攪拌混合（技術書籍）
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★もう「攪拌がうまくいきません」とは言わせません！ ★攪拌のエキスパートから『ノウハウ』を盗め！ ★３００の写真・図・表でわかりやすく解説 ！！ |
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S1437書籍 最新攪拌・混合技術〔事例集〕 ～攪拌目的に応じた～最適な装置選定・設計、スケールアップ、トラブル対策事例～ 〔化粧品、医薬品、食品、ゴム・合成樹脂、塗料、接着剤、電池・キャパシタ材料〕 |
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《販売》企業研修協会 《発行》技術情報協会 |
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●発刊：２００７年１１月 ●体裁：Ｂ５判（３１１頁、上製本） ●定価：８４，０００円(税・送料込) |
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【執筆者（敬称略）】 |
| ■名古屋工業大学
加藤 禎人 ■青木(株) 寺尾 昭二 ■山形大学
高橋 幸司 ■(株)アールフロー 竹田 宏 ■みづほ工業(株) 髙木 和行 ■プライミクス(株) 澁谷 治男 ■ししゃ科も研究所(元 九州大学) 高尾 征治 ■東京工業大学 小川 浩平 ■北海道大学 井口 学 ■(株)神鋼環境ソリューション 徳岡 洋由 ■扶桑化学工業(株) 田中 守 ■東洋大学 川瀬 義矩 ■三菱化学エンジニアリング(株) 土肥 直樹 |
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＜内容項目＞ |
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第１章 攪拌拌の基礎
１．撹拌の目的 ２．撹拌槽の形態 ３．撹拌における主要変数 3.1 流動に関する無次元数 3.2 動力に関する無次元数 3.3 混合に関する無次元数 3.4 伝熱に関する無次元数 ４．流動特性 4.1 層流と乱流 4.2 層流に見られるドーナツリング 4.3 乱流邪魔板無し撹拌槽の旋回流速度分布と固体的回転半径 4.4 中心部液面低下と槽壁部液面上昇 4.5 循環流量と吐出流量 ５．動力特性 5.1 撹拌所要動力の定義および測定方法 5.2 動力数の特性 5.3 完全邪魔板条件 5.4 邪魔板無し撹拌槽の2枚羽根パドルに関する撹拌所要動力の推算式 5.5 永田の式が使えない場合の撹拌所要動力の推算式 5.6 完全邪魔板条件における動力相関式 5.7 任意の邪魔板条件における動力相関式 5.8 動力相関式の計算例 5.9 高粘度流体用の撹拌翼の動力相関 5.10 非ニュートン流体の動力相関 ６．混合特性 6.1 混合時間 6.2 混合時間の推算 ７．伝熱特性 7.1 撹拌槽の伝熱方式 7.2 撹拌槽壁伝熱係数の相関式 7.3 伝熱コイル表面の伝熱係数相関式 ８．まとめ 第２章 攪拌機の最適選定・設計 １．撹拌操作条件の設定 ２．撹拌翼形状の選定 2.1 撹拌翼形状選定の考え方 2.2 各種撹拌翼の種類と特長 2.2.1 エッジドタービン翼 2.2.2 プロペラ翼（マリンプロペラ翼 2.2.3 タービン翼 2.2.4 パドル翼 2.2.5 アンカー翼 2.2.6 リボン翼 2.2.7 その他の撹拌翼 2.3 撹拌翼の設計ポイント 2.3.1 翼径に関して 2.3.2 翼段数について ３．翼径および回転数の決定 ４．撹拌動力の算出 ５．撹拌装置ハード部の選定と設計 5.1 駆動装置（電動機、変減速機）の選定 5.1.1 電動機容量（出力）の決定 5.1.2 電動機の型式選定上の注意 5.1.3 インバータの使用について 5.1.4 減速機について 5.1.5 変速機について 5.2 軸封部の選定 5.3 撹拌機本体および撹拌軸の設計 5.4 攪拌翼の設計 5.5 撹拌槽および付帯設備について 第３章 攪拌にかかわる計算とスケールアップ １．撹拌にかかわる計算 1.1 撹拌レイノルズ数 1.2 撹拌動力の計算 1.2.1 撹拌所要動力の基本式 1.2.2 撹拌動力計算に関わるトラブル事例 1.3 吐出量及び循環量の計算 ２．撹拌操作におけるスケールアップ 2.1 撹拌装置のスケールアップ概説 2.2 撹拌機のスケールアップ方法 2.3 Ｐ／Ｖ一定のスケールアップの問題点 2.4 Ｐ／Ｖ一定で発生する問題解決の一例（Ｐ／ＶとＱ／Ｖを同時に成立させる条件） 2.5 各撹拌目的とスケールアップ 2.5.1 液－液系撹拌における均一混合（均一化のための混合時間について） 2.5.2 液－液系撹拌における分散目的（生成液滴径（平均径）について） 2.5.3 固－液系撹拌における沈降防止（浮遊限界速度について） 2.5.4 固－液系撹拌における溶解（固体の溶解速度について） 2.5.5 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） 2.5.6 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章 高粘度液体の混合 １．フローパターン 1.1 フローパターンの測定-あらゆる問題解決のための糸口- 1.2 数値計算による混合装置の最適化-装置改良のための最適手法- ２．攪拌所要動力 2.1 ニュートン流体の攪拌所要動力 2.2 非ニュートン流体の攪拌所要動力 2.2.1 Metzner-Ottoの方法 2.2.2 代表剪断速度の相関-代表剪断速度は装置形状のみで決まる- ３．混合時間 3.1 ニュートン流体の混合時間 3.1.1 混合時間に及ぼす翼の幾何学的形状の影響 3.1.2 粘度比の大きく異なる液体同士の混合 3.1.3 液位が変化のするときの混合時間 3.1.4 エクストルーダーによるニュートン流体の混合 3.1.5 非ニュートン流体の混合時間-本当に無次元混合時間は一定か？- 第５章 各種攪拌装置内の流動解析 １．攪拌流動解析手法の特徴 ２．一段翼と多段翼 ３．アンカー翼におけるテイラー渦 ４．マックスブレンド翼 ５．攪拌槽内の長周期変動 ６．傾斜バッフル 第６章 目的別による撹拌メカニズムと攪拌機、攪拌翼の選定・設計 １．乳化 1.1 はじめに 1.1.1 バッチ式乳化装置 1.1.2 高圧ホモジナイザー 1.1.3 超高粘度製品用乳化装置 1.2 乳化に有効な機械力 1.2.1 処方的乳化と機械的乳化 1.2.2 処方的乳化に適した撹拌羽根の形状 1.2.3 乳化に有効な機械力 1.2.4 安定な乳化製品を製造する方法 1.3 乳化装置の設計の難しさ 1.3.1 撹拌羽根形状決定の難しさ 1.3.2 撹拌所要動力を求める難しさ 1.3.3 実際に行なわれている装置のスケールアップ 1.3.4 低速撹拌機 1.3.5 高速高せん断ミキサー 1.3.6 連続式乳化装置 1.4 製品の冷却（バッチ式の場合） ２．固体分散 2.1 攪拌操作と分散 2.2 高速回転型攪拌機 2.3 高速回転剪断型攪拌機 2.4 複合型攪拌機（複合型混練･攪拌機） 2.5 薄膜旋回型高速攪拌機 2.5.1 遠心力場の活用 2.5.2 分散のメカニズム 2.5.3 特長 ３．気体分散 3.1 気液混合用攪拌槽 3.2 気液の流動状態 3.2.1 完全気体分散攪拌速度の測定と相関 3.3 キャビティ 3.4 攪拌所要動力 3.5 気泡径分布とSauter平均径 3.5.1 気泡径分布 3.5.2 Sauter平均径 3.6 合一頻度 3.7 物質移動係数とガスホールドアップ 3.8 気液混合における液体側の混合時間 3.9 泡の発生と消泡 3.10 新規なバイオリアクター 3.11 非常に通気量が多い場合の気液混合-どこまで通気を多くできるか- 3.12 多段翼による気液混合 ４．反応 4.1 スケールアップに柔軟に対処できる無次元数ｑ 4.1.1 反応速度の考え方と求め方 4.1.2 混合速度の考え方と求め方 4.1.3 反応速度を考慮した撹拌回転数の柔軟設定法 4.2 重合を含む付加反応に及ぼす混合の影響 4.2.1 実験装置 4.2.2 動力・混合特性 4.2.3 q値による影響評価 ・ビスフェノールジグリシジルエーテルと安息香酸の付加反応 ・1-ブタノールと1, 6ヘキサメチレンジイソシアネートの付加反応 ・スチレンとn-ブチルアクリレートの付加重合 ・現場で簡単にできる反応系を考慮した撹拌回転数の設定法 ・現有設備の効果的運用法とスケールアップへの対処法 4.2.4 工場規模へのスケールアップ 4.3 世界に先駆けた日本での大型翼の独創的開発 4.3.1 先陣を斬ったマックスブレンド 4.3.2 (故)村上泰弘九州大学教授の強力なリーダーシップ 4.3.3 ６社から上市された大型翼の基本的特徴 ５．液体均一混合とスケールアップ 5.1 混合特性の評価指標 5.2 過渡応答法に基づく混合特性の評価法 5.2.1 流通系混合攪拌槽 5.2.2 回分系攪拌槽 5.2.3 攪拌槽内の流体の槽内各領域間移動に基づく混合特性の評価法 5.2.4 ｍ成分を対象とする混合特性の評価法 5.3 乱流現象 5.3.1 エネルギースペクトル確率密度関数（ESD） 5.3.2 スケールアップ 5.3.3 非ニュートン流体の場合のエネルギースペクトル密度関数 ６．固液沈降防止 6.1 旋回気泡噴流 6.2 容器底に粒子の堆積がない場合に現れる旋回気泡噴流の発生条件と基本特性 6.2.1 旋回発生条件 6.2.2 旋回周期 6.2.3 振幅 6.2.4 旋回開始時間 6.2.5 旋回終了時間 6.3 容器底に粒子の堆積がある場合に現れる旋回気泡噴流の発生条件と基本特性 6.3.1 粒子の巻きあがりの形態と発生条件 6.3.2 旋回周期 6.3.3 振幅 6.3.4 旋回開始時間 6.3.5 旋回終了時間 ７．伝熱 7.1 伝熱方式 7.2 伝熱特性 ８．晶析 8.1 ラボスケールでの晶析条件の検討 8.1.1 攪拌羽根形状 8.2 攪拌回転数 8.2.1 晶析機の相似性 8.2.2 晶析機の伝熱効率 8.2.3 攪拌回転数のスケールアップシミュレーション 8.2.4 晶析のスケールアップの限度 第７章 用途における攪拌機、攪拌翼の選択事例 １．化粧品、食品、医薬品 1.1 化粧品業界 1.2 食品業界 1.3 医薬品業界 ２．化学品業界 ３．カーボンの分散 3.1 電気二重層キャパシタ 3.2 リチウムイオン電池 3.3 燃料電池 第８章 攪拌におけるトラブル事例・解決手法 １．トラブル時に明確にすべきこと 1.1 工業化におけるトラブル内容の概要 ２．各種撹拌操作におけるトラブル事例と対策 2.1 固液撹拌トラブル 2.2 液液撹拌トラブル 2.3 気液撹拌トラブル 2.4 粘度が変化する系のトラブル 2.5 高粘度撹拌のトラブル ３．スケールアップに伴うトラブル事例と対策 3.1 基本的なスケールアップ 3.2 その他のトラブル例 3.3 各操作に対するスケールアップ手法 3.4 スケールアップ時のトラブル改善例 ４．伝熱上のトラブル事例と対策 4.1 伝熱上のトラブル 4.2 伝熱性能の向上 4.3 高粘度液の伝熱 第９章 高粘度流体の攪拌トラブル事例 １．混合の不均一 1.1 低粘度流体と高粘度流体の撹拌 1.2 ヘリカルリボン翼の混合 ２．付着トラブル ３．発泡トラブルと脱泡技術 3.1 物理的消泡 3.1.1 機械的方法 3.1.2 熱的方法 3.1.3 電気的方法 3.1.4 その他の方法 3.2 化学的消泡 ４．排出時のトラブル ５．固－液撹拌における撹拌不良の事例 ６．気－液、気―液―固撹拌における撹拌不良の事例 |
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◎目的別による攪拌装置の最適な選定・設計のポイントがわかる！ 『乳化、固体分散、気体分散、反応、液体混合、固体沈降防止、晶析、伝熱』 ◆乳化を安定にするための最適選定とは？ ◆二次凝集・沈降防止のための最適選定とは？ ◆消泡の機械的な対策とは？ ◆結晶の高純度化のための装置選定とは？ ◆除熱・温度むら・伝熱不良防止のための装置選定とは？ ◆最少のコスト、エネルギーで最大の効果を得るための撹拌翼形状の選定とは？ ◆各種攪拌翼、攪拌槽の特徴から適した設計を行うには？ ◎各種トラブル事例と解決策がわかる！ ◆高粘度流体のトラブル事例 ⇒混合不良をいかに改善し均一化させるか？⇒付着の原因と防止策とは？？⇒物理的・化学的な脱泡技術とは？？ ◆固液撹拌のトラブル事例⇒分散不良,粒子破壊,粒子付着の問題対策とは？？ ◆液液撹拌のトラブル事例⇒分散不良,静置分離不良,液滴径の最適化不良の対策とは？ ◆気液撹拌のトラブル事例⇒吹き抜け現象,ガス吸収不足の対策とは？ ◆スケールアップのトラブル事例⇒伝熱量低下,欲しいものが得られない,収率の低下, 品質低下,粒子破壊,ガス分散不良,付着の対策とは？ ◆伝熱上のトラブル事例⇒反応の暴走,品質劣化,局部的な焦げ付きの対策とは？ ※その他、多くのトラブル事例を掲載！撹拌に困った方に役立つ内容です！！ |
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