連続プロセス、たとえば建材化学、食品産業、プラスチックコンパウンド、粉体塗料、あるいは電池材料生産では、非常に短い時間で大きな質量流量を高度に均質に混合する必要がしばしばあります。中心的な設計パラメータは滞留時間、すなわち 1つの粒子が混合室内で過ごす平均時間です。滞留時間が短いほど、通常は小さなプロセス容積に作用するエネルギーを高くしなければなりません。これにより、高精度な計量の重要性も増します。非常に短い滞留時間では、ばらつきが混合品質に直ちに影響するためです。

重要なミキサーコンセプト

短い滞留時間と高い均一性向けに設計できる連続式ミキサーには、リング層ミキサー、高動的な乱流・遠心式ミキサー、連続式プラウシェア型ミキサー、二軸パドルミキサー、ピンミキサー、ローター・ステーター型ミキサー、静的ミキサー、そして二軸ミキサーと二軸押出機が含まれます。とりわけ適しているのは管型ミキサーです。混合物が投入から排出まで搬送されるため、比較的定まった滞留時間が得られるためです。混合室が立方体に近いほど、通常は滞留時間の分布が広くなります。したがってこうした形状は、非常に短くかつ精密に制御されたプロセスには、あまり適さないことが多いです。

滞留時間の意義

熱的・機械的負荷を小さく保つべき場合、ホールドアップ量を小さくする必要がある場合、あるいは速やかな製品切替が必要な場合には、短い滞留時間がとりわけ重要です。同時に、良好な均一性を得るために混合強度は十分高くなければなりません。

実務上の選定

固体における短い滞留時間が重視される場合には、リング層ミキサー、乱流式ミキサー、あるいはピンミキサーがとりわけ適しています。粉粒体でより高い柔軟性が求められる場合には、プラウシェア型ミキサーや二軸パドルミキサーが候補となります。

設計パラメータ

選定には、とりわけ滞留時間と滞留時間分布、充填率、質量処理量、比投入エネルギー、そして望む混合特性が決定的です。分配混合では成分の空間分布が、分散混合では凝集体や液滴の解砕が問題となります。連続式ミキサーはバッファー容量が小さいため、非常に安定した、通常は重量式の計量がとりわけ重要です。

最終的な設計は、常に実製品によるテストセンター試験と滞留時間分布の測定によって裏付けるべきです。