酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、フェライト、その他の工業用セラミックから得られる噴霧乾燥されたプレス用顆粒などの脆いセラミック顆粒は、しばしば後工程でバインダー、滑剤、顔料、添加剤、ドーパントと混合しなければなりません。ここには目標間の対立があります。添加物質はバッチ全体に均一に分布させる必要がある一方、顆粒粒子は成形にとって重要なサイズ、形状、多孔性、流動性をできる限り保持しなければなりません。

粒子の完全性は後続のプレス工程にとって不可欠です。噴霧乾燥された顆粒が用いられるのは、多くの場合ほぼ球形で明確な粒度分布を持つ形状が、流動性とプレス金型への再現性のある充填を支えるためです。粒度分布の変化、とりわけ摩耗や破砕による微粉分の増加は、嵩密度、流動挙動、金型充填、緻密化挙動を変化させる可能性があります。顆粒サイズとその分布は、生素地密度、密度勾配、そして焼結中の挙動に影響を及ぼします。

このような課題には、機械的負荷の低い混合システムが原則として有利です。成分が類似した粒子特性を持ち、拡散的な混合に十分な時間がある場合には、コンテナミキサー、タンブルミキサー、V型、あるいは二重円錐ミキサーが適していることがあります。これらのシステムは主に転動、循環、そして製品層の繰り返しの分割によって作動します。製品空間内での高速回転工具を避けますが、非常に少量の計量成分の分布や粘着性のある液体の投入には限定的にしか対応できません。

やさしい対流的な循環が必要な場合、垂直コーンスクリューミキサーが選択肢となり得ます。壁面に沿ったスクリューが製品を持ち上げ、重力によって落下します。生じる負荷は、適切な回転数と工具形状によって低く抑えることができます。混合強度を顆粒の破壊強度に合わせて調整すれば、より大きなバッチ向けの低速の二軸パドルミキサーも適していることがあります。一般に、混合システムはその構造だけで評価してはなりません。回転数、充填率、工具形状、混合時間、投入条件、排出が、実際の粒子への負荷に本質的に影響します。

高速回転する粉砕工具、カッティングローター、あるいは顕著なせん断・衝撃ゾーンを備えた高強度システムは、すでに完成した脆いプレス用顆粒には通常第一選択ではありません。凝集体を狙って解砕したり、液体を混入したりする必要がある場合には有効なことがあります。しかし脆い顆粒の純粋な最終混合には、高い混合強度によって摩耗と粒子破砕のリスクが高まります。プラウシェアミキサーや他の高強度混合システムがそれでも使用できるかどうかは、顆粒強度、必要な混合時間、許容される微粉分の変化によって決まります。

プロセスパラメータは、望ましい均一性を最小限の機械的負荷で達成できるように設定しなければなりません。低い回転数と制御された製品運動は、衝撃・摩擦エネルギーを抑えます。回転する容器ミキサーでは、フルード数を運動状態の目安として利用できます。転動運動や穏やかなカスケード運動は、一般に投擲運動や遠心運動よりも製品にやさしいとされます。ただし、一律に適用できる目標フルード数を示すことはできません。容器形状、充填率、顆粒特性、内蔵部品が運動挙動に大きく影響するためです。

充填率はそれぞれのミキサーに適合させなければなりません。充填率が低すぎると、落下高さが大きくなり、粒子速度が上昇する可能性があります。充填率が高すぎると、有効な循環が減少し、混合時間が長くなることがあります。したがって、一律に適用できる充填率範囲を示すのではなく、メーカーが想定する作業範囲を出発点とし、その後オリジナル顆粒で最適化すべきです。

混合時間は、実際に必要な均一性のレベルに限定しなければなりません。必要な混合品質に達した後、追加の処理時間はしばしば追加の摩耗をもたらすだけです。このいわゆる過混合は試験によって特定します。異なる時点で代表的なサンプルを採取し、指標成分の分布と粒度分布の両方を評価します。混合品質には、適切なトレーサーまたは有効成分の変動係数を用いることができます。ただし、5パーセント未満の変動係数といった一律の限界値は、すべてのセラミックレシピに適しているわけではありません。許容値は、計量量、サンプリング、分析方法、そして最終製品の品質要求によって決まります。

粒子の完全性は、混合プロセスの前後で粒度分布に基づいて評価します。プレス用顆粒では、篩分析や画像解析がとりわけ有意なことが多く、測定方法が試料調製中にすでに顆粒粒子を破壊しない限り、レーザー回折を補足的に用いることができます。少なくとも、微粉分、過大粒、d10、d50、d90、分布幅を把握する必要があります。さらに、嵩密度、タップ密度、ハウスナー比、流動時間、そして必要に応じて個々の顆粒の破壊強度を評価できます。微粉分の増加、ハウスナー比の変化、あるいは流動時間の変化は、アトリション（摩耗）や構造変化の兆候となり得ます。

ミキサー自体に加えて、周辺設備全体が顆粒の摩耗に影響します。とりわけ重要なのは、投入箇所、搬送スクリュー、空気搬送区間、ロータリーバルブ、受け渡し箇所、排出機構、落下高さです。顆粒は、できる限り均一かつ低い落下高さでミキサーに投入し、混合後にはやさしく排出すべきです。衝突板は落下エネルギーを減らすことができますが、追加の摩擦や付着を引き起こすこともあります。したがって仕様は製品に応じて選定しなければなりません。やさしく誘導されたシュート、調整された受け渡しシャフト、短い自由落下区間は、制御されていない製品の落下よりも有利であることが多いです。

非常に少ない添加量の場合、プレミックスが有効なことがあります。まず添加物質を担体材料の少量と混合し、このプレミックスをその後本バッチと組み合わせます。これにより、繊細な全体バッチに必要な混合時間を短縮できることがあります。この方法が適しているかどうかは、担体分画が同じ粒子構造を持つかどうか、そしてプレミックス自体が有意な摩耗なしに製造できるかどうかによって決まります。

レシピも顆粒の頑健性に影響を与えます。バインダー含有量、残留水分、造粒条件、乾燥プロファイルが、粒子の強度と変形性を決定します。顆粒強度を高めることで摩耗を減らせることがありますが、プレスおよび焼結挙動を損なってはなりません。噴霧乾燥された顆粒は、一方で良好な流動性と搬送性を持ち、他方でプレス時には制御された形で破砕または変形するよう、意図的に設計されることが多いです。したがって最適な強度は、調製、混合、搬送、金型充填、緻密化というプロセス全体にわたって設計しなければなりません。