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技術コラム

最適な撹拌機を選ぶための3つのポイント
2014/09/30 09:00

撹拌機とは

撹拌機(攪拌機/かくはん機)とは、流体や流体と粉体等の混ぜ合わせに使用する撹拌機器のことです。
撹拌機の先につけた撹拌体(撹拌翼/撹拌羽根/撹拌子)を回転させることで、ステンレス容器などに入れた複数の流体や流体と粉体を均一に溶け合わせます。
そのほかにも、撹拌は流体内の固体の沈降防止や化学反応の促進など、様々な目的でおこなわれています。

一言で撹拌といっても、その用途や内容物に応じて、それぞれに適したさまざまな撹拌機があります。この記事では撹拌機の違いや選ぶ際のポイントについてご説明します。

撹拌機を選ぶときの3つのポイント

撹拌機を選定する際には、3つのポイントに着目します。

①容器・・・どのような容器で撹拌するのか?

  • 撹拌容器の形状(汎用容器/密閉容器/加圧容器)
  • 取り付ける箇所(クランプ/ヘルール/フランジ等)
  • サイズ(内径や内高)

②内容物・・・撹拌したいものはなにか?

  • 内容物の粘度や比重
  • 撹拌する量(L)

③目的・・・どういう撹拌をしたいのか?

  • 「液+液」や「液+粉体」など
  • 均一な混合/沈降防止/希釈/反応など
  • 高い衛生管理が必要かどうか

 

上記の3点を検討したのち、a.駆動方式 b.取り付け方法 c.撹拌体を決定し、撹拌機を選定します。

a.駆動方式から撹拌機を選ぶ

撹拌機には以下の3つの主要な駆動方式があります。

  • 電気モータ式
  • エアーモータ式
  • マグネット式

使用される環境や撹拌の目的によって選定します。

電気モータ式

電気モータで作動する、撹拌機の一般的な駆動方式です。研究室から生産設備まで、幅広い分野で使用されています。
電源は100Vと200Vがあり、100Vはコンセントで手軽に使用できます。
インバーターを取り付ければ回転数を変えることもできます。
撹拌目的や使用環境により、電源やモータの容量など様々な撹拌機があります。

エアーモータ式

圧縮エアーで作動する撹拌機です。電気モータ式に比べ、小型・軽量でパワーがあります。
モータの回転時にスパーク(火花)が発生しないため、防爆環境での使用や機器の防爆構造が求められる場合に使用します。
供給エアーの圧力やスピードコントローラーを調整することにより回転数やトルクを制御します。
エアー配管またはコンプレッサーが必要となります。

マグネット式

強力なマグネット継手で撹拌体を回転させる撹拌機です。サニタリー性やクリーン度が求められる場合に使用します。
貫通軸がないため、容器を密閉した状態での撹拌も可能で、軸シール部からのコンタミ防止や容器内の洗浄が容易です。
モータ部と撹拌部が分離できるため、撹拌翼を取り付けしたまま洗浄できます。

b.取り付け方法から撹拌機を選ぶ

撹拌したい内容物や容器の形状に合わせて撹拌機の取付方法を選びます。取付方法には、大きく以下の3タイプがあります。

  • 可搬型:取り外しが簡単なポータブルタイプ
  • 竪型:容器の蓋に取り付ける固定タイプ
  • 下部型:沈降防止タイプ

可搬型・・・取り外しが簡単なポータブルタイプ

 

クランプを締めて取り付ける撹拌機です。
持ち運び・取り付け・取り外しが簡単なので、1台の撹拌機を複数の容器に使うことなどもできます。
弊社のステンレス容器には、撹拌機が取り付けできるカクハン機座付きの製品があります。
撹拌状態に合わせて撹拌体の位置を調整できます。

撹拌機PO(可搬型)製品詳細はこちら

竪型・・・容器の蓋に取り付ける固定タイプ

 

密閉容器や加圧容器で内容物を撹拌する際には竪型の撹拌機が最適です。
簡単に着脱可能なへルール接続から、大型のSUS容器(ステンレス容器)や撹拌機などで使用されるフランジ接続など、用途に応じて選定します。
ステンレス容器蓋への取り付け位置と撹拌体により撹拌方法が変わります。

撹拌機SD(竪型)製品詳細はこちら

下部型・・・沈降防止タイプ

内容物の沈降防止用として最適です。
液量が少なくなっても撹拌したい場合や、蓋に撹拌機が取り付けできない場合におすすめです。
マグネット式の撹拌機の場合は軸シール部が無いので、容器を密閉(シール)させたままで撹拌ができます。
撹拌体を簡単に外せるので、洗浄に手間がかかりません。

撹拌機BO (下部型)製品詳細はこちら

密閉したまま撹拌できる竪型撹拌機

下部型は容器を密閉したまま撹拌できるのが特長ですが、竪型でも密閉状態で撹拌できるものがあります。

日東金属工業オリジナルの撹拌機であるベルヌーイ流撹拌機(NTMシリーズ)は容器を密閉したまま撹拌できるとともに、軸シール部から生じた摩耗粉を受け止めるゴミ受けを搭載しているなど、サニタリー性に優れています。

c.撹拌体(撹拌翼)を選ぶ

撹拌するものの粘度や撹拌の速度などに応じて、撹拌体の形状を選びます。

ここでは以下の5種類をご紹介します。

  • パドルタイプ:放射流
  • プロペラタイプ:強力な軸流と循環流
  • 2段取付タイプ:撹拌効率アップ
  • アンカータイプ(錨型):高粘度に対応
  • ベルヌーイ流撹拌体 BEAG E型:遠心力を利用
  • 特殊形状(その他)…特殊な内容物に対応

パドルタイプ・・・放射流

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形状:撹拌翼2~4枚。カヌーの櫂のような形状をしています。

目的:主に固体と液体の撹拌時に低速で使用されます。

動作:放射流(外側への流れ)が特徴です。

プロペラタイプ・・・強力な軸流と循環流

propeller_000

形状:撹拌翼が3枚。撹拌翼の中で最も汎用性が高く、一般的に使用されている撹拌翼です。

目的:主に液体の撹拌時に中速で使用されます。

動作:強力な軸流(下への流れ)と循環流が特徴です。

2段取付タイプ・・・撹拌効率アップ

paddle4-4

形状:パドルタイプやプロペラタイプなどの撹拌翼を軸に2つ以上取り付けしたものです。

目的:大量に撹拌するときや、混ざりにくい内容物の撹拌時に使用します。

動作:パドルタイプやプロペラタイプと同様です。

POINT: 小さな力で撹拌効率を上げるためには、翼の大きさを変えずに翼を複数段にします。

アンカータイプ(錨型)・・・高粘度に対応

anchor_000

形状:イカリ(錨)のような形(U字形状)をしています。

目的:容器壁面まで撹拌ができ、高粘度や高濃度の内容物の撹拌に適しています。中~低速で使用されます。

動作:容器壁面に残る内容物も強制的に動かします。

ベルヌーイ流撹拌体 BEAG E型・・・遠心力を利用

形状:撹拌翼やパドルがない撹拌体です。

目的:空気を巻き込みにくく、ボルテックスや泡の発生を抑制します。

動作:遠心力により上昇流と下降流を発生させて水平に吐出し、様々な角度の液流が生まれ均一な撹拌を実現します。

> この撹拌体を搭載した撹拌機はこちら

特殊形状・・・特殊な内容物に対応

特殊な内容物の撹拌の際に選定します。

形状:H型パドル・タービン・コーン・スクリュー・リボンなど。

目的:固体の溶解、高スラリーの分散・撹拌など特殊な内容物・用途に使われます。

動作:低速~高速・乱流・上下流・せん断流など、内容物に応じて決定します。

ステンレス容器に最適な撹拌機をご提案いたします

撹拌機とステンレス容器を組み合わせた製品の製作実績があります

用途や条件、ご要望等に最適な組み合わせの製品を1品からオーダーメイドで設計・製作いたします。
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撹拌機が付属する容器の事例を見る

 

ユニット製品例:ベルヌーイ流撹拌機付 ヒーターユニット

ヒーターと撹拌機を併用することで、内容物を均一に昇温させることができる製品です。
ご希望の容量にカスタマイズすることも可能です。

詳しい製品情報を見る

 

お気軽にお問い合わせください

日東金属工業では、ステンレス容器の製作だけでなく撹拌機の選定も同時に行い、「撹拌容器」として医薬・化粧品・化学・食品など様々な分野の工場・研究室に多数納入しています。
「どの撹拌機が一番適しているのかわからない」「ステンレス容器と一緒に見積もりしたい」等、疑問や質問がありましたら、お気軽にお問い合わせください!

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