JP3130420B2 - 静ミキサー - Google Patents
静ミキサーInfo
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- JP3130420B2 JP3130420B2 JP05320339A JP32033993A JP3130420B2 JP 3130420 B2 JP3130420 B2 JP 3130420B2 JP 05320339 A JP05320339 A JP 05320339A JP 32033993 A JP32033993 A JP 32033993A JP 3130420 B2 JP3130420 B2 JP 3130420B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
- B01F25/3141—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit with additional mixing means other than injector mixers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/4314—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles
- B01F25/43141—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles composed of consecutive sections of helical formed elements
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Description
混合するための静ミキサーに関するものである。
で、液体/液体または気体/液体の混合に用いられる。
こうしたミキサーの構造的設計は異なるが、混合法の主
要な原理はほぼ同じである。該ミキサーは、幾つかの固
定(動かない)混合機素を備え、混合される材料は、ポ
ンプでミキサーに送られ、これを通過する。静ミキサー
は当初から、主として層流のために開発されたもので、
混合はこうした層流において、各種材料を混合するため
に、異なる材料の流れを何度も分割し、分流にすること
によって、行われる。混合のための必要エネルギーは、
ポンプ作用のエネルギーより得られる。目標の混合度を
得るのに必要な混合機素の数は、何よりも材料の混合可
能性に因る。したがって、より困難な混合作業には、よ
り多くの機素を必要とする。
許3 051 452号と3 206 170号に記載
されている。最初に記した特許には、1つの管の中を通
る流れは同心の2つの流れに分けられ、径方向内側と外
側をそれぞれ流れるようにされ、その間、これらの流れ
は更に、異なる幾つかの分流に分けられる静ミキサーが
記載されている。米国特許3 206 170号には、
2つの流れを混合する方法が記されているが、これは、
2つの流れが長方形の流路を有する複数の機素を通り、
次にこれらの流路は拡張されて、新たな流路に分割さ
れ、更にまた拡張されて、分割されることが繰り返され
るものである。
86 992号に記載されている。このミキサーは、管
の中に幾つかかの捩じられた混合機素を配したものであ
る。この混合機素は、60°〜210°捩じられたディ
スクからなる。このディスクは、管壁に延びていて、こ
れを2つの別な流路に分割している。捩じられたディス
クはそれぞれ、次のディスクに連結されている。同様な
捩じりの入った機素を有する静ミキサーは、たとえば英
国特許1 386 955号と2 127 316号に
記載されている。
サーは、きれいな液体にはよく作用するが、粒子を含む
液体製品に対しては、捩じりのある混合機素は、固着を
起こしたり、また洗浄の際に問題を生じたりする恐れの
ある鋭い縁を有しているので、様々な問題が発生する危
険がある。鋭すぎる縁によって損傷される恐れのある、
果物や野菜の含まれている食品の場合、このことは、よ
り広範な問題になる。
類の食品の混合と配分の問題に解決を提示するものであ
る。本発明の静ミキサーは、管部内に収められている混
合機素を少なくとも1つずつ、それぞれに備えた幾つか
のユニットからなることを主な特徴とする。混合機素
は、その全延長にわたって、しっかりと管部に結合され
ている。また混合機素は翼形の断面を有しているが、材
料の流動方向から見て当該機素の前部で最大の断面積を
なしており、また機素の他の部分ではより小さい断面を
なしている。
ー内を通る液体製品内の粒子がミキサー内で損傷を受け
る危険が少なくなる。またこの種のミキサーは、柔らか
い縁を備えるよう作られているので、洗浄をより安全に
行うことができる。更に、該ミキサーは、ユニットの
数、従って混合機素の数を変えることによって、要求さ
れる各混合性能に容易に対応することができる。
永久固定されているので、製品の流路は、平滑で、容易
に洗浄できる。上述のように、これは特に、繊維を含む
製品にとって価値のある長所である。
静ミキサーは、多くの混合機素からなっていても、その
圧力低下は比較的に小さい。提示されているミキサー内
の混合は通常、該ミキサーが特に高粘性の製品に適する
ように、層流で行われる。勿論、当該の製品にそれが相
応しければ、混合は、乱流で行うこともできる。
き、各混合機素の間に自由空間が作られるよう、混合機
素が管部から或る距離をおいて配置されるように設計さ
れていることも、当該ユニットの利点である。このよう
な設計によって、粒子が固着する危険が減少する。
への流入口の直前か、もしくは、流入口から或る距離だ
け離れた所で共通パイプ中において合流する。未だ混合
されていない2つの流れが、管の幾つかの曲がり角を通
過するように、流入口からミキサーまで或る距離だけ離
れた所に混合点を置くことは、決して欠点にはならない
であう。
とができるが、適当な捩じりは、80°〜100°であ
る。捩じりが小さすぎると、混合される流れの進路変更
が十分ではなくなる。また捩じりが大きすぎるとと、利
用できるスペースを十分利用しないことになる。
れ、その他の機素は反時計回りに捩じられているよう
に、配置されていることが、この混合機素の利点であ
る。分流の望みの進路変更は、混合される複数製品が翼
形の混合機素の前部に達した時、行われる。
円形輪郭を有するように、設計されていることも、利点
になっている。このようにして、管を通ってポンプで送
られる製品混合物の滑らかな進路変更が可能になる。
形状になっているので、製品混合物の取扱が、優しくな
る。
性能に応じて調整することができるが、適宜5〜15の
混合機素が可能であるとはいえ、10〜12の混合機素
が望ましい。粘性度の高い製品は、より多くの混合機素
を必要とする。もし、たとえば幾つかの製品の一つを他
の産物の中に見出すことができるようにしたいと、望む
ならば、機素を望みの数にしてミキサーを作ることによ
り、たとえば不完全な混合を行うことも可能である。こ
の様な性能を達成するには、限定的な数の機素しか、必
要としない。
ランジには幾つかの案内手段が備えられていることも、
利点の一つである。これらの案内手段は、フランジにあ
る切欠きと突起からなる。勿論、ある種の案内ピンを用
いることもできる。
つようにも設計できるが、この場合、管の内壁は穿孔さ
れていて、そのため、混合される製品に直接、加熱媒体
を、たとえば蒸気として噴射することができる。
性能に対応するよう使用できるが、上記のように、長い
繊維、球、立方体、棒状のもの等のような粒子を含んで
いる様々な種類の食品に、特に適している。繊維は、オ
レンジ、パイナップル、マンゴ、アスパラガスないしは
トマト等の果肉や野菜の一部からなっている。球状の粒
子は、豆、漿果または小さなミートボール等からなる。
立方体は、切断された人参、馬鈴薯ないし肉等から、ま
た、棒状のものは、いんげん豆、アスパラガスの一部、
パスタまたはヌードル等からなる。
がら以下に、より詳細に説明される。
ユニット1は、流線型の対称的翼形で、前部2の一つが
最大の断面積になるよう設計されている。この前部2
は、少なくとも約5mmの半径となるよう設計されるの
が適当であるが、もし直径60ミリの管内に挿入する積
もりであれば、7〜10mmの半径が望ましい。他の寸
法の管では、適当な曲率が、管の寸法の大小に応じて増
減する。
は、前部に対してたとえば90°捩じられている。この
図に示されている実施例では、捩じりは常に90°にな
っているが、これは主として、図面を描く技術上の選択
のためで、本発明の請求の範囲では、捩じりは、80°
〜100°にすることができる。より大きいか、または
幾分小さい75°〜135°の範囲の捩じりも、それが
適当であると考えられれば、用いることができる。
らなり、この種のミキサーの実施例の1つが図3
(a),(b),(c)および(d)に示されている
が、これらの図は、1つのユニット内の異なる4つの断
面を表している。図3(a)〜(d)断面に図示されて
いるように、管部4の内部に、捩じられている混合機素
を配置することができる。管部4はその両端に、フラン
ジ5、5’と、正確な組立を保証する案内手段とを備え
ている。管部がミキサーに結合されるとき、個々の混合
機素間に自由空間を作るため、混合機素1は、管部の前
縁から幾分間隔を置くように配置される。図3(a)〜
(d)に示されている実施例に見られるように、混合機
素はその全延長にわたって管部にしっかりと結合されて
いる。混合機素のより薄い後部3は、図3(c)および
図3(d)に示されているように、前部に対し90°捩
じられている。管部4に入った材料の流れは、2つの分
流に分けられる。混合機素の後部はまた、管部のフラン
ジの内側で終わる。この様な配置で、粒子または繊維の
固着は防止される。管の内壁と捩じり翼との間の結合
は、物体の固着を妨げ、かつ洗浄を容易にするため、少
なくとも半径2mm、好ましくは半径3〜5mmの湾曲
部を作って、行うことが適当である。
するユニットの次には、反時計回りに捩じられた混合機
素を備えたユニットが来るように、管部が配置されるこ
とを確実にするように、管ユニットのフランジには、切
欠きと突起がある。管部4では、フランジ5’に小さい
切欠き6があり、フランジ5には大きな切欠き7があ
る。別の種類の捩じりのある混合機素を備えた管部が、
当該の切欠きにぴったり合う、対応する突起を持つ。異
なる寸法の切欠きと突起のある管部を備えることによっ
て、混合機素のより厚い前部が最初に製品材料に出会う
ように、配置することも確実にできる。
部に、どのようにして3つの管部を連結するかが、示さ
れている。最初のユニットは時計回りに捩じられてお
り、第2は反時計回り、第3は再び時計回りに捩じられ
ている。混合機素をこのように連結すれば、利用可能な
スペースを最適利用することができる。図に示されてい
るように、次の混合機素の前部と前の機素の後部との間
には、或る一定の距離が置かれており、この距離は3〜
7ミリが適当である。
ヒーターとの複合静ミキサーが示されている。多くの小
孔(0.5〜3mm)を管8に穿孔し、蒸気の送入導管
10を備えたもう一つの管9で管部を囲むことよって、
混合と同時に、蒸気を復水させて良好な混合を可能にす
る。このような蒸気噴射ヒーターとの複合静ミキサー
は、特に粘性の高い液、または、粒子と繊維の多い液に
適している。
料が個別の低温殺菌処理を経過してから、パッケージさ
れる前に行われる2つの材料の混合に、特に適してい
る。材料製品の一方は粒子を含むスープからなり、他方
はソース、すなわち主として液体の製品からなる。粒子
を含む食品を上手に熱処理するには様々な困難があるた
め、できるならば、この困難を計算して処理を行う量を
制限しようとするが、熱処理をする前に液相を分離して
おく方が、有利である。液はその後個別に熱処理され、
熱処理の後に製品の混合がなされる。
るその他の混合作業には、ふわふわとした気泡のある製
品を作るための気体の混合がある。
混合ユニットからなる。モジュール式の構造であるた
め、様々な混合作業に容易に適応でき、例えはジャムを
ヨーグルトゼリーに混合するような幾つかのケースで
は、不完全な混合が望ましいこともある。
または、ミキサーが食品処理に用いられる場合に、食品
に許容されている、たとえばポリスルホンやポリエーテ
ルエーテルケトンのような或る種のプラスチック材を注
入成形ないしは射出成形して、作ることが有利である。
に取付けられる混合機素の形状およびその取付け方法を
改善したことにより、製品中の粒子の損傷を少なくし、
また、容易にミキサーを正常化できる等の長所を有する
キミサーを提供することができる効果がある。
る前の斜視図である。
0°捩じられた後の斜視図である。
素前部を水平にした場合の側面を示す一部断面図、
(b)は、(a)の線I−I一部断面図、(c)は、
(b)の線II−II一部断面図、(d)は、(b)の
線III−III一部断面図である。
連結状況を示す断面図である。
ても機能する周囲ジャケットが図4のミキサーに取り付
けられている状態を示す断面図、(b)は、(a)のI
−I断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 様々な材料を混合するための静ミキサー
であって、かつ該ミキサーは管部内に収められている複
数の混合機素を備え、しかもこの混合機素が、材料を分
流しかつその進路を変更させるために、捩じられている
静ミキサーにおいて、該ミキサーは、1本の管部(4)
の中に配置されている混合機素(1)をそれぞれに少な
くとも1つ具備している幾つかのユニットよりなり、し
かも前記混合機素(1)は、その全延長にわたって、し
っかりと管部(4)に結合されており、更に前記延長に
おいて、混合機素(1)は翼形の断面を有しているが、
材料の流動方向から見て当該機素の前部(2)で最大の
断面積をなしており、一方当該機素の後部(3)ではよ
り小さい断面をなしていることを特徴とする静ミキサ
ー。 - 【請求項2】 ユニットがミキサーに組み立てられると
き、各混合機素(1)の間に自由空間が作られるよう、
混合機素(1)が互いに或る一定の距離をおいて配置さ
れるように、ユニットが設計されている請求項1記載の
静ミキサー。 - 【請求項3】 各混合機素(1)は、80°〜100°
の範囲で捩じられている請求項1または2記載の静ミキ
サー。 - 【請求項4】 偶数番目の混合機素(1)は反時計回り
に捩じられ、その他の機素はそれぞれ時計回りに捩じら
れている請求項1から3までのいずれか1項記載の静ミ
キサー。 - 【請求項5】 混合機素は、その前部が主として半円形
の輪郭を有する請求項1から4までのいずれか1項記載
の静ミキサー。 - 【請求項6】 混合機素は、輪郭が次第に狭くなってい
く形状になっている請求項5記載の静ミキサー。 - 【請求項7】 正確な組立のために、管部のフランジに
は幾つかの案内手段が備えられている請求項1から6ま
でのいずれか1項記載の静ミキサー。 - 【請求項8】 ミキサーは、収める混合機素が合計5〜
15、望ましくは合計10〜12になる幾つかの管部を
具備する請求項1から7までのいずれか1項記載の静ミ
キサー。 - 【請求項9】 ミキサーはまた、2重の管壁(9、1
0)を持ち、しかもその内壁は、加熱媒体の添加を可能
にするために穿孔されていている請求項1から8までの
いずれか1項記載の静ミキサー。
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