撹拌スケールアップ理論の基礎と現場におけるトラブル対策

第1部 撹拌機の設計・選定とスケールアップ

(2023年2月16日 10:30〜13:00)

　撹拌所要動力と撹拌機仕様の設計計算法と合理的なスケールアップ方策について一から解説する。撹拌やスケールアップに関する手ごろな専門書はそれほど多くなく、初学者がこれから撹拌理論を学ぶには、高額な技術書や古書や洋書に頼らざるを得ないのが現状である。 　このセミナーでは、これらの書籍を集約して自作した詳しいテキストをもとに、撹拌機の理論的背景を習得する。設計計算の力をつけるには電卓で何度も計算してみることが大切であり、多くの例題を取り入れている。セミナーでは扱わない周辺分野についてもテキストに詳しく記載するので自習していただきたい。

1. 流れの性質
   1. 流体の剪断応力
   2. 流体の種類
   3. 流れの速さ
   4. 流れの状態
   5. レイノルズ数
   6. 設計計算例
      1. 平均流速の計算例
      2. レイノルズ数の計算例
2. 撹拌操作
   1. 撹拌作用
   2. 代表的な撹拌翼
   3. 撹拌槽内の流れ
   4. 撹拌槽の条件因子
   5. 撹拌槽の標準寸法
   6. 流動特性
   7. 動力特性
   8. 撹拌所要動力の推算1 (邪魔板無しの条件)
   9. 撹拌所要動力の推算2 (完全邪魔板条件)
   10. 撹拌所要動力の推算3 (部分邪魔板条件)
   11. 撹拌所要動力の目安
   12. 原動機の選定
   13. 設計計算例
       1. 撹拌槽寸法の計算例
       2. 撹拌レイノルズ数の計算例
       3. 撹拌所要動力 (線図利用) の計算例
       4. 撹拌所要動力 (永田式) の計算例
       5. 撹拌所要動力 (亀井・平岡式) の計算例
       6. 撹拌所要動力 (高粘性流体) の計算例
       7. 混合時間の計算例
3. スケールアップ
   1. スケールアップの考え方
   2. 幾何学的相似の条件
   3. 力学的相似の条件
   4. 運動学的相似の条件
   5. スケールアップの基準式
   6. スケール比の影響
   7. 設計計算例
      1. 実機寸法の計算例
      2. 実機翼径の計算例
      3. 実機撹拌速度の計算例
      4. 実機撹拌動力の計算例
4. 撹拌槽構造
   1. 材料力学の基礎
   2. 撹拌槽の標準寸法
   3. 撹拌槽の強度1 (胴)
   4. 撹拌槽の強度2 (鏡板)
   5. 撹拌軸径
   6. 危険回転数
   7. 設計計算例
      1. ひずみの計算例
      2. ヤング率の計算例
      3. 軸径の計算例
      4. 撹拌槽の寸法計算例
      5. 撹拌槽の強度計算例
      6. 危険回転数の計算
• 質疑応答

第2部 高粘度流体の撹拌混合と脱泡技術/トラブル対策

(2023年2月16日 14:00〜16:30)

　「高粘度流体の撹拌混合」の基礎を専門外の方でも分かり易く解説致します。撹拌技術を活用します研究開発部門や生産現場の方々が撹拌の応用やトラブル解決につながるよう、いくつかの事例を動画や実物を紹介しながら概説をしていきます。 一般的に撹拌翼を用いる撹拌は界面からの気泡の巻込みやキャビテーションにより気泡混入が発生し、特に高粘度流体やゲル状のものは、撹拌も難しく脱泡は困難です。従来の脱泡方法を含め撹拌翼を持たない自転公転式の撹拌脱泡装置や近年のスタティックミキサーの活用事例など解説していきます。

1. はじめに
   1. 粘度 高粘度とは 粘度の測定
   2. ニュートン流体、非ニュートン流体
   3. 層流 乱流 撹拌レイノルズ数 撹拌動力特性
2. 撹拌技術の基礎
   1. 代表的な撹拌翼撹拌槽
      • 低粘度
      • 高粘度
   2. フローパターン
   3. 未撹拌領域について
   4. 邪魔板 (バッフル) 、流体の停滞部、界面の窪み
   5. キャビテーション、ワイセンベルク効果、カバーン
3. 撹拌時の気泡混入の要因と対策
   1. 気泡が入ってしまったものを脱泡する技術
   2. 静値、減圧脱泡、遠心脱泡、振動脱泡
   3. ストークスの式と脱泡
4. 混ぜる時に気泡が入らない様に工夫する技術
   1. 粘度差 比重差 について
   2. 自転公転式撹拌、スタティックミキサー、手撹拌
• 質疑応答