粉体混合プロセスのスケールアップは、とりわけ幾何学的相似、比較可能な製品特性、そして支配的な混合機構の保持に基づきます。決め手となるのは、実験室から特定の混合時間を計算で移し替えることではなく、より大きな規模で同じ実証可能な混合品質と偏析安定性を達成することです。

有利な前提条件は、実験室・テストセンター・生産用ミキサーの幾何学的相似です。これには、比較可能な容器・混合工具形状、同じ内部構造物、類似の投入・排出条件、そして比較可能な充填率が含まれます。幾何学的に相似な粉体ミキサーでは、スケールアップの際に充填率をできるだけ一定に保つべきです。

ミキサーの機種形式に応じて、異なる基準が使われます。タンブル型、コンテナ型、二重コーン型、V 型ミキサーでは、容器の回転数がしばしば有用な出発点となります。混合工具を持つ対流型ミキサーでは、周速、回転数、比投入エネルギー、あるいは工具回転数を目安とすることができます。どの基準が決め手となるかは、対流、せん断、粒子の再配置、あるいは必要に応じて脱凝集のいずれが混合プロセスを支配するかによります。幾何学的に相似な粉体ミキサーについては、文献ではとりわけ総回転数の維持がスケーリングに関連する手法として挙げられています。

したがって、生産規模でより長い混合時間になるとは限りません。類似の形状、同じ充填率、比較可能な混合機構であれば、必要な回転数は同程度に保たれることがあります。それでも実際の混合時間は、製品への配慮、機械的負荷、防爆、駆動出力といった理由から回転数を下げなければならない場合には延びることがあります。同様に、投入、計量時間、排出、後段の搬送も全体のプロセス時間に影響することがあります。

製品特性はとりわけ重要です。粒度分布、かさ密度、付着性、水分、静電気帯電、凝集体強度、流動性は、できるだけ比較可能に保つ必要があります。そうでなければ、スケールアップの際に混合機構が変化したり、偏析の危険が増したりすることがあります。これは特に、密度差や粒度差の大きい混合物、そして微量計量にあてはまります。したがってスケールアップの際には、実験室規模で支配的な機構が生産用ミキサーでも保たれるかどうかを確認しなければなりません。

高度な粉体、ペースト、湿った粉粒体には、フルード数や周速、比出力投入といった無次元指標が補助的に役立つことがあります。ただし、これらは実製品による試験の代わりにはなりません。レイノルズ数とニュートン数は主に液体の流れの指標であり、乾式粉体混合の混合時間換算の一般的な基礎として使うべきではありません。

フルード数は、回転する自由落下型・ドラム型・投擲型のミキサー、および混合工具を水平に支持したシステムに関わるものです。強制的な循環を行う縦型ミキサーでは、設計やスケールアップの基準にはなりません。そこで決め手となるのは、混合原理がすべての機種寸法で同じであり、循環が充填率に依存せず混合室の全体を捉えることです。移し替えの可否はテストセンターで実製品を用いて確かめます。

したがって確かなスケールアップは通常、実験室、テストセンターないしパイロット規模、生産という段階を踏んで行われます。その際、混合品質、混合時間、充填率、回転数、投入順序、必要に応じて脱凝集を調査します。評価は平均値だけに基づくのではなく、空間的なサンプリング、分析上のばらつき、排出後の偏析傾向も考慮すべきです。