縦型単軸ミキサーは、間接的な温度調節による加熱・冷却の課題に対応できる仕様にできます。選択肢は、単純な容器ジャケットから、混合シャフトと混合工具の完全な温度調節にまで及びます。どの解決策が適しているかは、望む製品温度や必要な加熱・冷却能力だけで決まるわけではありません。製品の状態、熱伝導率、充填率、粘度、起こりうる相変化、混合時間、衛生要求、そして起こりうる真空・加圧運転も、同様に決定的な要素です。

密閉式ミキサーでは、伝熱は通常間接的に行われます。温度調節媒体は製品と分離されたままで、容器壁または温度調節された内部構造物を通じて混合物に熱を渡す、あるいは混合物から熱を受け取ります。この際、混合運動が伝熱面における製品層を絶えず更新し、これにより伝熱を改善します。この原理は、繊細な、毒性のある、溶剤を含む、粉じんの出やすい、あるいは衛生要求の高い製品に特に適しています。

標準仕様は、円筒形の混合室、そして必要に応じて円錐状または湾曲した底部に設けられる二重ジャケットです。ジャケット内には加熱媒体または冷却媒体が循環します。加熱課題には、温水、高温水、蒸気、熱媒油が用いられます。温水・高温水は、緩やかな温度範囲と制御しやすいプロセスに適しています。蒸気は高い熱流と短い昇温時間を可能にしますが、適切な圧力設計、ドレン処理、安全性の検討が前提となります。熱媒油は、より高い温度や広い温度範囲が必要な場合に好まれます。冷却課題には、多くの場合、冷却水、グリコール水溶液、またはブラインが用いられます。水の凝固点以下の温度では、特別に設計された冷凍設備が必要になることがあります。

容器ジャケットは、従来型の二重ジャケット、チャンネルジャケット、半割コイル、あるいはクッションプレートジャケットとして仕様にできます。どの構造形式が適しているかは、温度調節媒体の許容圧力、必要な熱出力、温度範囲、容器形状、機械的設計によって決まります。たとえば半割コイルは、媒体側の高圧に適しています。チャンネルジャケットやクッションプレートジャケットは、狙いを定めた流れの誘導を可能にすることがあります。ただし伝熱性能は、ジャケットの構造形式だけで決まるわけではありません。媒体、流速、温度差、汚れの付きやすさ、製品の運動、そして混合物が容器壁と接触する時間も重要です。

製品がよく循環し、緩やかな加熱・冷却速度で十分であり、非常に厳しい温度公差を守る必要がない場合には、容器ジャケットだけで十分なことがよくあります。熱伝導性の悪い、高粘度の、ペースト状の、あるいは断熱性の強い製品では、ジャケット面だけでは小さすぎることがあります。このような場合には、混合シャフトと混合工具も併せて温度調節することが有効な場合があります。

温度調節可能な混合シャフトは中空シャフトとして仕様にされ、加熱媒体または冷却媒体が内部を流れます。混合アーム、螺旋工具、あるいはスクリューベルトも、中空にして温度調節可能な形にすることができます。これにより、熱の投入または除去は、容器壁を通じてだけでなく、製品内部でも行われます。有効な伝熱面積が増え、粉粒体を通る長い熱の経路が短縮されます。これは特に、真空接触乾燥、ペースト状または晶析を伴う製品、粘塑性の中間段階、そして高い発熱を伴う反応や厳しい温度指定がある反応において有効な場合があります。

温度調節された混合シャフトと工具への供給は、適切なロータリージョイントを介して行われます。これらは、温度調節媒体、圧力、温度、回転数、気密性の要求、保守の必要性に合わせて設計しなければなりません。蒸気、熱媒油、あるいは極低温媒体では、材料選定、熱膨張、シールへの負荷、安全上の観点が特に重要です。温度調節可能な内部工具は伝熱を改善しますが、同時に技術的な複雑さ、洗浄の手間、投資コストも増やします。したがって、その採用は、実際に必要な伝熱性能と、製品試験に基づいて決定すべきです。

特殊なプロセス要求がある場合には、追加の温度調節面が有効なことがあります。たとえば温度調節された蓋は、蒸気が冷たい蓋面で凝縮したり、液滴が製品に落下したり、局所的な固着が生じたりするのを防ぐことができます。加熱式の蓋が必要かどうかは、主に製品温度、蒸気圧、真空度、蓋形状、蒸気の導き方によって決まります。排出機構、製品接続口、フィルタ、投入ランス、その他の内部構造物も温度調節できます。これは、溶融または凝固する結合剤、油脂を含むレシピ、晶析を伴う媒体、そして粘性のある液体添加の場合に特に重要です。目的は、危険な冷点を避け、粘度や流動性を望む範囲に保つことです。

電気式のジャケットヒーター、ヒーターバンド、ヒーターマットは、緩やかな加熱能力しか必要としない場合や、設備を中央の熱媒回路から独立して運転したい場合の代替手段となります。これらは純粋な加熱課題に適していますが、直接的な冷却機能は備えていません。高出力、高温、あるいは急速な温度変化が必要な場合には、水式、蒸気式、あるいは熱媒油式の温度調節回路のほうが、多くの場合より制御しやすく経済的です。

真空は、温度制御を有意義に補完することができます。減圧下では、水や溶剤の蒸発温度が下がります。加熱された容器ジャケット、そして必要に応じて温度調節された混合工具と組み合わせることで、比較的低い製品温度での接触・真空乾燥が可能になります。前提となるのは、耐真空性と十分な気密性を備えたミキサー、適切なシャフト・蓋シール、蒸気フィルタ、真空システム、そして溶剤を含む製品の場合には適切な凝縮・回収ユニットです。

真空は沸点を下げますが、それ自体が蒸発エネルギーを供給するわけではありません。このエネルギーは、容器ジャケット、混合シャフト、混合工具、あるいは他の伝熱面を通じて製品に投入しなければなりません。特に、熱伝導が悪く、多くの空気を含む粉体では、良好な製品循環と十分に大きい温度調節面の組み合わせが、有効な乾燥にとって決定的です。

精密な温度制御のためには、製品内、そして温度調節媒体の往路・復路に温度測定点を設置します。重要なプロセスでは、シャフト、蓋、フィルタ、排出機構への追加センサーが有効な場合があります。カスケード制御により、加熱媒体または冷却媒体の温度あるいは質量流量を通じて製品温度を制御できます。発熱反応や熱に敏感な製品では、温度限界値、警報機能、そして冷却、混合工具、エネルギー供給の喪失に対する明確な安全対応が、プロセスコンセプトの一部となります。