MSEスタティックミキサー：

概要・フランジタイプ

構成

MSEスタティックミキサーは、貫通孔を有する中間板の両側に混合エレメントを配置して、ブラインド板で挟持します。組立はボルト及びナットで固定するだけです。これをフランジ間に設置することにより、配管内で流体を混合することができます。ボルト及びナットの緩み止め対策として、緩み止めナットを採用しています。

  MSEスタティックミキサーは、シンプルで効率的な構造を有するため、短い距離で効率的に流体を混合することができます。気体でも液体でも混合することができます。

混合原理

流体はブラインド板により直進を阻止され、上流側の混合エレメント積層体の外周部から積層体内部を通過して中空部に流出します。中空部に到達した流体は中間板の貫通孔を通過し、下流側の積層体の内周部から積層体内部を通過して外周部に流出し、配管内に戻ります。流体は、上流及び下流の積層体を通過する際に、「概要および基本原理」に示したように、積層方向及び半径方向に分割・合流し、さらにせん断等により混合されます。  

混合の様子

緑色に着色した水と流動パラフィン（粘度：70mPa.s）を混合しています。  

設置例

フランジ間に挿入するだけで流体を混合することができます（図(a)）。既存ラインに設置する場合には、図(b)または図(c)のように中間板の片側だけにMSEスタティックミキサーを配置することにより、直管部にもエルボにも容易に設置することができ、また既存ラインにも設置することができます。

圧力損失

MSEスタティックミキサーの圧力損失の測定データを図に示します。混合エレメントの積層枚数、混合エレメントの配置等により、圧力損失および混合性能をコントロールできます。  

スタティックミキサーによる混合状態の可視化：JIS B 8702による測定

配管内を0.5m/sec.で流れる水流中に、蛍光顔料で着色した流体を注入してスタティックミキサーに供給し、スタティックミキサー出口に設置された可視化流路に導入します。可視化流路内で流体が流れる透明アクリル配管に対してレーザーシート光を垂直に照射し、(1)ミキサーを設置しない場合、(2)ケニックス型スタティックミキサー及び(3)MSEスタティックミキサーを設置した場合について管断面の状態を撮影します。 得られた断面画像の静止画に対して統計処理を行い混合性能について5つの指標を算出します。 なお、本測定方法は当社提案により平成27年度 経済産業省「新市場創造型標準化制度」に採択され、2018年8月に「JIS B 8702静的流体混合装置による混合性能測定方法」として制定されました。 可視化流路の詳細

水との相溶性の高いグリセリンを注入した場合

ミキサー無しの場合は、着色したグリセリンによる蛍光領域が明確に観察されますが、スタティックミキサーを設置した場合は両ケースとも蛍光領域は観察されず、混合が進行していることが示されています。

ミキサーなし

ケニックス型スタティックミキサー

水との相溶性の低い1.5wt% CMC水溶液(粘度約1.9 Pa.s)を注入した場合

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ミキサー無しでは、グリセリンの場合と同様に蛍光領域が明確に観察されます。一方、スタティックミキサーを設置した場合は、ケニックス型では明瞭な蛍光領域が観察されるのに対し、MSEでは蛍光領域はほとんど観察されず、より混合が進んでいることが示されています。

水に不溶性である食用油を注入した場合

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MSEスタティックミキサーで水と食用油を混合しました。油粒子が微細されている様子がわかります。 当該方法は、例えば以下のようなケースを対象としても活用できます。

• 同種スタティックミキサーにおける構成・構造の変更等設計変更による混合性能比較
• 負荷変動に対するスタティックミキサーの混合性能確認
• 同種流体の混合における流体の物性変化による混合度の変化

 

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MSEスタティックミキサー：特徴・用途

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特徴

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• 短距離で効果的に混合
• 取り扱いが容易

• フランジ間に挟むだけ、または配管にねじ込むだけなので設置が容易。
• 積層枚数・積層パターンの変更により、異なる運転条件に対応可能。

用途

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気体または液体の混合

液中への気泡分散

希釈、濃度調整、pH調整

流量差・濃度差の大きい流体の混合 等

• 粒子等によりミキサー部が目詰まりを起こす可能性がある場合は、MSEスタティックミキサーの上流にフィルター等を取り付けてご使用願います。
• 目詰まりした際の分解・洗浄等の際にエレメントを取り外す場合は、該当設備の電源を停止し、管内の流体が残っていないことを確認した上で取り外して下さい。
• MSEスタティックミキサーの下流には、フィルター等を取り付けてご使用されることを推奨いたします。ミキサー部はボルト及び緩み止めナットにより強固に固定していますが、何らかの事情によりボルト及びナットが外れた場合に流れ止めとなります。

適用例

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ガス混合 :ガス濃度調整、溶接用シールドガス製造等 液混合 : 薬液の希釈、洗浄水製造、排水処理、濃縮原料の希釈、分散等 ガス・液混合 : スチームミキサー、エアレーション、温水製造等 MSEスタティックミキサーの適用により撹拌槽及びポンプが不要になり、連続的に流体を混合することができます。

フランジタイプ

型式	呼び径		材質	詳細
XSF-25A	25A	1B	SUS316
XSF-32A	32A	1.1/4B
XSF-40A	40A	1.1/2B
XSF-50A	50A	2B

※フランジの呼び圧力は、JIS10Kです。その他の呼び圧力をご希望の場合は、ご指定お願いします。

MSEスタティックミキサー：Q&A

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スタティックミキサーについて

Q1.スタティックミキサーとは？

スタティックミキサーは、静的混合器または静的混合装置ともいい、流体が流れる管路中に設置して流体を流体自身が持つエネルギーで混合するものです。装置自身には可動部がなく、流体が装置内部に挿入されたエレメントを通過することによって、分割・合流、局部的なせん断、引き伸ばしや折り畳み等の作用により混合します。 エレメントは、孔や溝、それらを有する平板・湾曲板・傾斜板などで構成され、エレメントにより流体の流れを乱されて流体が混合されます。平板を180°捻った形状のエレメントを連ねたケニックス型スタティックミキサーや、その他多くのスタティックミキサーがあります。

 

Q2.スタティックミキサーはどのような用途に使用されますか？

主に気体や液体のような流体を混合するために使用されています。化学、食品、化粧品、塗料、廃水処理等多くの分野で使用されています。

 

Q3.スタティックミキサーを使用するメリットは何ですか？ スタティックミキサーは流体を配管内で混合することができるため、連続プロセスに使用できる点が最大のメリットです。撹拌翼・撹拌槽によるバッチ混合では撹拌槽に流体を出し入れする操作が煩雑ですが、スタティックミキサーを使用すればそのような必要がなく、撹拌翼や撹拌槽が不要になります。

 

Q4.スタティックミキサーのデメリットは何ですか？ 基本的には流体がスタティックミキサーを１回だけ通過して混合されるため、混合性能が低いのがデメリットです。これを解消するために、循環ラインを構成して複数回スタティックミキサーを通過させて混合度を上げる方法もあります。それほど混合度を上げる必要がなく、１回通過させるだけで十分な用途もありますので、そのような場合には検討をお勧めします。弊社ではMSEスタティックミキサーのプランジタイプ、ニップルタイプ共に無償の貸出サンプルを用意していますので、ご検討の場合はぜひご連絡ください。

MSEスタティックミキサーについて

Q1.MSEスタティックミキサーはどのようなものですか？ MSEスタティックミキサーは、多孔板形状の混合エレメントを積層した積層体を基本構成とするスタティックミキサーで、流体が積層体内部を流れる際に、分割・合流、せん断等の作用を受けながら混合されます。20A以下の配管用のニップルタイプと、25A以上の配管用のフランジタイプがあります。 詳細についてはこちらをご覧ください。

 

Q2.MSEスタティックミキサーの特徴は何ですか？ MSEスタティックミキサーの特徴としては以下の点が挙げられます。 ・短距離で高効率に混合 ・取り付けが簡単 フランジタイプはフランジ間に挟むだけ、ニップルタイプは配管にねじ込むだけで使用できます。 詳細についてはこちらをご覧ください。

 

Q3.どのような流体が混合できますか？ 液体、気体、液体と気体の混合が可能です。

 

Q4.液体に粉体が含まれている場合でも混合できますか？ 積層体を構成する混合エレメントの隙間が小さいので、原則として粉体や粒子が含まれている場合の使用には適しません。ただし、粒子のサイズが小さければ使用できる可能性もありますので、購入前に無償の貸出品によるテストをお勧めします。

 

Q5.どのような混合に適していますか？ MSEスタティックミキサーは、特に流量比の大きい２流体以上の混合や、希薄流体の均一化に適しています。これは、ミキサーに供給された全流体が混合エレメント積層体を通過する際に、分割・合流やせん断作用を受けることによります。以下にJIS B8702に規定されている方法で0.5m/sec.の水流中に流量比0.2%の高粘性の着色流体を注入し、MSEスタティックミキサーによる混合後の出口配管断面の混合状態を示した動画があります。 詳細はこちらをご覧ください。

 

Q6.不可変動時の混合性能はどのように変化しますか？ この動画は配管内流速が0.5m/sec.での動画ですが、配管断面の静止画を画像処理後に数値解析して混合状態を評価するJIS B 8702の評価方法によれば、0.3m/sec.の場合でも0.5m/sec.の場合とほぼ同様の混合状態を示すことが確認されています。ただし、流体の物性や操作条件によって変わります。

 

Q7.ファインバブルを発生させることはできますか？ 水の循環ライン中に15Aニップルミキサーを設置し、ミキサー上流から空気を注入することにより20μmをピークとするマイクロバブルの発生を確認しています。詳細内容についてはお問合せください。 詳細はこちらをご覧ください。

 

Q8.サイズはどのようなものがありますか？ 標準品として以下のサイズのものを揃えています。 ・ニップルタイプ ：8A(1/4B)、10A(3/8B)、15A(1/2B)、20A(3/4B) ・フランジタイプ ：25A(1B)、32A(1.1/4B)、40A(1.1/2B)、50A(2B) ニップルの肉厚はJIS Sch40相当です。フランジタイプは、ボルトに内接する中間板の外径がJIS 10Kフランジ対応になっています。 65A以上のフランジタイプや、JIS Sch10以外のフランジ対応も可能ですので、お問合せください。今までの最大サイズの実績は100A配管用です。

 

Q9.洗浄は可能でしょうか？ フランジミキサー、ニップルミキサーは共に分解洗浄可能ですが、ニップルミキサーは混合エレメントが小さいため再組立に困難を伴います。専用ジグを用意していますので、必要な場合はお問合せください。また、内部品のみの販売もしています。

 

Q10.材質について 材質の変更は可能です。PTFEやチタン等でも製作可能ですが、PTFEの場合は最小15A(1/2B)になります。詳細についてはお問い合わせください。

 

Q11.圧力損失について 圧力損失は、フランジタイプの25Aでケニックス型スタティックミキサーの約3倍ですが、混合エレメントの積層枚数の増減や積層方法により、圧力損失を変えることができます。積層枚数を増加させれば流路面積が増加しますので圧力損失は減少し、逆に積層枚数を減らせば流路面積は減少して圧力損失は増加します。また、混合エレメント積層体を中間板の両側に積層せずに、片側のみとすることによっても圧力損失は減少します。カタログ掲載以外にも詳細データがありますので、お問い合わせください。

 

Q12.ニップルミキサーはどのように組換えできますか？ ニップルミキサーのニップル内部に収納されている混合エレメント積層体の構成は、下図１のように混合エレメント積層体が2枚のブラインド板及び1枚の中間板に挟まれており、これにより流体は外⇒内⇒外に流れます。これに対し、図2のようにブラインド板及び中間板の枚数を増やすことにより外⇒内⇒外の回数を増加させることができるので、圧力損失は増加しますが混合は促進されます。特注により対応可能ですので、ご希望の方はお問い合わせください。

 

 

 

Q13.今までどのような実績がありますか?

今までの主な実績について、以下に示します。 ・液体凝集剤の希釈 ・次亜塩素酸の希釈 ・エマルジョン製造用プレミキサー ・往復動ポンプの動作不良対策としてのポンプ入口における気泡分散 ・切削水中への油分の混合 ・ファインバブル生成 液体凝集剤の希釈では、従来の撹拌翼・撹拌槽による希釈よりも液体凝集剤の使用量が減少し、設備の省スペース・コストダウンも実現させました。

 

Q14.貸出品について ニップルサイズは8A～20A、フランジサイズは25A～50Aの標準品の全てのサイズのスタティックミキサーについて無償の貸出サンプルを準備しています。ご希望の場合はご連絡ください。

 

 

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