수직형 1축 혼합기는 간접 온도 조절 방식으로 가열 및 냉각 과제를 위해 사양을 갖출 수 있습니다. 옵션은 단순한 용기 재킷부터 혼합 축과 혼합 공구의 완전한 온도 조절까지 다양합니다. 어떤 솔루션이 적합한지는 원하는 제품 온도나 필요한 가열 또는 냉각 능력만으로 결정되지 않습니다. 제품 상태, 열전도율, 충전율, 점도, 발생 가능한 상 변화, 혼합 시간, 위생 요건, 그리고 진공 또는 압력 운전 가능성도 결정적입니다.

밀폐형 혼합기의 경우 열전달은 일반적으로 간접적으로 이루어집니다. 온도 조절 매체는 제품과 분리된 상태를 유지하며, 용기 벽면이나 온도 조절되는 내장물을 통해 혼합물에 열을 전달하거나 혼합물로부터 열을 흡수합니다. 혼합 운동은 열전달 표면의 제품층을 지속적으로 갱신하여 열전달을 개선합니다. 이 원리는 특히 민감하거나, 독성이 있거나, 용제를 함유하거나, 분진이 발생하거나, 위생적으로 까다로운 제품에 적합합니다.

표준 사양은 원통형 혼합 공간과 필요한 경우 원추형 또는 만곡형 바닥의 이중 재킷입니다. 재킷 내부에서는 가열 또는 냉각 매체가 순환합니다. 가열 과제에는 온수, 고온수, 증기, 또는 열매체유가 사용됩니다. 온수와 고온수는 완만한 온도 범위와 제어하기 쉬운 공정에 적합합니다. 증기는 높은 열유량과 짧은 승온 시간을 가능하게 하지만, 적절한 압력 설계, 응축수 배출, 안전성 고려가 필요합니다. 열매체유는 더 높은 온도나 넓은 온도 범위가 필요한 경우에 선호됩니다. 냉각 과제에는 대개 냉각수, 글리콜-수 혼합물, 또는 브라인이 사용됩니다. 물의 어는점 이하의 온도에서는 특별히 설계된 냉각 설비가 필요할 수 있습니다.

용기 재킷은 일반적인 이중 재킷, 채널 재킷, 반원관 코일, 또는 쿠션 플레이트 재킷으로 제작될 수 있습니다. 어떤 구조 방식이 적합한지는 온도 조절 매체의 허용 압력, 필요한 열출력, 온도 범위, 용기 형상, 기계적 설계에 따라 달라집니다. 예를 들어 반원관 코일은 매체 측의 높은 압력에 적합합니다. 채널 또는 쿠션 플레이트 재킷은 목표한 유동 안내를 가능하게 할 수 있습니다. 다만 열전달 성능은 재킷 구조 방식만으로 결정되지 않습니다. 매체, 유속, 온도차, 오염 경향, 제품 운동, 그리고 혼합물이 용기 벽면과 접촉하는 시간도 중요합니다.

제품이 잘 순환되고, 완만한 가열 또는 냉각 속도로 충분하며, 매우 엄격한 온도 허용 오차가 요구되지 않는 경우에는 용기 재킷만으로 충분한 경우가 많습니다. 그러나 열전도가 나쁘거나, 점도가 매우 높거나, 페이스트 상이거나, 단열성이 강한 제품의 경우에는 재킷 면적만으로는 부족할 수 있습니다. 이런 경우에는 혼합 축과 혼합 공구도 추가로 온도 조절하는 것이 유용할 수 있습니다.

온도 조절되는 혼합 축은 중공축으로 제작되며 가열 또는 냉각 매체가 그 내부를 흐릅니다. 혼합 암, 헬릭스 공구, 또는 스크루 밴드도 중공형으로 제작되어 온도 조절이 가능하도록 설계될 수 있습니다. 이를 통해 열의 유입이나 유출이 용기 벽면뿐만 아니라 제품 내부에서도 추가로 이루어집니다. 활성 열전달 면적이 늘어나고, 벌크재를 통한 긴 열 경로가 단축됩니다. 이는 특히 진공 접촉 건조, 페이스트 상이거나 결정화되는 제품, 점성이 있는 중간 단계, 그리고 발열량이 높거나 엄격한 온도 조건이 요구되는 반응에서 유리할 수 있습니다.

온도 조절되는 혼합 축과 공구의 공급은 적절한 로터리 조인트를 통해 이루어집니다. 이는 온도 조절 매체, 압력, 온도, 회전 속도, 기밀성 요건, 유지 보수 필요성에 맞춰 설계되어야 합니다. 증기, 열매체유, 또는 저온 매체의 경우 재질 선택, 열팽창, 실링 부하, 안전 측면이 특히 중요합니다. 온도 조절되는 내부 공구는 열전달을 개선하지만, 동시에 기술적 복잡성, 세정 부담, 투자 비용도 증가시킵니다. 따라서 이러한 공구의 사용 여부는 실제 열전달 필요성과 제품 테스트를 근거로 결정되어야 합니다.

특수한 공정 요건이 있는 경우 추가적인 온도 조절 면이 유용할 수 있습니다. 예를 들어 온도 조절되는 덮개는 증기가 차가운 덮개 표면에서 응축되어 방울이 다시 제품으로 떨어지거나 국소적인 부착물이 형성되는 것을 방지할 수 있습니다. 가열식 덮개가 필요한지 여부는 주로 제품 온도, 증기압, 진공 수준, 덮개 형상, 증기 배출 방식에 따라 달라집니다. 배출 기구, 제품 연결관, 필터, 계량 랜스, 또는 그 밖의 내장물도 온도 조절될 수 있습니다. 이는 특히 용융되거나 응고되는 결합제, 지방 함량이 높은 레시피, 결정화되는 매체, 점성이 있는 액체 첨가에서 중요합니다. 목표는 위험한 저온 구간을 피하고 점도나 유동성을 원하는 범위로 유지하는 것입니다.

전기식 재킷 히터, 히팅 밴드, 또는 히팅 매트는 완만한 가열 능력만 필요하거나, 설비가 중앙 열매체 순환 회로와 무관하게 작동해야 하는 경우의 대안입니다. 이들은 순수한 가열 과제에 적합하지만, 직접적인 냉각 기능은 제공하지 않습니다. 높은 출력, 높은 온도, 또는 빠른 온도 변화가 요구되는 경우에는 물, 증기, 또는 열매체유 기반의 온도 조절 회로가 흔히 더 잘 제어되며 경제적입니다.

진공은 온도 관리를 유용하게 보완할 수 있습니다. 감압 상태에서는 물이나 용제의 증발 온도가 낮아집니다. 가열식 용기 재킷과 필요한 경우 온도 조절되는 혼합 공구와 결합하면, 상대적으로 낮은 제품 온도에서 접촉 및 진공 건조가 가능해집니다. 이를 위해서는 내진공성과 충분한 기밀성을 갖춘 혼합기, 적절한 축 및 덮개 실링, 증기 필터, 진공 시스템, 그리고 용제를 함유한 제품의 경우 적절한 응축 및 회수 장치가 필요합니다.

진공은 끓는 온도를 낮추지만, 그 자체로 증발 에너지를 공급하지는 않습니다. 이 에너지는 용기 재킷, 혼합 축, 혼합 공구, 또는 그 밖의 열전달 면을 통해 제품에 공급되어야 합니다. 특히 열전도가 나쁘고 갇힌 공기를 많이 포함하는 분말의 경우, 양호한 제품 순환과 충분히 큰 온도 조절 면의 결합이 효과적인 건조에 결정적입니다.

정밀한 온도 제어를 위해서는 제품 내부와 온도 조절 매체의 공급 및 환류부에 온도 측정점이 설치됩니다. 임계 공정의 경우 축, 덮개, 필터, 또는 배출 기구에 추가 센서를 설치하는 것이 유용할 수 있습니다. 캐스케이드 제어는 가열 또는 냉각 매체의 온도나 질량 흐름을 통해 제품 온도를 유도할 수 있습니다. 발열 반응이나 열에 민감한 제품의 경우, 온도 한계값, 경보 기능, 그리고 냉각, 혼합 장치, 또는 전원 공급 장애 시의 정의된 안전 대응이 공정 콘셉트에 포함됩니다.