明らかになります:

  • 効率的な混合プロセス
  • 最高の混合品質
  • さまざまな充填率への柔軟性
  • 液体原料の容易な混合
  • 優れた残留物の排出
  • 迅速な洗浄(乾式、湿式、水洗)
  • 洗浄用水の削減
  • 水洗後の乾燥時間が短い(低温時でも)
  • 人間工学に基づいた形状の点検扉
  • 手頃な導入コスト
  • 信頼性の高いアフターサービス

SpherHelics ボールミキサー(型式 SH 1500)は、1.5 m³ のバッチ用に設計されています。切断ローターは同軸上に配置されています。

混合品質と混合効率

 

混合ツールが螺旋形状で、その回転が空洞球の内径よりもやや小さい包絡体積を生成する場合、螺旋混合ツールが球形混合空間で押し出す体積流量を比較的正確に計算できます。

IV = π / 4 · (D² - d²) · Φ · S · n · ζ

  • IV: 排気体流量
  • D/d: 螺旋の外径/内径
  • Φ: 充填率
  • S: 螺旋の傾斜角
  • n: 回転数
  • ζ : 速度係数

 

螺旋の傾斜角を25°に一定とし、螺旋の幅を球の直径の10%とする場合、輸送量を例として計算できます。速度係数ζ = 0.8で充填率が50%の場合、1回転あたり混合物の19.5%が移動します。

 

興味深いことに、この式は、ミキシングツールが非常に低速で回転している場合でも有効です。

amixon® ミキサーは、通常 25 から 40 回転で均質な混合を達成します。これは、質量比が 1 対 100,000 までの 2 成分混合物にも当てはまります。

理想的な混合品質は、混合原理や混合時間に関係なく、実用的な条件下で物質の分布がこれ以上改善されない状態で達成されます。

混合品質試験の結果は再現性があります。20 グラムのサンプルごとに、混合品質の変動係数が 5% 未満という要件を満たしています。

この点から、すべての amixon®ミキサーは、特に壊れやすい物質も、理想的に、慎重に、正確に混合することができます。

amixon®は包括的かつ客観的なアドバイスを提供します

垂直型粉末ミキサーのメーカーの中で、amixon®は世界的に先駆的な役割を果たしています。これは、1983年以来、世界中に納入してきた数千台に及ぶamixon®ミキサーの実績に基づいています。amixon®は、球形混合室を備えたミキサーを含め、垂直型精密ミキサーに関するあらゆるご質問に対し、包括的かつ中立的なアドバイスを提供いたします。

amixon®の製品ラインナップは多岐にわたります。パダーボルンで実際に試すことができます:

  • KS:KoneSlid®ミキサーは、内部に逆向きの円錐形状をしており、これが排出機構として機能します。
  • VM:垂直単軸ミキサーは円筒形の混合室を備えています。
  • SH:中空球形ミキサーは、垂直または傾斜した混合軸を備えています。当社のブランド名「SpherHelics®」は、球形の混合室と、amixon®特有の混合ヘリックスを象徴しています。
  • HM:ダブルシャフトミキサーは、互いに噛み合う2つのシリンダーを備えています。
  • AM:コーンミキサーは、円筒円錐形の混合室を備えています。

ここでは、当社の真空混合乾燥機および合成反応器については記載していません。

右側に掲載されている amixon® ミキサーはすべて、理想的な混合品質を実現する、古典的な精密ミキサーです。実際には、ミキシングの結果をこれ以上改善することは不可能です。ミキシング品質の変動係数は、すぐに 5% 未満の値に達します。ミキシング品質の推移は、次のように記述することができます。

M(t) = M_∞ − (M_∞ − M₀) · e^(−k·t)

ここで、M(t) は、時間 t における混合品質の変動係数です。M_∞ は、漸近的に達成可能な混合品質(最終混合品質)です。M₀ は、初期混合品質です。k は、設計による個別の混合速度定数です。t は混合時間、e はオイラー数(約 2.71828)です。

試すことは勉強することに勝る

 

購入を決める前に、試運転を行うべきです。amixon®技術センターでの試運転は、常に有益です。同時に複数のテスト用ミキサーを試すことができます。これにより、混合効率、汎用性、残留排出、清掃性を評価することができます。粉体ミキサーの耐用年数が長い(20~30年)ことを考えると、この取り組みは理にかなっています。

よくある質問には、以下のようなものがあります。

  • ミキサーを完全に空にする(清掃や製品変更時)頻度はどの程度か?
  • 今後、この作業はより頻繁に必要になるか?
  • ミキサーは完全に空にすることができるか?
  • 残った製品は販売できるか?それとも、残留物は廃棄しなければならないか?
  • 空にするにはどのくらいの時間がかかるか?
  • 残留物の大きさはどのくらいか?
  • ドライクリーニングにはどのくらいの時間がかかるか?
  • ウェットクリーニングにはどのくらいの時間がかかるか?
  • どの程度自動化できるか?

顧客はすべてのミキサーをテストできますか?

 

Böning氏からの回答:はい、もちろんです。新しいSpherHelics®を含む、すべてのミキサータイプをご用意しています。バッチサイズはすべて400リットルです。これにより、お客様は重要な洞察をすべて得ることができます。同時に、これらの洞察はamixon®にとって、今後の開発のための貴重な推進力となります。

ちなみに、amixon®が12サイズすべての中空球形ミキサーを開発するのは、それほど大変な作業ではありませんでした。 受託製造業者として、当社は各混合プラントを個別に設計しています。 その際、実績のあるバリエーションコンフィギュレーターを使用しています。 さらに、混合スパイラル付きの縦型ミキサーの混合メカニクスについては、それが縦型または斜めに設置されているかに関わらず、豊富な専門知識を持っています。

中空ボールミキサーの製造では、amixon®は実績があり信頼性の高い部品のみを使用しています。これには特に、

  • 混合機構の軸受
  • 混合ツール
  • 駆動
  • デッドスペースのない遮断弁の設計と機能、
  • OmgaSeal®シール付きClever-Cut®点検ドア、
  • 切断ローター、
  • 液体供給、サニタリーフランジ。

amixon®ワークショップでのスパイラルミキシングツールの様子。

SpherHelics®のデータシート

  • ご要望に応じて、より大型のミキサーもご用意できます。
  • 周速度は、約0.8 m/sから約3.5 m/sまで大きく変化します。SpherHelics®タイプの球形ミキサーは、通常は低速回転ミキサーとして使用されます。
  • 専門の溶接会社であるamixon®は、幅広い材料の加工に関して、ヨーロッパ、日本、韓国、アメリカの認証を受けています。製品と接触するamixon®ミキサーの材料は任意です。通常の鋼S355J2Ge、Hardox、オーステナイト系ステンレス鋼1.4301、1.4541、1.4571、1.4404、1.4539、1.4529、二相ステンレス鋼1.44 62、1.4162、1.4363、ニッケルベースの材料である合金59-2.4605、ハステロイ-C22、ニッケル。
  • 攪拌機は、衛生面で最も厳しい要求を満たし、乾式および湿式洗浄に関するEHEDGガイドラインにも準拠しています。さらに、
  • FDAの衛生ガイドラインおよび3-A衛生基準の設計要件にも適合しています。

企業が最適な粉末ミキサーを選択するために、今後どのような基準が重要になるのでしょうか?

消費者は不安定です。市場は急速に変化しています。そのため、企業は自社製品やプロセスを柔軟に調整できる必要があります。これは、レシピ、製造プロセス、洗浄、組織にも影響します。ミキサーがバリューチェーンにおいて果たす役割は、各混合事業ごとに個別に検討する必要があります。ミキサーは製品の品質をどの程度決定するのでしょうか?ミキサーは戦略的に重要な役割を担っているのでしょうか?将来のプロセス技術上の要件は確実に満たされるのでしょうか?

  • ターゲット市場の要件は高まっています。製品は、定義された特性を備えている必要があります。例えば、粉塵の発生がないこと、流動性、均質性などが重要な特性です。さらに、健康関連食品や栄養補助食品については、粒度、色分布、かさ密度、そして自然な外観も重要です。これらの品質特性はすべて、1 台のミキサーで再現性をもって満たす必要があります。
  • したがって、柔軟性が重要な基準となります。製品のライフサイクルは短くなり、ロットサイズはさまざまです。そのため、ミキサーは、非常に多様な配合やさまざまなバッチサイズを確実に処理できなければなりません。また、高まる洗浄および滅菌の要件も十分に満たす必要があります。
  • プロセス技術的に汎用性の高い粉末ミキサーは、自社の開発ダイナミクスを強化します。製品とプロセスの革新に新たな可能性を開きます。幅広い用途に対応できるミキサーは、真の競争優位性となります。粉末混合物は、その不均一性にかかわらず、最小限のエネルギーで正確に混合できることが、真の競争優位性となります。
  • センサーは、混合プロセスをリアルタイムで把握する必要があります。データに基づく最適化により、プロセスの信頼性と効率が向上します。
  • 持続可能性は投資の条件となります。その焦点は、資源の使用とエネルギー消費にあります。洗浄性が良く、寿命が長いことは、環境負荷とコストの削減につながります。
  • 初期投資額が高くなっても、
    • 総運用コストが削減される場合
    • 新しい市場セグメントが開拓される場合

重要なのは、購入価格ではなく、企業の将来性に対する混合装置の付加価値です。

この洗練された製品プログラムにより、amixon GmbHは立型精密ミキサーのプロセスおよび品質におけるリーダーとしての地位を確立しました。

空洞球形ミキサーは興味深い特性を有しています

SpherHelics® サイズ SH 400。

 

amixon®はすでに、40年にわたる市場での存在感を強調する垂直型精密ミキサーの最も包括的な製品ラインナップを提供しています。世界中で40件以上の特許申請を行っている当社は、垂直に取り付けられた混合ツールを備えた粉体混合機のイノベーションリーダーおよび品質ベンチマークとしての地位を確立しています。

中空ボールミキサーの開発は早くも2021年/22年に開始しました。 広範囲にわたるテストの後、2024年の創立40周年記念に間に合うように発表しました。

amixon®は常に最先端であり、あらゆる質問に的確に答えられることを目指しています。 これを達成するには、私たちの実験が確かな実務経験に基づいている必要があります。 私たちの目標は、常に専門知識と革新的なソリューションでお客様を感嘆させることです。

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