対象物性/目的に応じた撹拌操作のスケールアップとトラブル事例

攪拌のスケールアップでは、混合、分散、溶解などの目的によって、また攪拌の対象物性によってなど様々な要素を考慮する必要がある。 　攪拌の主な適応分野と応用例から、主に熟練者に頼って選定・設計されてきた攪拌装置の選定までを基本編として解説し、さらに多くの方々から要望の強い攪拌動力計算を含む様々な攪拌に関わる計算と、目的別のスケールアップについて、問題点と解決方法を交えてクローズアップする。 　また、高粘度流体や攪拌不良、液面の変動や発泡など周辺の問題点も含めたトラブル事例の解決策について述べることで、より理解を深めてもらいたい。

第1部 撹拌概説

• 撹拌とは
• 撹拌の形態と目的
• 撹拌機の主たる適応分野と応用例
• 撹拌槽内の流動形態 (フローパターン)
• 撹拌の作用
• 撹拌装置の分類

第2部 撹拌機の最適選定

1. 撹拌機の選定手順
2. 撹拌機の選定 STEP-1 「撹拌条件の設定」
3. 撹拌機の選定 STEP-2 「撹拌翼の選定」
   1. 撹拌翼の種類と特長
      • プロペラ翼
      • タービン翼
      • パドル翼
      • アンカー翼
      • リボン翼
      • その他の撹拌翼)
   2. 撹拌翼の設計ポイント
      • 翼径について
      • 翼段数について
      • 翼取付位置について
4. 撹拌機の選定 STEP-3 「翼径及び回転数の決定」
5. 撹拌機の選定 STEP-4 「撹拌動力の算出」
6. 撹拌機の選定 STEP-5 「撹拌装置ハード部の選定と設計」
   1. 電動機の容量決定と型式選定について
   2. インバータの使用について
   3. 減速機について
   4. 変速機について
   5. 軸封部について
   6. 撹拌機本体および撹拌軸
   7. 撹拌翼について
   8. 撹拌槽、邪魔板および付帯設備について

第3部 撹拌にかかわる計算とスケールアップ

1. 撹拌レイノルズ数
2. 撹拌動力の計算
3. 吐出量、循環量の計算
4. 撹拌操作のおけるスケールアップ
   1. 撹拌装置のスケールアップ概説
   2. 撹拌機のスケールアップ方法
   3. P/V一定のスケールアップの問題点
   4. P/V一定で発生する問題解決の一例
   5. 各撹拌目的とスケールアップ
      1. 液-液系撹拌における均一混合 (混合時間について)
      2. 液-液系撹拌における分散目的 (生成液滴径について)
      3. 固-液系撹拌における沈降防止 (浮遊限界速度について)
      4. 固-液系撹拌における溶解 (固体の溶解速度について)
      5. 気-液系撹拌における気体分散 (気体のホールドアップ量と気泡径について)
      6. 気-液系撹拌における反応 (気液物質移動係数について)

第4部 撹拌装置のトラブル事例

1. 撹拌操作に関わるトラブル事例
   1. 翼段数、翼の位置が重要なポイントであった事例
   2. 撹拌不良の事例
      1. 液-液系撹拌における撹拌不良の事例
      2. 液-固系撹拌における撹拌不良の事例
      3. 反応を伴う撹拌の撹拌不良の事例
   3. その他の撹拌操作からくる問題点
      1. 連続流出入方式に伴う問題
      2. 付着の問題
      3. 発泡の問題
2. 各構成要素のトラブル事例
   1. 変速と撹拌動力のトラブル
   2. 変速と危険回転数 実測と計算例
   3. 軸封部のトラブル事例
   4. 槽内液の溢流と揺動