Высокоскоростной смеситель
 |
Смеситель с высокой скоростью сдвига диспергирует или транспортирует одну фазу или ингредиент (жидкость, твердое вещество, газ) в основную непрерывную фазу (жидкость), с которой он обычно не смешивается . Ротор или рабочее колесо вместе с неподвижным компонентом, известным как статор, или набором роторов и статоров, используются либо в резервуаре, содержащем смешиваемый раствор, либо в трубе, через которую проходит раствор, для создания сдвига . Смеситель с высокой скоростью сдвига можно использовать для создания эмульсий , суспензий , лиозолей (газов, диспергированных в жидкости) и гранулированных продуктов. Он используется в клеевой, химической, косметической, пищевой, фармацевтической и пластмассовой промышленности для эмульгирования, гомогенизации , уменьшения размера частиц и диспергирования.
Принципы работы
[ редактировать ]Жидкость подвергается сдвигу, когда одна область жидкости движется с другой скоростью относительно соседней области. В смесителе с высокой скоростью сдвига используется вращающееся рабочее колесо или высокоскоростной ротор или серия таких рабочих колес или линейных роторов, обычно приводимых в действие электродвигателем, для «обработки» жидкости, создания потока и сдвига. Скорость кончика, или скорость жидкости на внешнем диаметре ротора, будет выше, чем скорость в центре ротора, и именно эта разница скоростей создает сдвиг.
Неподвижный компонент может использоваться в сочетании с ротором и называется статором. Статор создает зазор с малым зазором между ротором и самим собой и образует зону чрезвычайно высокого сдвига для материала на выходе из ротора. Комбинацию ротора и статора часто называют смесительной головкой или генератором. Большой роторно-статорный смеситель с высоким сдвиговым усилием может содержать несколько генераторов. [ 1 ] [ 2 ]
Ключевые конструктивные факторы включают диаметр ротора и скорость его вращения, расстояние между ротором и статором, время нахождения в смесителе и количество генераторов в серии. Переменные включают количество рядов зубов, их угол и ширину проемов между зубами.
Смесители периодического действия с большими сдвиговыми усилиями
[ редактировать ]В смесителе периодического действия с высокой скоростью сдвига смешиваемые компоненты (будь то несмешивающиеся жидкости или порошок в жидкости) подаются сверху в смесительный резервуар, в котором находится смеситель на вращающемся валу в нижней части резервуара. Смеситель периодического действия с высоким сдвиговым усилием может обрабатывать заданный объем материала примерно в два раза быстрее, чем линейный роторно-статорный смеситель той же номинальной мощности; такие миксеры продолжают использоваться там, где основным требованием является более быстрая обработка по объему, а пространство не ограничено. [ 3 ] При смешивании липких растворов часть продукта может остаться в резервуаре, что потребует очистки. Однако существуют конструкции смесителей периодического действия с большими сдвиговыми усилиями, которые очищают резервуар в рамках рабочего цикла. [ 4 ] Некоторые смесители с высокой скоростью сдвига предназначены для работы всухую, что ограничивает объем очистки, необходимый в резервуаре. [ 5 ] [ 6 ]
Линейные смесители с высоким усилием сдвига
[ редактировать ]В линейном смесителе ротор-статор с высоким усилием сдвига массив ротор-статор содержится в корпусе с входом на одном конце и выходом на другом, а ротор приводится в движение через уплотнение. Смешиваемые компоненты пропускаются через генераторную установку непрерывным потоком, при этом все вместе действует как центробежное насосное устройство. Линейные смесители с высоким усилием сдвига обеспечивают более контролируемую среду смешивания, занимают меньше места и могут использоваться как часть непрерывного процесса. Равновесное смешивание может быть достигнуто путем многократного пропускания продукта через линейный смеситель с высокими сдвиговыми усилиями. [ 7 ]
Линейная порошковая индукция
[ редактировать ]Линейный роторно-статорный смеситель, оборудованный для индукционной подачи порошка, обеспечивает гибкость, возможности и портативность для обслуживания нескольких резервуаров для смешивания практически любого размера. Его простота в эксплуатации и удобство еще больше увеличивают полезность оборудования, одновременно упрощая погрузочно-разгрузочные работы. [ 8 ] [ 9 ]
При использовании с вакуумным насосом и бункером линейный сдвиговый смеситель может быть очень эффективным способом включения порошков в потоки жидкости. Эти системы, также известные как порошковые индукторы с высоким сдвиговым усилием, имеют то преимущество, что процесс осуществляется на уровне пола вместо работы с тяжелыми мешками на антресолях. Системы индукционной подачи порошка с высокой скоростью сдвига также обеспечивают легкую взаимозаменяемость с несколькими резервуарами. [ 10 ] [ 11 ]
Высокоскоростные грануляторы
[ редактировать ]Гранулятор с высоким сдвиговым усилием представляет собой технологический комплекс, состоящий из линейного или периодического смесителя с высоким сдвиговым усилием и сушилки с псевдоожиженным слоем. В процессе грануляции требуется только твердый компонент смеси. Жидкость используется только как вспомогательное средство при обработке. Смеситель с высокой скоростью сдвига обрабатывает твердый материал до желаемого размера частиц, а затем смесь перекачивается в сушильный слой, где жидкость удаляется, оставляя после себя гранулированный продукт. [ 12 ]
Линейные смесители со сверхвысокими сдвиговыми усилиями
[ редактировать ]В линейном смесителе со сверхвысоким усилием сдвига смешивание с высоким усилием сдвига происходит за один или несколько проходов через решетку ротор-статор. Смеситель предназначен для того, чтобы подвергать продукт более высокому сдвигу и большему количеству сдвига, чем стандартный линейный роторно-статорный смеситель, обеспечивая исключительно узкое распределение частиц по размерам. Субмикронные размеры частиц возможны с использованием технологии сверхвысоких сдвиговых усилий. [ 13 ] [ 14 ] Для этого машина оснащена статорами с прецизионно обработанными отверстиями или пазами, через которые продукт проталкивается роторами. Массив ротор-статор также может включать в себя механизм, посредством которого изменяется импульс потока (например, за счет его прохождения через статор вбок), что позволяет выполнять больше обработки за один проход. [ 15 ]
Равновесное смешивание
[ редактировать ]Смесители с высокой скоростью сдвига используются в промышленности для производства стандартных смесей ингредиентов, которые не смешиваются естественным путем. Когда вся жидкость состоит из двух или более жидкостей, конечным результатом является эмульсия ; когда он состоит из твердого тела и жидкости, он называется суспензией , а когда газ диспергируется в жидкости, в результате получается лиозоль. [ 16 ] Каждый класс может быть или не быть гомогенизирован , в зависимости от количества вложенной энергии.
Для достижения стандартной смеси используется техника равновесного смешивания. Определяется целевая характеристика, так что, как только смешанный продукт приобретет эту характеристику, она в дальнейшем существенно не изменится, независимо от того, как долго продукт обрабатывается. Для дисперсий это равновесный размер частиц. Для эмульсий это равновесный размер капель. Количество смешивания, необходимое для достижения равновесного смешивания, измеряется оборотом резервуара – количеством раз, когда объем материала должен пройти через зону с высоким сдвигом. [ 3 ]
Использование технологии смешивания с высоким сдвигом
[ редактировать ]Смесители с высокой скоростью сдвига используются во всех химических отраслях промышленности, где необходимо производить стандартизированные смеси ингредиентов, которые не смешиваются естественным путем. К ним относятся:
- Фармацевтические препараты , препараты суспензий и гранулированных продуктов
- Производство бумаги , отбеливание и подготовка бумажной массы
- Приготовление пищи, эмульсии для приправ, соусов и заправок
- Производство косметики и туалетных принадлежностей
- Производство красок для диспергирования пигмента в смеси смолы и растворителя, обычно используемой в автомобильной краске вместе с промышленными покрытиями, включая самолеты, упаковку и коммерческий транспорт.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Технология смешивания со сверхвысоким усилием сдвига» (PDF) . С Банашек . Проверено 27 декабря 2009 г.
- ^ «ДИСПАКС-РЕАКТОР ДР» . ИКА . Проверено 8 ноября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Искусство смешивания с высоким усилием сдвига» (PDF) . Компания Чарльз Росс и сын . Проверено 6 июня 2009 г.
- ^ Круг-Польман, Аллет. «Быстро получите суспензию с помощью смесителя с высокой скоростью сдвига» . Инженер в прямом эфире . Проверено 7 июня 2009 г.
- ^ «Смесители верхнего монтажа» . Скотт Турбон Миксер . Проверено 10 августа 2010 г.
- ^ «Диспергаторы периодического действия» . ИКА . Проверено 8 ноября 2023 г.
- ^ «Линейные диспергаторы/Мельницы» . ИКА . Проверено 8 ноября 2023 г.
- ^ «Выберите индукционный смеситель для порошков, который может обслуживать несколько емкостей для смешивания» (PDF) . Компания Чарльз Росс и сын . Проверено 24 июля 2011 г.
- ^ «Твердожидкостные смесители» . ИКА . Проверено 8 ноября 2023 г.
- ^ «Смесители Vacublend» . Скотт Турбон Миксер . Проверено 10 августа 2010 г.
- ^ «СМХ (рециркуляция)» . ИКА . Проверено 8 ноября 2023 г.
- ^ «Гранулятор с высокими сдвиговыми усилиями» . Л. Б. Боле . Проверено 05 марта 2015 г. «Грануляционные люксы» . Компания Вектор . Проверено 7 июня 2009 г.
- ^ «Технология смешивания со сверхвысоким усилием сдвига» (PDF) . Компания Чарльз Росс и сын . Проверено 6 июня 2009 г.
- ^ «ДИСПАКС-РЕАКТОР ДРС» . ИКА . Проверено 8 ноября 2023 г.
- ^ «Как работает встроенный эмульгатор DynaShear» . Адмикс . Проверено 7 июня 2009 г.
- ^ Кисса, Эрик (1999). Дисперсии; Характеристика, тестирование и измерение . Марсель Деккер, Inc.