混合

混合とは、1つ以上の物質が別の物質の中に分散することである。物質は少なくとも一つの性質において互いに異なる。物質は固体、液体、気体のいずれでもよい。混合プロセスには不連続的なもの（バッチ混合）と連続的なもの（フロー混合）がある。

このウェブサイトでは、工業用ミキシングとホモジナイゼーションは分散品を指す。これらは典型的なバルク材料の性質を持つ粉末状の固体です。
 

パウダーミキサーは乾燥粉末を混合するために使用されます。粉体混合中に中性の液体を加えることもできます。こうすることで、粉末の粉末成分を結合させることができる。また、液体は有効成分であり、粉体中に均一に分散させる必要がある場合もあります。

粉末製品を製造する生産プラントは、その他多くのプロセスエンジニアリングシステムで構成されている。ミキサーはその中の一つのリンクに過ぎず、ミキサーは通常、充填システムや包装システムの上流に位置する。

 

混合工程は最終製品の価値を高める役割を果たします。粉末状の最終製品の代表的な品質基準を以下に挙げる：

• 粉末が完全に均質であること
• 粒子構造が保持されている
• 粉体に粉塵がない
• 粉体の流動性が良い
• 粉体は加熱されておらず、冷えている
• パウダーの手触りが乾いている
• 粉体は長期的に安定している
• パウダーが固まりにくい
• .....
• ...
   

最終製品に影響を与える要因は多岐にわたる：
 

1) 混合システム

原則として、パウダーミキサーは通常の機械工学が行われているところであれば、どこでも製造することができる。そのため、世界中に何百ものサプライヤーが存在します。しかし、精密パウダーミキサーのみを製造する専門機械メーカーに絞って検索すると、その数はかなり少なくなります。

 

精密粉体混合機はプレシジョンミキサーと呼ばれています。これらには重要な特徴があります：

• 回転するミキシングツール
• デッドスペースが（ほとんど）ない。
• 理想的な混合ができる
• それらはほとんどすべての粉体混合プロセスに普遍的に使用することができます。
• ミックスの流れが悪い場合にも使用できる。
• 十分に衛生的なデザインです。
• コンタミネーションの心配がほとんどありません。
• ガス密閉設計です。粉塵が混入したり、環境中の異物がミキシングチャンバーに混入することはありません。
• 清掃が簡単です。
• 環境保護と労働安全の要件を満たしている。
• 一般的に耐用年数が長い。

精密ミキサーの製造のみに特化した粉体ミキサーメーカーは、特定のタイプの精密ミキサーにも特化しています。ある程度まで、彼らはさらなる発展のためのトレンドセッターです：

• 固定式ミキシングチャンバー、内部回転式ミキシングツール
• 水平に取り付けられたミキシングツール
• 垂直に取り付けられたミキシングツール
• 斜めに取り付けられたミキシングツール
• 垂直に取り付けられたミキシングツール
• 斜めに取り付けられたミキシングチャンバー
• ミキシングチャンバー内に1つ以上のミキシングツール
• 高速回転ミキシングツール（遠心分離と旋回）
• ゆっくりと回転するミキシングツール（プッシュミキシング
  
  
   

2) 混合工程の実施方法

• ミキシングツールはどのような速度で運転されるか？
• どのミキシングツールのスイッチをいつ入れたり切ったりするのか？
• どのような順序で様々な成分がミキサーに投入されるか？
• 製品は静止状態で添加されるのか、それともミキシングツールを回転させながら添加されるのか？
• ミキシング中の温度プロファイルは？
• どのようなタイプの液体を添加するのですか？
• ミキシング工程にかかる時間は？
• ミックスを空にするためにミキシングツールを回転させる必要がありますか？
• 空攪拌にかかる時間は？
• 空攪拌中に意図せず粒子構造に影響を及ぼすリスクはどの程度ですか？
• どの程度の空吐出が可能か？
• ミックスは重量で定義された部分に分けて排出できるか？
   

工業的には、多くの点で最大限の柔軟性を提供する精密パウダーミキサーが有利である。

 

その一例がAMコニカルミキサーです：

• コニカルミキサー(AM)のバッチサイズは公称容積の10%から100%まで変えることができます。
• AM 100 サイズは 10～100 リットルのバッチを混合できます。AM 30 000 コニカルミキサーは1,500～30,000リットルのバッチを混合できます。
• 流動性のある粉体はほぼ完全に排出されます。
• 残分排出率は99.98％以上です。
• 1台のミキサーで非常に穏やかにホモジナイズできます。
• 同じミキサーで、運転モードを変えることにより、集中的な脱凝集も可能です。
• 粘度の高い液体を粉体に混合することもできます。
• 凝集体を粉砕することもできます。
• 全自動でウェット洗浄も可能です。
  
   

例を挙げればきりがない：

1. 活性剤や触媒
2. 抗生物質
3. 乳児用粉ミルク
4. ベーキング剤
5. 細菌培養、防腐剤、香辛料
6. 電池化合物
7. 着色料のドーピング
8. 肥料
9. デュロマー、エラストマー
10. 着色
11. 医療技術用FDA適合マスターバッチ
12. 消火パウダー
13. 消火パウダー
14. 高温材料
15. ハイドロコロイド製剤
16. 吸入剤
17. インスタントプリン
18. 食塩のヨウ素化
19. コーヒー、スポーツ栄養剤
20. 電気コンデンサーの誘電体としてのセラミックパウダー
21. 穀類
22. 有機および無機着色顔料
23. 植物保護製品（殺菌剤、除草剤、殺虫剤）、
24. コーラ飲料用リン酸誘導体
25. 顔料、
26. 樹脂や充填剤とのドライブレンド粉体塗料
27. 原料調製、
28. 鎮痛剤
29. 爆発物
30. 超伝導体
31. タバコ
32. 離型剤
33. 乾燥スープ
34. ビタミン剤など
35. 洗剤
36. 有効成分の混合物（高濃度）をプレミックスとして均質化し、担体に分散させる：
37. その他多数
     

混合は基本的な操作です

混合は、機械プロセス工学における基本的な操作であり、1つまたは複数の成分を別の物質に可能な限り均質に分散させることを指します。混合される物質は、密度、粒子径、化学組成、表面特性、または状態など、少なくとも1つの特性において異なります。混合は、人類が最も古くから行ってきたプロセス技術の一つであり、手工芸、工業、化学プロセスなど、さまざまな形で利用されています。

工業的な実践では、分散物質用のガス混合機、液体混合機、固体混合機が区別されます。さらに、異なる状態を組み合わせる混合作業も数多くあります。その例としては、固体を液体に混合すること、懸濁液にガスを注入または通気すること、気体成分を粉末と混合することなどが挙げられます。

粉末状の物質を混合する場合、多くの場合、多相系となります。粉末は固体粒子で構成されており、その内部および外部の多孔性により、周囲の空気が高度に浸透します。粉末堆積物自体にも、ガスが閉じ込められた細孔空間があります。粉末が湿潤すると、固体、液体、ガスの三相系が形成されます。液体の添加量が増えるにつれて、液体相が気体相を細孔から押し出します。この変化は、混合物の流動特性と力学に大きな影響を与えます。

以下の考察は、粉末状または粒子状の固体を含む混合プロセスに関するものです。ここで、混合とは、さまざまな処理、精製、調整のステップを総称する用語であり、これらのステップは、多くの場合、同時に、または併行して行われます。工業的な粉末混合は、主に粒子間の相対的な動きに基づいています。この粒子間の再配置は、バルク材料が流されたり、注がれたり、持ち上げられたり、その他の方法で移動されたりすると発生します。固体混合機は、自由落下機構、強制流、剪断ツール、ローター、または振動または脈動する搬送動作によって、この動きを発生させます。

粉末混合プロセスでは、混合物の挙動に大きな影響を与える、数多くの微視的および巨視的な副作用が発生します。製品によっては、凝集の解消、粒子の丸み、凝集体の再形成、より微細な成分による粒子の被覆、湿潤および脱湿、摩擦帯電、かさ密度の変化、流動性および流動特性の変化、粉塵の増加または減少などが発生する場合があります。場合によっては、結晶化、吸着、表面変化などの化学的または物理的反応も引き起こされることがあります。