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タンクと撹拌機の混合: 実際の仕組み


撹拌機付き混合タンクとは何ですか

A 混合タンク 撹拌機付きは、液体を混合したり、固体を懸濁したり、ガスをバッチに分散させて均一な製品を得る、回転シャフトと羽根車が取り付けられた容器です。 撹拌機は実際に混合作業を行うコンポーネントであり、混合タンクは混合を効率的に行うための容積、形状、構造的なサポートを提供します。 この 2 つは一緒になって単一のシステムを形成し、もう一方が流体特性、バッチ サイズ、プロセス目標に適合していなければ、どちらも適切に機能しません。

撹拌機が混合タンク内の液体を移動させる仕組み

撹拌機は、モーターとギアボックスからの回転運動を混合タンク内の流体の流れパターンに変換することによって機能します。インペラーブレードが回転すると、流体をシャフトに沿って軸方向に、タンク壁に向かって半径方向外側に、またはブレードの設計に応じて混合パターンで押します。その流れのパターンによって、混合タンクが低粘度の液体の混合、重い固体の懸濁状態の維持、またはガス流のバッチへの折り畳みが得意かどうかが決まります。

知っておくべきフロー体制

軸流インペラは流体をタンク底部に向かって下降させ、壁に沿って逆流させるため、混合や固体懸濁に効果的です。ラジアルフローインペラは、流体をタンク壁に向かって外側に噴射し、通常、高せん断またはガス分散がプロセスの目標である場合に選択されます。ほとんどの工業用混合タンクの設計では、これら 2 つの流れパターンのいずれか、または両方を生成する組み合わせインペラを使用します。

混合タンクで使用される一般的なインペラのタイプ

インペラの選択は、 混合タンク 流体の粘度またはプロセス目標に対して不適切なインペラはエネルギーを無駄にし、一貫性のないバッチを生成するため、パフォーマンスは良好です。

一般的な撹拌羽根車のタイプと混合タンク内での一般的な役割
インペラの種類 フローパターン 最適な用途
ピッチドブレードタービン 軸方向 一般的な混合および固体懸濁液
ラッシュトンフラットブレードタービン ラジアル ガス分散と高せん断混合
水中翼羽根車 軸方向 大規模バッチのエネルギー効率の高い混合
アンカーまたはヘリカルリボン クリアランスを閉じる 高粘度のペーストおよびクリーム

タンクの形状とバッフルは混合の品質に影響します

混合タンクの形状は、羽根車と同じように流体の動き方を変化させます。ほとんどのプロセス混合タンクは、皿状または円錐形の底部を備えた円筒形を使用しています。これは、平らな角によって固形物が懸濁液から沈降するデッドゾーンが生じるためです。

バッフルが追加される理由

バッフルがないと、混合タンク内の流体はインペラとともに単一の塊として回転する傾向があり、この状態は渦巻きと呼ばれ、実際の混合はほとんど発生しません。タンク壁に対して垂直に取り付けられた 4 つのバッフル (それぞれの幅がタンク直径の約 10 分の 1) がその回転を分割し、流れを容器の中心と底部に向けて方向転換し、同じインペラ速度と入力電力のブレンド時間を劇的に改善します。

適切な混合タンク設定を選択するための重要な要素

混合タンクと撹拌機の組み合わせを選択することは、液体、バッチ、プロセス目標を適合させるための作業であり、単一の普遍的な処方ではありません。

  • 流体の粘度 高速タービンが必要か、それとも低速のクローズクリアランスインペラが必要かを決定します
  • バッチ量 タンクの直径を設定し、インペラの直径とシャフトの長さに直接影響します。
  • 固形分と粒子径 サスペンションに軸流インペラが必要かどうかに影響を与える
  • プロセスの目標 混合、分散、熱伝達、反応制御などにより、インペラの種類と速度が変化します。
  • 建設資材 ステンレス鋼のグレードまたはコーティングを含むものは、バッチの化学的適合性と一致する必要があります

撹拌機付き混合タンクが使用される場所

混合タンク 撹拌機を備えた製品は、液体、スラリー、または懸濁液をバッチ量で扱うほぼすべてのプロセス産業で使用されています。

  1. 試薬の混合と反応温度の制御のための化学処理
  2. ソース、乳製品ブレンド、飲料ベースなどの食品および飲料の製造
  3. クリーム、ジェル、懸濁液の医薬品および化粧品の製造
  4. 凝集剤の混合および汚泥の混合のための水および廃水処理
  5. 顔料の分散と粘度制御のための塗料、コーティング、接着剤の製造

混合タンクを確実に稼働し続ける

混合タンク システムの計画外ダウンタイムのほとんどは、タンク シェル自体ではなく、シャフト、シール、ベアリングに原因があります。これらのコンポーネントは継続的な機械的負荷がかかるためです。

一般的な混合タンクのメンテナンスチェックとその防止策
チェックポイント 何が妨げられるのか
シャフトアライメント 振動とベアリングの早期摩耗
シール検査 シャフト貫通部での製品の漏れまたは汚染
インペラの摩耗 流量の減少とバッチ品質の不安定
ギアボックスのオイルの状態 過熱とドライブトレインの故障

よくある質問

混合タンク撹拌機にはどのサイズのモーターが必要ですか

モーターのサイジングは、流体の粘度、インペラの直径、および目標の混合速度に依存し、通常は一般的な経験則から選択するのではなく、選択したインペラの出力数の相関関係から計算されます。

すべての混合タンクにバッフルが必要ですか?

中央に取り付けられた撹拌機を備えたほとんどの垂直混合タンクは、渦巻きを防止するバッフルの恩恵を受けますが、小型の容器では、中心を外して取り付けたり、斜めに取り付けたりすると、バッフルの必要性が軽減または不要になる場合があります。

1 つの混合タンクで混合と固体懸濁液の両方を処理できますか

はい、ピッチブレードタービンや水中翼船などの適切なサイズの軸流インペラは、多くの場合、同じ混合タンク内で両方のタスクを処理できますが、非常に要求の厳しいサスペンション作業には専用のインペラ設計が必要になる場合があります。

混合タンクがバッチに対して小さすぎるかどうかをどのように確認しますか

兆候としては、不完全な混合、混合後のタンク底部に目に見える沈降固形物、均一なバッチに達するのに必要な過度の混合時間が含まれます。これらはすべて、インペラの不一致またはタンクの撹拌強度が不十分であることを示しています。

混合タンクは通常どのような材料で作られていますか

ステンレス鋼は、その耐食性と洗浄性により、プロセス混合タンクの最も一般的な材料ですが、要求の低い一部の産業用途では、保護ライニングを施した炭素鋼が使用されます。

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