インダストリアルミキサ-概要
攪拌と混合は化学、製薬、食品、環境保護などの工業によく見られる重要なユニット操作の一つである。例えば、1つの合成繊維工場では、コア設備である重合反応器は2台しかなく、それに付随する原料槽、溶解槽、希釈槽、緩衝槽などの補助攪拌設備は30台に達する。高分子材料の生産では、コアデバイスである重合反応器85%が攪拌デバイスである。製薬発酵生産過程において、種子培養から肝心な発酵過程まで、ほとんどが攪拌設備である。

攪拌設備の広範な応用に鑑みて、その重点は主に従来の攪拌パドルの低粘度と高粘度の非ニュートン均一系、固液懸濁と気液分散などの不均一系における攪拌電力消費、混合時間などのマクロ量に対して実験研究を行うことである。長期以来、大量の設計経験と関連式は混合システムの分析と予測に用いることができるが、攪拌反応器を実験室規模から直接工業規模に拡大することは依然として非常に危険であり、今でも段階的に拡大することによって攪拌設備に要求される物質移動、熱移動と混合を達成する必要がある。

新規攪拌・混合設備の開発
発酵などの気液二相過程において、気体分散のための円盤タービン系攪拌機が広く用いられている。80年代から、このような攪拌機の研究は試験手段と計算流体力学の発展に伴い徐々に深くなってきた。各社や研究機関も、より低消費電力でガス分散効果の高いミキサーを多数発売している。

高分子工業の中で、高効率の重合反応器の研究開発は攪拌設備の発展に対して強大な推進力を生んだ。重合反応器にとっては、良好な混合性能だけでなく、材料に対して十分な大きさのせん断を提供する必要があり、同時に反応熱を適時に取り除くためには、攪拌槽にできるだけ高い伝熱能力が必要である。軸流攪拌機はこのような多方面の要求を満たすことができないことが多い。いくつかの大型、石化部門を含む企業グループ、例えば日本の住友重機、三菱重工業などは新型、高効率重合反応器を開発する角度から、例えば*大葉片式、汎エネルギー式、羽根組み合わせ式攪拌器を発明した。これらの攪拌機は総合的な性能から見て、混合、せん断、熱伝達及び液体粘度への適応性を比較的にバランスよく考慮している。

大量の攪拌設備は低粘物系の混合と固液懸濁操作に用いられ、インペラが低エネルギー消費で高い軸方向循環流量を提供できることが必要である。従来の船舶推進式羽根車はこの要求を満たすことができるが、その羽根は複雑な立体曲面であり、製造が困難であり、大型化が難しい。

型広粘度域攪拌機
従来のミキサーでは、一般的に2種類に分けることができます。1つは低粘性流体用のパドル式、タービン式攪拌機などであり、もう1つは高粘性流体用のスクリューベルト、フレーム式などの攪拌機である。しかし、多くの反応過程、例えば重合反応過程では、最初は材料の粘度が低く、反応が進むにつれて粘度が大きくなる。この場合、ミキサーの選択に問題が発生します。このような状況に対して、低粘性流体を適用する攪拌機を中心に設置し、高粘性流体を適用する大径枠式攪拌機を追加する組み合わせ式攪拌装置を採用することができる。粘度が低い場合は中心攪拌装置を起動し、枠式攪拌機を停止し、バッフルとして使用する、粘度が高くなると、2つのデバイスセットを同時に有効にして、共同で作用します。しかし、組合せ式攪拌装置の伝動機構は一般的に複雑である。

流場の試験技術と計算流体力学
1つの攪拌装置の混合効果を評価する際には、攪拌電力の測定、伝熱係数の測定、混合時間の測定など、様々な手段があることができるが、*基本的な評価は攪拌装置内の材料形成の流れ場を測定することである。攪拌技術の核心としては、ある種の混合（例えば固−液懸濁、液−液分散など）に対してどのような流れ場が必要であるか、どのような攪拌機を使用してどのような操作条件で必要な流れ場を得ることができるかを明らかにすることである。先進的な試験手段と合理的な数学モデルを用いて、攪拌槽内の速度場、温度場と濃度場を獲得することは、攪拌設備の最適化設計に非常に重要な経済的意義があるだけでなく、増幅と混合の基礎研究に現実的な理論的意義がある。

インダストリアルミキサ-開発技術
1、レーザードップラー速度測定技術（LDV）
2、粒子イメージング速度測定技術（PIV）
3、電子過程断層撮影技術（EPT）
4、計算流体力学（CFD）技術

応用システムの多様性と材料レオロジー特性の複雑性のため、長期にわたり流体混合は実験方法を通じて攪拌電力などのマクロ量を研究してきた。均一相、不均一相混合過程及び複雑な混合と反応結合の過程を正確に記述し、シミュレーションし、混合設備の設計最適化と増幅に理論指導を提供し、混合技術の重要な発展方向である。新しい測定技術とシミュレーション技術の応用により、混合技術は新たな発展段階に入った。これは、より安全で最適化されたプロセス設備の設計、プロセス効率の向上と失敗リスクの低減、および*最終的に反応収率の向上に直接役立つだろう。新型攪拌機の開発と混合設備のインテリジェント化補助設計は、流体混合技術の工業応用の効率性と利便性を促進する。