SVミキサーの新用途とシステム
NewApt)T音ccll･ions

Systemsc]nd

SV州LXERof(化)技術部 設計第2課
和田雅

has been
SV MIXER
ding its applications.
describes
Thispaper

widelytest

someprocess,
concentration/drying
filtering/drying processes.
Weigbing/mixing/pneumatic

including

まえがSV

MIXER

are

asusedalso

mlXlngandresultsforanoutlineandconveying
described.

and

き

newof

dryingfor powder,

equlpment

someapplications,suchapplications

drying/pneumatic

Wada

and

is expan‑之Masaytlki

uses
for reaction/andextraction/drying

actualas

conveying/weighing

systems

消費動力が少ない｡

SVミキサーは,逝円錐形容器内に自公転するスク1)ユーを持ち,粉粒体に三次元的な対流運動を与える構造で,主として粉粒体の混合機として用いられてきたが,ここ数年,その独自の混合機構を有効に利用して,ファインケミ
カル,医薬品,合成樹月旨,農薬,･染料･顔料,窯業,食品などの広範囲において真空乾燥機として数多く使用されて

4)減圧操作忙より比較的低温で乾燥できる.
熱的に敏感かつ不安定な原料に対して,比較的低温で乾燥することができる｡
5)原料の仕込み･排出が容易である｡
容器固定式のため原料の仕込み･排出が容易であり,自動化することができる｡また,容器形状が逆円錐形で粉粒体混合機としてのSVミキサーの機構,混合特性おあり,スクl)ユー巽による撹群忙よってブリッジングを起こすことなく,容易忙排出できる｡

よびそのスケー/レアップについてはすで忙述べた｡1)2)

6)クローズドシステムで琴作することができる｡

いる｡

また,

SVミキサーの応用としての美空乾燥操作3)や新しい用途として,PET樹月旨チップの結晶化･乾煉および7)自動化が容易である｡

P P S樹脂の熱処理についてはすでに報告した4)｡

本稿では, SVミキサーの最近の用途の中から,液体状有機化合物の反応･壊縮･乾燥を1台で処理した例をとりあげ,実験結果と実機への適用について紹介する｡

容器固定形であるため,機器へのアクセス,計装化が容易であり,操作性がよく,自動化が容易である｡
8)容器内に軸受がない｡

また,抽出･乾燥,炉過･乾燥等をSVミキサー1台でスクリュー軸にかかる荷重はすベて公転軸アーム部にて受持ち,樹下端は荷重的忙まったくフl)‑の状態となⅤタイプは容器底部に付属物はまっている｡なかでも,処理した例についても概要を紹介する｡
SVミキサーを*Jbとした粉粒体の真空乾燥システム,浪合システム,液体から粉体への反応･折返･乾燥システ
ム等の中から,その一例として計量･混合･空気輸送シス
テムと乾燥･空気輸送･計量システムの適用例についても紹介する｡

1.

危険な溶剤の回収に適するとともに,外部からの異物混入によるコンクミを防止するこ･とができるosvミキサーの特長
いままでに報告されたSVミキサーの特長をまとめる｡
SVミキサーは,容器固定形混合機の一種で,第1図のRタイプ
ったく無く,容器直下への排出も可能である.には,ラジア/レローケ‑メ(R/L)が付属するが,これは容量増加レこ伴い長くなったスクl)ユ‑軸の軸5瑞振れ止めであるoラS}アルローケークは,従来の軸受に比べその接触部における発熱が非常に少なく,操作上のtlラブルが少ない.熱に過敏な粉粒体に対しては,さらに安全をみて水冷式タイプも用意されている｡従来,スクl)

ような粉粒体に三次元的な対流運動を与える独自の混合機構とその構造忙より次のような優れた特長をもっている｡

2000e以下がユー軸端がまったくフl)‑のVタイプは,標準であったが,かさ比重,流動性等の粉粒体の諸物性

1)マイルドな混合状態が得られる｡

および艦辞動力によって,混合機として8000e,乾燥機

スクl)ユーはゆるやかVL白公転するため,粉粒体粒子を破壊することがほとんどなく,柔らかい結晶の混合･乾燥にも適している｡
2)伝熱効率がよい｡
原料全体を対流混合させながら伝熱面近くの原料を強制的に撹拝するため,伝熱効率がよく,均一な乾燥が容易に達成できる｡
3)消費動力が少ない｡

第1図

容器内の原料を全部同時忙機械的に撹拝しないため,
24

神鋼パンテツク技報

Fig.

SVミキサーの混合原理
1Mixingprincipleof SV

Vol･ 86

No.

MIXER

1(1992/8)

Bagとして5000eまで対応した実演がある｡

fitLel'C on(1ellSC l'Compressedall▲

2.有機化合物の反応･I'しu甘111gail.

濃縮･乾燥
液体状有機化合物の反応かSV
MIXl･:Rら乾燥粉化の工程は,従来,反応機,脱水機,乾燥機の3台で行われ,つぎのような問

Receivel･

題点があった｡

IIeating

1)反応機,脱水機,乾燥機と3台必要であり,イニシャルコス1‑,ランニングコス†とも高くつく｡
2)各装置のつなぎ忙おいて,media

stlPI)ty

Exhausti叩
Coolillg
iallle(11‑IeatinLr皿C(1iil

Co()1i】1g

I.eLLu'n

第2国Fig.

suppl),

VacuunlI)unll)llledial●ett汀】1

SVミキサ‑真空乾燥ユニット概略フロ‑
2

Schematic

多くの人力,手間がかかることがある｡

flowof SV

MIXER.vacuum

第1表

dryingunit

SVミキサー真空乾燥ユニット機器仕様

Table3)各装置のつなぎにおいて,

1

Equipmentof SV

specification

MIXER

dryingvacuumunit

異物混入の恐れがある｡
Equipment

そこで,真空乾燥型SVミキサーl台で,大気圧下での反応後,引き続いて真空下で壊縮･乾燥を行い,乾燥粉を得ることを目的としてテス1‑を行った｡

SVlname

MIXER

Equipment

Rotationテストの方法

100eSVミキサー真空乾燥ユニッ†をテス†装置は,使用し,反応･壊縮･乾燥状態の確認,スケールアップデ

Bagfilterータの測定を行った｡テスト装置の概略フローを第2図に示す｡また,テスl‑ユニッ†の各機器の仕様を第1表に示VacnumCondenspecification

Effective volumeMotor
rated output

次にその概要を述べる｡
2. 1

gas:
:

speed

Heattransfer

Clotharea

area:

IType
Pumping

pump

1.5kW
0.2kW
36,‑144rpm

l′‑4 rpm

0.9m2
OAm2Type

ser

100β
Screw
Arm
Screw
Arm

Speed

∴:

Shellandtube:

Water‑ring

VacuumPump

850β/min

す｡
1)反応工程120 cC

Jacket temperature

SVミキサーに反応媒体として水を仕込み,原料粉体である弱酸性有機化合物を溶解させながら外套にスチームを供給し加温する｡次に弱アルカリ性の原料液体を投入し,95℃

Temp.et'atut'e /Rotauoll
torque

約95oCに保持することによって中和反応を進める｡

MateI.iahenlPeratul.e2)壊縮･乾燥工程

oC‑2()

反応終了後;外套にスチ‑ムを供給し,加熱しながら容器内を真空引きすることにより,其空下で味縮･乾燥を行

Rotation

torqueい内容物を粉化させ,水分0.1%以下とする｡
2. 2

テストの結果1､illle一テス1一緒果を第3図に示す｡
水への原料粉体･液体の溶解により内容物ほ高粘度化しCoIICentl.ation

Reaction/ dryillg

均一な混合･加熱状態が持続され,良好な反応物を得ることができた｡

1Tatcr

その後の寅空下での加熱で,内容物からの脱気,水分蒸発が行われ,高精度液体状から泥状となり,やがて湿粉か

第3図
Fig.

stickyWetI〕OWdel.

dryingcurve

Drlr P(ハrdet･反ノ応･濃縮･乾燥曲線
3

ら乾粉へと状態が変化していった｡泥状から湿粉状忙至る

Reaction,concentrationand過程において,内容物がねばねばした状態となり徐々忙造て目標の水分0.1%以下の良好な乾粉を得ることができ;紐され,撹搾ト7レクが増大した｡これはこの過程で内容物た｡の固･液･気系構造が造粒物が生じやすい状態となり,加熱,撹拝によって促進されたためと考えられる｡

約130kcal/m2･hr･oC,さらに乾燥がすすむにつれ造粒物が徐々に崩壊し,粉状となり,撹拝トルクは減少した｡結果として水分が約60%から40%;の間が髭拝トルク最大となった｡
水分約1 %まで匝率乾燥が続き,つぎ忙減率乾燥域を経
Vol.

86No.

1(1992/3)

恒率および減率乾燥期間の平均総括伝熱係数Uavは各々10kcal/m2･hr･oCであった｡

なお,水分約10%から1%までの間,粉の飛散が多くバグフイ/レタの逆洗(払い落し)を行う必要があった.
各所要時間は,仕込･昇温･反応:約3時間,壊縮･乾煤:約7時間であった｡

神鋼パンテツク技報25

〜. 34.

実機ヘの適用テス†結果より実機ヘのスケ‑/I,アップを行ったo
自転撹搾動力のスケールアップは,当社の次スケー/レア

本システムは,樹脂系原料粉体忙各種の添加物(粉体,(V/Vo)m･SVミキサー混合システム
第4図VLSVミキサー計量･混合･空気輸送システムの概略フローを示す｡

ップ式を使った｡2)
Ps‑K2

1(Q/Qo)nI

液体)を計量投入後,混合する自動化システムであり,多品種製品での計量精度の向上･安定イヒ,自動化による省人

Ps.

･化･運転管理が目的である｡
ここに本プロセスの概要を次に示す｡

Ps:自転撹搾動力(kw)

Ⅴ:装置有効容量(e)1 )大型サイロに貯蔵された樹脂系原料粉体を吸引式空気SV輸送によりSVミキサーに仕込む｡原料仕込量ほ,Q:スク1)ユー搬送量(m3/h)
添字0:テスト機の値

ミキサーに取り付けられたロードセ/I/により重量で制御され,あらかじめ設定された所定重量だけ仕込まれた時K2点で空気輸送が停止する｡:スケ‑ルアップ係数2) SVミキサーに仕込まれた原料重量値K)忘じた各添加物の仕込量がコンビュ‑タにより演算され,自動的に各m,n:実験係数
テスTl機の自転撹拝動力Psoは,造粒現象発生過程での晩群十ルク増大時の最大値を採用した｡

添加物の計量設定値が入力される｡各添加物は,それぞ実機の仕様の概要を次に示す｡

れ別個の計量ホッパ･計量システムをもち,順次計量設定値に応じた重量だけSVミキサーに仕込まれる｡

称呼容量:3000e
自転モ‑メ:18.5kW

3)すべての原料,添加物がSVミキサーに仕込まれたの公転モ‑メ:1.5kW
自転回転数:59rpm

公転回転数:1.3rpm

ち,SVミキサーによってあらかじめ設定された時間だけ混合操作が行われる｡超微量成分の混合が必要な場合には,高速勇断型混合機PSミキサーによって予備混合後のものを添加する場合もある｡

実機では,仕込･昇温･反応:約4時間,洩縮･乾燥:約17時間でオ‑バロードすることなく水分0.1%以下の良好な粉体を得ることができた｡

4)

SVミキサーにて混合された製品は,ブリッジングを起こすことなく自動排出され,次工程へ空気輸送され3.その他新しい用途の概要

る｡

その他のSVミキサーの新しい用途のうち,固液相処理装置としての適用例の概要を次に示す｡

本プロセスVLおける留意点は,次のとおりである｡
1)空気輸送･粉粒体の空気輸送には,低洪度吸引(負庄)輸送,低鵠3. 1抽出･乾燥度圧力(正圧)輸送,高洩度圧力(正庄)輸送の各方式が反応･晶析･脱水後の湿粉をSVミキサーに仕込み,抽剤を加えて撹群･混合を行った後静置し上澄液を抜き取

一般的によく使われ,下記条件によって輸送方式の選定,空気輸送設計(輸送用機器の仕様決定)が行なわれる｡

り,引き続いて真空乾燥を行う｡危険な溶剤をクローズド(1)被輸送物の安全性,付着性,流動性等の諸物性システムで取り扱うことができ,スラ1)状からの乾燥が容易VL行い乾粉を効率よく得ることができる｡
3. 2 辞退･乾燥反応後の比較的粒径の大き(2)単位時間当りの輸送量及びバッチ当りの輸送時間＼Teigl11Llg
hot)PCl'furad(1itil･ePOtulelLな固体を含む固液混合物をそのままSVミキサ‑に仕込み,缶底に設けられた金網によっBag

filter+て炉過し,引き続いて真空乾燥を行う｡炉過面積を大きくとることができないが,炉過性のよい粉粒体VLおいては,固液分離機を省くことができるうえ,湿粉のノ＼ンドリング工程が減ること㌢こよる異物混入防止の点VLおいてもメリッBa!I
filtcl･且‖口∩口IIIoppcl'for

且且SVMI玉ER

SVミキサーシステ

且且

ムの紹介
システム化への対応の一例
として,SVミキサーを中Jbとした,混合システムと乾燥

第4図s/ステムの一例を紹介する｡

Fig.

26

守mate[1alI‑がある｡

4.

uol)i)CL‑ for I)i.Oduct

BlowcL･

l'resstltize〔1l】qtll(1ta[1k for additirc

計量･混合･空気輸送システム
4

Weighing/mixing/pneumatic conveying

神鋼パンテツク技報

system

Vol.

86

No.

1(1992/3)

(3)輸送距離(水平,垂直,曲がり個数)『(4)輸送形態(フロー)等

RcacLor /Crystallizer

混合物の空気輸送においては,空気輸送中忙おいて分級してしまうことがあるので注意が必要で,あらかじめテス

BagCclltt･irug;Llfi)terトを行うこともある｡

1うag

また,連続して安定した空気輸送を行うために,(1)被輸送物の輸送ライン

fjltet･Il()r)phl2LIc】･iall八htcria) 12SVMIXER‑の供給量(2)輸送ラインの圧力#の制御･監視システムも非常に重要である｡

T)･phooll2)計量精度第5図P'Ttg filter

Set･
C o n(1(.ll･‑令逮

軒1#

[二]塾
AtltO I)aClくagCullit(3)バグフィルタの差庄等

計量精度は,粉粒体のかさ比

filLcrAutoI,甘ReccIVeI)aCk昭C

unit
VacuumBlowerTyphooll

tlllll〕
i)

Dehumidificl.

Fig.

乾燥･空気輸送･計量システム
5Dryiflg/pneumaticconveying/weighing

system

重,付着性,流動性等の諸物
性,供給装置の選定,要求計
量時間によって大きく左右される｡一般的に,付着性が少なく,流動性のよい粉粒体で,供給装置の供給流量安定性ける粉体の/＼ンド.)ングが,混合s'ステムのような乾燥粉体と異なり困難な場合が多く,ハンドリング技術がシステのよいものほど計量精度がよく,計量時間も短くてすむ｡
供給装置には一般的に,横型および立型スクl)ユーフィ

5.

ムの成否を左右する｡

その他のシステム‑ダ,テープ)i,フィーダ,ロータl)7イーダ等がよく使われ,その選定,運転制御がポイントとなる｡
4. 2
SVミキサー乾燥システム

高速勇断塾混合･造粒･乾燥機PSミキサー,湿式超微粉砕磯コボ‑ル･ミル,炉過乾燥機ハイロフドライヤ‑及第5図にSVミキサ‑乾燥･空気輸送･計量システムのド(CDB),保証ふるい機タイプ‑ン等の当社粉体機器を含む乾燥,混合,粉砕等各種システムについても,ユ‑概略フローを示す｡
本7oロセスの概要を次に示すo1)反応･晶析缶にて皮応･晶析,遠心分離後湿結晶をS
SVミキサーで兵空乾燥･溶剤回vミキサーに仕込み,収する｡

びフイ/I/ク･ドライヤー,コニカル･ドライヤ･ブレンダ

ザニ‑ズ忙応じて対応しているo
びむす
本稿では,

SVミ

SVミキサーの新用途の一例として,キサ‑l台による有機化合物の反応･濃縮･乾燥につい

2)乾燥後の粉体に,保証ふるい機タイフーンによって粒度調整,異物除去された別粉体を空気輸送によりさらに加え,混合する｡
3)乾燥･混合された粉体を空気輸送後,計量･袋話する｡て,テスト結果と実機ヘの適用について述べた｡また,
vミキサーを*Jbとした混合システム,乾煉システムの一例を紹介したoSVミキサーは今後さらに,その独自の混合機構を有効VL利用して,固液相処理装置として用途を拡

危険な洛剤を取り扱う乾燥=程がクロ‑ズドシステムでげていけるものと確信している｡ユーザ各位のご要望に応あること,乾燥後同一機器で混合ができること,および比較的低温での真空乾燥のため内容物に熱的な悪影響を及ぼえて,さらに用途開発を進めて行きたいと考えている｡まさないことが特長である｡
乾燥後忙造粒物が生じる場合や粒度調整の必要性に応じてSVミキサ‑の後工程に粉砕機や節機をいれるケース,

本プロセスにおける留意点は,前述混合システムと同様であるが,乾燥前の粉体のハンlごl)ング,乾燥によって物性変化を伴う粉体の空気輸送･計量袋詰等の各種振作にお36No.

1(1992/3)

た,長年にわたって蓄積された粉体/＼ンドリング技術に,撹群槽をはじめとする種々の化学プロセス機器の設計･製作ノウ/＼ウを生かし,粉粒体プラン†の設計,機器の製作などを行い,ユーザ各位のご要望に応えたいと考えている｡

ロット調整のために,後工程にさらに大容量の混合型SVミキサーを設け,そこ‑空気輸送するケースなどとする場
合もある｡

Vol.

S

〔参考文献〕(1981/9),p･1

1)神鋼ファウドラー･ニュ‑スVol･25,No･32)神鋼ファウドラー･ニュースVol･27,No･2
27, No･
3)神鋼ファウドラー技報Vol･
4)神鋼ファウドラー技報Vol･

神鋼パンテツク技報

31, Nor31(1983/5),p･31(1983/10), p･ 15(1987/3), p･ 1727