14 レボミル🄬のビーズの挙動と分散性について
1.はじめに
レボミルは、アジテータとベッセルを同方向に回転させることにより、同じ相対周速でもビーズに与える遠心力の大きさを調整することができ、従来機よりも幅広い運転が可能である。
「Column9 レボミル®のビーズの挙動」において、レボミルのビーズの挙動を確認したが、同じ相対周速であってもアジテータとベッセルの回転数によって、ビーズの分布は大きく異なっていた。
今回、試料に酸化チタンを用いてレボミルを運転し、回転数の違いが分散性に及ぼす影響を調べた。
2.実験方法
① レボミルを以下条件で運転した。
レボミル運転条件
- 仕様機種 :
- レボミル（型式：RV-L 分散部実容積0.35L ピン型アジテータ）
- 試 料 :
- 酸化チタンスラリー(10wt%) 2kg
※高速せん断型攪拌機 デスパで予備撹拌
【配合】酸化チタン(JA-1) ※1 ：水：分散剤(アロンT-50)※2 = 25：224：1（重量比）
- 1.テイカ株式会社製
- 2.東亜合成株式会社製
- 使用ビーズ :
- ジルコニアφ 0.1mm 80 ％充填
- 相対周速 :
- 4m/ｓ（回転数は表１参照）
表1. 運転条件表
| No. | アジテータ 回転数 (rpm) |
ベッセル 回転数 (rpm) |
相対周速 (m/s) |
送液量 (g/min) |
|---|---|---|---|---|
| A | 1,000 | 200 | 4 | 1,700 |
| B | 1,200 | 400 | 4 | 1,700 |
| C | 1,600 | 800 | 4 | 1,700 |
| D | 2,000 | 1,200 | 4 | 1,700 |
② 得られた分散データを比較した。
3.結果と考察
図1 に投入動力と粒子径の関係を示す。なお、粒子径はレーザー回折式粒度分布計 LA-960S（堀場製作所 製）を使用して測定した。
図より、アジテータとベッセルを高速回転させたC、D の分散性が他より劣っていることがわかる。ビーズが受ける遠心力が液流れ方向の力よりも大きく、ベッセル内壁付近でパッキングした状態であったと推測できる。またこの状態は、「Column9 レボミル®のビーズの挙動」のNo.3 、No.4 に近い状態だと考えられる。
図1 ．投入動力と粒子径の関係
4.おわりに
レボミルは、同じ相対周速運転であっても様々な回転数で運転可能な装置である。
このことから、小径ビーズを用いた低周速かつ高吐出運転時であっても、ビーズが出口側に偏ることなく安定した運転が行えるが、液の流れに対し遠心力が大きすぎるとベッセル内壁付近でビーズパッキングが発生し、分散性能が低下するおそれがあることがわかった。回転数の設定は液の性状にあわせる必要がある。
