粉粒体の混合装置 　<粉粒体ハンドリングの部屋(４)> 　ここでは，粉粒体の混合装置の概要を紹介しています。 粉粒体の混合（mixing，blending）とは　： 　２種類以上の粉粒体を，乾いた状態で，あるいはごく少量の液体の入った状態で，均一に分布させる操作（技術）です。 　また，このような混合を，「固体混合」ということがあります。 粉粒体の混合の目的　：　主なものを以下に列挙します。 (a) 色の均一配合 プラスチックペレットに顔料（着色剤）を混ぜ，射出生成機や押出機にかける場合 (b) 薬効成分の微量配合 製薬時における，基剤と薬効成分との精密（微量）配合 (c) 打錠性の向上（離型性向上） 錠剤製造（打錠）前の基剤（薬剤）に対する流動化剤（軽質無水ケイ酸粉体等）および滑択剤（ステアリン酸マグネシウム粉体等)の均一混合 (d) 固相反応の条件を作るため セメント原料や窯業原料の混合 (e) 全工程を通じての配合率の均一化 飼料等の製造工程における栄養成分の一定配合 (f) 数成分の均一化 成分割合の異なるもの同士を混合し，一成分にする (g) 成分のロット間調整 同一の製造工程で，物理的／化学的性質の異なるロット同士を均一にする 混合装置（混合機）の分類　：　大別すると以下のように分類できます。 　(1) 容器回転型　：　混合する粉体の入った容器本体を回転し，混合させる。 （回転軸水平タイプ） １ 水平円筒型 ２ Ｖ型（ブイコン） ３ ダブルコーン型 ４ 立方体型 　 　(2)容器固定型：粉体の入った容器本体は回転させず，機械撹拌力で混合させる。 　　　　(a)混合羽根で撹拌することにより，混合させる。 　　　　　　（�T）混合羽根の回転軸が水平タイプ １ リボン型 ２ スクリュー型 ３ パドル型 　　　　　　（�U）混合羽根の回転軸が垂直タイプ １ リボン型 ２ スクリュー型 ３ 円錐形スクリュー型 　　　　(b)気流で撹拌することにより，混合させる。 流動層型（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）：　粉粒体ハンドリングの部屋（５）に記述しています。 　　　　(c)重力だけで混合させる： 重力式ブレンダ−（ワンパス型，リサイクル型） （構造） 　ブレンダー本体�@内に，ブレンドパイプ�Aが６本入っており，更にそれらパイプは，それぞれ３室に区切られています　(断面X〜X参照)。 また，各室には，２〜５個の流入穴が開いています。 　（したがって全流入穴数は，６×３×（２〜５）＝３６〜９０個となります。） また，本体下部には，内容物をマスフローで流下させるためのバッフルコーン�Cが設けられています。 （この効果に関しては粉粒体ハンドリングの部屋（２）参照） 　　 （Ａ，Ｂ，Ｃは，異なる粒体が３種類投入されていることを示します） （混合作用） 混合作用は，本体内中心部をまっすぐ流下し排出されるもの（Ａ）と，６本のブレンドパイプ�Aを通って周囲から排出されるもの（Ｂ）とが，下部のブレンドチャンバ�B内で合流することにより生じます。 （容量） ブレンダーサイロ容量は，通常５〜５００m3程度です。 （種類） (1)ワンパス型　：　混合物は，上部からブレンダ内に投入された後，最初に全容量の１０％程度，元に戻すリサイクルを行います（最下部は混合されないため）。その後は，上部からの投入操作をそのまま継続するだけで，連続的に混合されて排出されるので，次工程へ空送されます。 (2)リサイクル型　：　混合物を投入後，リサイクルを１５０〜200％程度繰り返し，ブレンダ内で完全に混合してから排出する方法です。 （製造メーカ） （（株）UACJ金属加工（旧(株)日本アルミ 　　(3)複合型：粉体の入った容器を回転し，他の外力も使用して混合が進行する。 �@ スクリュー型 �A 円錐形スクリュー型 完全混合状態の定義　： 混合が最も理想的に進んだ状態には，以下の２つの状態（1），（2）があります。 (1) 通常では実現できない「理想的な完全混合状態」 (2) 実際に到達することの可能な「統計的な完全混合状態」 これは，各成分粒子の配列がなんの規則性も無く，確率的にランダムな状態をいい， 一般に「完全混合状態」といえば，この状態をいいます。 （理想的な　　 完全混合状態） （統計的な　　　 完全混合状態） 混合性能の表現方法　：　上記の理由により，ブレンド性能の表現として，最も 　　　　　一般的なものは，統計的手法によるものです。 　　　　　　 すなわち，混合体から適当な方法で一定量ずつ多数サンプリングし，その結 　　　　　果（統計量）から混合性能を表現（推定）するものです。 　　　　　　 　　　　　　ただし，混合性能として具体的にどのような値を表現するかについては， 　　　　従来から各種提案されていますが，普遍的かつ決定的なものはありません。 　　　　　　　 　　　　　　　なぜなら，この値は混合装置（混合機）への初期投入状態だけでなく，サンプ 　　　　　ル量およびサンプル数によっても変わりうるからです。　　　　　　　　　　 混合度の定義　：　 　　　　　（１）混合の度合いを表すもの 分類 混合度の表現 分離状態Ｍ0 完全混合Ｍmax 　 Ｉ １ （σ02−σ2）／（σ02−σr2） ０ １ ２ １−σ／σ0 ０ １ 　�U （σ02−σr2）／（σ2−σr2） １ ∞ 　�V σr／σ σr／σ0 １ 　 　　　　　(２)未混合の度合いを表すもの 分類 混合度の表現 分離状態Ｍ0 完全混合Ｍmax 　�W １ σ／σ0 １ σr／σ0 ２ （σ2−σr2）／（σ02−σr2） １ ０ 　�X σ2−σr2 σ02−σr2 ０ 　�Y １ σ2 σ02 σr2 ２ σ σ0 σr 　　　　　　　　　　（注）１．σ0＝初期（混合前）標準偏差，σ02＝初期（混合前）分散， 　　　　　　　　　　　　　２．σr＝母標準偏差，σr2＝母分散， 　　　　　　　　　　　　　３．σ＝サンプルの標準偏差，σ2＝サンプルの分散 　　　　(３)その他の表示例 　　　　　　　�@変動係数（cov）＝σ／m ×100　（％） 　　　　　　　　　　　　ここで，m＝サンプルの平均値 　　　　　　　�Aブレンドファクター（ＢＦ）＝σ0／σ 　　　　　　　　　　　　　ＢＦの値から，Ｍ＝１−σ／σ0＝１−１／ＢＦとも表せます。 混合装置の実例　： 　　　�@コンテナブレンダ−　（製造元：(株)UACJ金属加工（旧(株)日本アルミ）） ⇒ ⇒ 　内部に突起やブレード等の無い金属製コンテナに，60〜70％程度の粉粒体（被混合物）を投入し，所定場所まで移動します。その後駆動機で本体を把持し，20〜30分間ゆっくり回転（5〜20rpm）します。混合後は，所定場所まで移動し排出，もしくは貯蔵後排出します。 　このコンテナブレンダは，内部洗浄が容易で必要な混合性能も得られ，また各種内容物の貯蔵も兼用できることから，粉末製剤を打錠する前の滑択剤混合等に用いられています。 　　　�A重力式ブレンダ−（製造元：(株)UACJ金属加工（旧(株)日本アルミ）） 上記の図のように，ブレンダー内に，色の異なる３粒体Ａ，Ｂ，Ｃを，層にして33.3％ずつ投入。 (a)10％リサイクルた後，全量を排出しました。（ワンパスタイプ） 　　排出中，一定時間毎にサンプリングし，その中の３粒体の混合比率から混合度Mを算出。 　混合度Ｍ＝１−σ／σ0＝0.8〜0.9という結果を得ています。 (b)200％リサイクルした後，全量を排出しました。（リサイクルタイプ） 　この場合は，混合度Ｍ≧0.9という結果を得ています。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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