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【実験】同じに見えても中身が違う?撹拌の「均一性」を検証

2021.4.5

ここにピンク色の液体が入った2つのビーカーがあります。
赤く着色した水と油をそれぞれ異なる撹拌機で混ぜ、その一部を取り出したものです。
どちらも同じくらいしっかりと混ざっているように見えます。

しばらく放置すると…

水と油が分離しました。
その比率は左右で微妙に異なっています。
どちらも同じように均一に混ざっていれば、水と油の比率は同じになるはずです。

このように一見同じくらい混ざっているように見えても、実は均一に混ざっておらず中の成分比率が全体の比率とは異なってしまうことがあります。

実験のようす

この実験の内容は動画でもご覧いただけます。

この実験における均一性の検証方法

水と油(比率6:4)計28L程度を一定時間撹拌し、サンプルを採取。
サンプル分離後、水と油の比率を確認します。

サンプルの比率が大元の比率に近いほど均一に撹拌できていると判断します。

撹拌条件

2種類の撹拌機 それぞれに適した回転数で3分間撹拌します。
使用するのは以下2つの撹拌機です。

①は600rpm、②は300rpmで撹拌しました。

ベルヌーイ流撹拌機 詳細はこちら

実験

同じように撹拌・抽出したサンプルを放置して分離させます。

①ベルヌーイ流撹拌機 で撹拌したものは全体と同じ比率である6:4。
②パドル翼撹拌機と比較して、より均一な撹拌状態にできました。

どうしてベルヌーイ流撹拌機は均一に混ざったのか

パドル、プロペラ型のような撹拌体が起こす液の流れは旋回流といって、撹拌体を中心に渦を起こすような液流です。
この場合液流に上下の動きが起こりづらく、今回の様に比重が異なり分離する液体の場合均一に混ぜるのが難しくなります。

対してベルヌーイ流撹拌機は旋回流を抑え、吸い上げ・吐出するような液流を発生させます。
上下に液流が発生するため、パドルに比べ分離した液体の均一な撹拌に優れています。

まとめ

今回の均一性検証実験ではベルヌーイ流撹拌機の方が優れた結果になりました。しかし、すべての撹拌においてこの撹拌機が優れているわけではありません。目的に合わせて条件を変えることが非常に重要です。

日東金属工業では、製品購入をご検討のお客様限定で無償の撹拌デモ実験を実施しております。
※無償のため、お客様へ撹拌結果のフィードバックをお願いしております。

実験で使用したベルヌーイ流撹拌機は、今回のような「均一な撹拌」の他「泡立てない撹拌」も得意な撹拌機です。
撹拌機をお探しの際にはぜひご検討ください。

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