三次元の再配列

三次元的な再配分では、粒子は空間の3方向すべてに動き回ります。この際、粒子は軸方向、半径方向、および接線方向に移動します。その過程で、ばら積みの全容積が繰り返し通過されます。

縦型スパイラルミキサーは、混合物をほぐすことで、特に効果的な再配分を実現します。

𝐼_𝑣 = 𝜋/4 · (𝐷²−𝑑²) ·φ ·𝑆 ·𝑛 ·𝜁

• 𝐼𝑣：垂直混合スクリューの処理能力
• D/d：コイルの外径／内径
• φは充填率である
• Sはらせんのねじれ角である
• Nは回転数である
• 𝜁 は速度係数である

このプロセスにより、完全な混合が実現されます。この際、各粒子は定期的に隣接する粒子と入れ替わります。デッドスペースや分離が低減されます。滞留時間の分布が均一化されます。

対流式バルク混合機では、三次元的な流動が意図的に生成されます。混合スクリュー、搬送機構、および重力循環により、閉じた流動回路が形成されます。この過程で、製品は容器の壁面に沿って上方へ搬送され、中央部で再び下方へ落下します。

この三次元的な流動パターンは、コーンミキサー、中空球ミキサー、二軸ミキサー、および垂直軸を持つその他の低速回転式バルクミキサーに典型的に見られるものです。これにより、乱流の強さや粉塵の発生を抑えつつ、短時間で混合を行うことが可能になります。