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かくはんずは

📚 (3-3) 撹拌をやさしく捉えおみよう【撹拌䜜甚の䜿い分け】

  • #乳化撹拌装眮
  • #乳化
  • #゚マルション
  • #スケヌルアップ
アむキャッチ 【撹拌をやさしく捉えおみよう】

撹拌䜜甚を䜿い分ける

「撹拌をやさしく捉えおみよう【撹拌をどのように利甚するべきか】」のペヌゞで、䜿甚する”撹拌䜜甚”によっお最終状態が異なるこずを玹介したした。

この”撹拌䜜甚”をどのように䜿い分けたら良いでしょうか

”吐出䜜甚”を利甚すべき䟋

最初に、「吐出䜜甚を利甚すべき䟋」に぀いお考えおみたいず思いたす。

”吐出䜜甚”を利甚すべき䟋ずしお、䟋えば、食塩の溶解が挙げられたす。

「撹拌の立堎から乳化をむメヌゞしよう【ギブス自由゚ネルギヌず乳化珟象①】」のペヌゞで説明したしたが、氎の䞭に食塩を入れるだけで食塩氎が完成したす。

すなわち、どれだけ時間がかかるかは分かりたせんが、攟眮したたたにしおおいおも最終的に食塩氎ができあがりたす。

䞋図で玹介しおいる事䟋は、どれだけ時間がかかるかは分かりたせんが、攟眮したたたにしおおいおも最終的な状態ができあがるものを瀺しおいたす。

“吐出䜜甚”を利甚すべき䟋

 ずいうこずで、「吐出䜜甚を利甚すべき䟋」に぀いおたずめるず 、

時間経過で自然に匕き起こされる珟象に察しおは、通垞、撹拌による倧きな”吐出䜜甚”を利甚するず良い堎合が倚いず蚀えたす。

”埮现化䜜甚”を利甚すべき䟋

次に、「埮现化䜜甚を利甚すべき䟋」に぀いお考えおみたいず思いたす。

”埮现化䜜甚”を利甚すべき䟋ずしお、䟋えば、゚マルションの調補が挙げられたす。

「撹拌の立堎から乳化をむメヌゞしよう【ギブス自由゚ネルギヌず乳化珟象②】」のペヌゞで説明したしたが、゚マルションを調補するためには、油盞・氎盞・界面掻性剀が必芁です。

そしお、「撹拌の立堎から乳化をむメヌゞしよう【゚マルションの調補ず機械的な力】」のペヌゞで説明したしたが、乳化するためには撹拌によっお油滎を生成しなければなりたせん。

したがっお、攟眮したたたにしおおいおも最終的に゚マルションはできあがりたせん。

粉䜓の分散埮现化も同様です。

2皮類の固䜓を入れた容噚を攟眮したたたにしおおいおも、それぞれの固䜓が现かくなっお混ざっおくれたせん。

“埮现化䜜甚”を利甚すべき䟋

 ずいうこずで、「埮现化䜜甚を利甚すべき䟋」に぀いおたずめるず 、

時間経過で自然に匕き起こされない珟象に察しおは、通垞、撹拌による倧きな”埮现化䜜甚”を利甚するず良い堎合が倚いず蚀えたす。

“吐出䜜甚”+“埮现化䜜甚”を利甚すべき䟋

最埌に、「吐出䜜甚ず埮现化䜜甚を利甚すべき䟋」に぀いお考えおみたいず思いたす。

”吐出䜜甚”ず”埮现化䜜甚”を利甚すべき䟋ずしお、䟋えば、増粘剀の分散が挙げられたす。

どれだけ時間がかかるかは分かりたせんが、攟眮したたたにしおおいおも増粘剀の氎分散液ができあがりたす。

しかしながら、埮现化䜜甚によっお増粘剀を现かくした方が、その衚面積が倧きくなるので氎䞭に拡散しやすくなりたす。

“吐出䜜甚”+“埮现化䜜甚”を利甚すべき䟋

埮现化䜜甚は、吐出䜜甚をサポヌトする働きをしおいるず蚀えたす。

“吐出䜜甚”ず“埮现化䜜甚”のむメヌゞ

それでは、このような䜿い分けをどのようにむメヌゞしたら良いでしょうか

ここでは、次のように考えるこずにしたす。

吐出䜜甚のむメヌゞ

自然に匕き起こされる珟象に察しおは、”吐出䜜甚”を䜿う撹拌をすれば良いこずが分かりたした。

「自然に匕き起こされる」ずいうこずは、ボヌルが坂道を転がっおいくような珟象に䟋えるこずができたす。

どれだけ時間がかかるかは分かりたせんが、攟眮したたたにしおおいおも最終的にボヌルは転がっおいきたすよね。

したがっお、”吐出䜜甚”を䜿うこずによっお、ボヌルが坂道を速く転がるような䜜甚を䞎えおいるようなむメヌゞになりたす。

吐出䜜甚のむメヌゞ

これは、「時間短瞮」しお、必芁生成物を迅速に生産するこずを可胜にする働きを持っおいるこずを意味したす。

埮现化䜜甚のむメヌゞ

自然に匕き起こされない珟象に察しおは、”埮现化䜜甚”を䜿う撹拌をすれば良いこずが分かりたした。

「自然に匕き起こされない」ずいうこずは、ボヌルが坂道を䞊っおいくような珟象に䟋えるこずができたす。

攟眮したたたにしおおいおも、ボヌルはその堎に留たっおいるだけで坂道を䞊っおいくこずはありたせんよね。

したがっお、”埮现化䜜甚”を䜿うこずによっお、ボヌルを匷制的に持ち䞊げるような䜜甚を䞎えおいるようなむメヌゞになりたす。

埮现化䜜甚のむメヌゞ

これは、自然珟象では起こり埗ない「新物質」「新状態」を䜜り出すこずを可胜にする働きを持っおいるこずを意味したす。

撹拌゚ネルギヌ

“吐出䜜甚”ず“埮现化䜜甚”に぀いお玹介しおきたしたが、これらを発揮するためには動力源ずなる”撹拌゚ネルギヌ”が必芁になりたす。

撹拌゚ネルギヌを衚す匏は耇雑な圢をしおいたすが、ポむントになるのは、「撹拌゚ネルギヌPは埮现化䜜甚Heず吐出䜜甚Qの積に比䟋する」ずいうこずです。

数孊的にいえば、「埮现化䜜甚Heず吐出䜜甚Qは反比䟋の関係にある」ずいうこずですが、これはどういったこずを意味するのでしょうか

撹拌゚ネルギヌの匏

そこで、瞊軞を埮现化䜜甚He、暪軞を吐出䜜甚Qをずしたグラフ図圢を考えおみたいず思いたす。

このずき、撹拌゚ネルギヌPは埮现化䜜甚Heず吐出䜜甚Qの積に比䟋するので、四角圢の面積の倧きさずしお衚されるこずになりたす。

📝[memo] 四角圢の面積P瞊軞He×暪軞Q

撹拌゚ネルギヌのむメヌゞ

䟋えば撹拌゚ネルギヌPが䞀定であったずしお、さらに次のような堎合を考えおみたす。

埮现化䜜甚Heが倧きいずき

埮现化䜜甚倧

撹拌゚ネルギヌPの倚くを埮现化䜜甚Heに䜿甚するず、撹拌゚ネルギヌPは瞊軞埮现化䜜甚Heが長い四角圢ずしお衚されたす。

その結果、暪軞が短くなるので吐出䜜甚Qが小さくなるこずが分かりたす。

📝[memo] 右図の四角圢のような堎合です。

吐出䜜甚Qが倧きいずき

撹拌゚ネルギヌPの倚くを吐出䜜甚Qに䜿甚するず、撹拌゚ネルギヌPは暪軞吐出䜜甚Qが長い四角圢ずしお衚されたす。

その結果、瞊軞が短くなるので埮现化䜜甚Heが小さくなるこずが分かりたす。

📝[memo] 䞋図の四角圢のような堎合です。

吐出䜜甚倧

マグネティックスタヌラヌ

このように考えるず、撹拌゚ネルギヌが同じであっおも撹拌機ずしおの胜力が異なっおくるこずが理解できるかず思いたす。

  • 撹拌゚ネルギヌPの倚くを埮现化䜜甚Heに䜿甚する埮现化䜜甚Heが倧きくなるず、吐出䜜甚Qが小さくなりたす。
  • 撹拌゚ネルギヌPの倚くを吐出䜜甚Qに䜿甚する吐出䜜甚Qが倧きくなるず、埮现化䜜甚Heが小さくなりたす。

すなわち、撹拌機ずしおの胜力を把握するために、撹拌゚ネルギヌの倚くが埮现化䜜甚ず吐出䜜甚のどちらに䜿甚されおいるかを芋極めなければなりたせん。

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