А с высоким усилием сдвига смеситель диспергируется, или транспортные средства , одна фаза или ингредиент (жидкая, твердые, газовый) в основную непрерывную фазу (жидкость), с которой она обычно будет несмешивающейся . Ротор или крыльчатка вместе со стационарным компонентом, известным как статор, или набор роторов и статоров, используются либо в резервуаре, содержащем раствор, который нужно смешать, либо в трубе, через которую раствор проходит, для создания сдвига . Смеситель с большим усилием сдвига может использоваться для создания эмульсий , суспензий , лиозолей (газ, диспергированный в жидкости) и гранулированных продуктов. Он используется в клеевой, химической, косметической, пищевой, фармацевтической и пластмассовой промышленности для эмульгирования, гомогенизации., уменьшение размера частиц и диспергирование. [1]
Принципы работы
Жидкость подвергается сдвигу, когда одна область жидкости движется с другой скоростью относительно соседней области. В смесителе с большим усилием сдвига используется вращающееся рабочее колесо или высокоскоростной ротор, или ряд таких рабочих колес или рядных роторов, обычно приводимых в действие электродвигателем, для «работы» с жидкостью, создавая поток и сдвиг. Скорость наконечника, или скорость жидкости на внешнем диаметре ротора, будет выше, чем скорость в центре ротора, и именно эта разница скоростей создает сдвиг.
Стационарный компонент может использоваться в сочетании с ротором и называется статором. Статор создает зазор с малым зазором между ротором и самим собой и образует зону с чрезвычайно высоким сдвигом для материала, когда он выходит из ротора. Объединенные вместе ротор и статор часто называют смесительной головкой или генератором. Большой роторно-статорный смеситель с большим усилием сдвига может содержать несколько генераторов. [2] [3]
Ключевые конструктивные факторы включают диаметр ротора и его скорость вращения, расстояние между ротором и статором, время нахождения в смесителе и количество генераторов в серии. Переменные включают количество рядов зубов, их угол и ширину промежутков между зубами.
Миксеры периодического действия с большими сдвиговыми усилиями
В смесителе периодического действия с большими сдвиговыми усилиями компоненты, которые необходимо смешать (будь то несмешивающиеся жидкости или порошок в жидкости), подают сверху в смесительный резервуар, содержащий смеситель на вращающемся валу в нижней части резервуара. Смеситель периодического действия с большими сдвиговыми усилиями может обрабатывать данный объем материала примерно в два раза быстрее, чем встроенный 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. [4] При смешивании липких растворов часть продукта может остаться в резервуаре, что потребует очистки. Однако существуют смесители периодического действия с большими сдвиговыми усилиями, которые очищают резервуар во время рабочего цикла. [5] Некоторые миксеры с большим усилием сдвига предназначены для работы всухую, что ограничивает объем очистки, необходимый в баке. [6]
Встроенные смесители с большими сдвиговыми усилиями
В линейном смесителе ротор-статор с большим усилием сдвига ротор-статор находится в корпусе с входом на одном конце и выпуском на другом, а ротор приводится в движение через уплотнение. Компоненты, подлежащие смешиванию, протягиваются через генераторную установку непрерывным потоком, при этом все это действует как центробежное насосное устройство. Встроенные миксеры с большим усилием сдвига обеспечивают более контролируемую среду перемешивания, занимают меньше места и могут использоваться как часть непрерывного процесса. Равновесное перемешивание может быть достигнуто путем пропускания продукта через встроенный смеситель с большим усилием сдвига более одного раза. [4]
Встроенная подача порошка
Встроенный роторно-статорный смеситель, оборудованный для подачи порошка, предлагает гибкость, возможности и портативность для обслуживания нескольких емкостей для смешивания практически любого размера. Его простота в эксплуатации и удобство еще больше увеличивают полезность оборудования, одновременно упрощая транспортировку материалов. [7]
При использовании с вакуумным насосом и бункером встроенный смеситель со сдвигом может быть очень эффективным способом включения порошков в потоки жидкости. Эти системы, также известные как индукторы для порошка с высоким усилием сдвига, имеют преимущество в том, что процесс ведется на уровне пола, вместо того, чтобы работать с тяжелыми мешками на мезонинах. Системы подачи порошка с высоким усилием сдвига также обеспечивают простую взаимозаменяемость с несколькими резервуарами. [8]
Грануляторы с большими сдвиговыми усилиями
Гранулятор с большими сдвиговыми усилиями представляет собой технологический комплекс, состоящий из встроенного или периодического смесителя с большими сдвиговыми усилиями и сушилки с псевдоожиженным слоем. В процессе гранулирования требуется только твердый компонент смеси. Жидкость используется только как вспомогательное средство при переработке. Смеситель с большим усилием сдвига перерабатывает твердый материал до желаемого размера частиц, а затем смесь перекачивается в сушильный слой, где удаляется жидкость, оставляя после себя гранулированный продукт. [9]
Линейные смесители со сверхвысоким усилием сдвига
В линейном смесителе со сверхвысокой скоростью сдвига смешивание с высокой скоростью сдвига происходит за один или несколько проходов через роторно-статорную решетку. Смеситель спроектирован так, чтобы подвергать продукт более сильному сдвигу и большему количеству сдвигов, чем стандартный встроенный роторно-статорный смеситель, обеспечивая исключительно узкое гранулометрическое распределение. Размер частиц до микрометра возможен с использованием технологии сверхвысокого сдвига. [10] 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, с помощью которого изменяется импульс потока (например, заставляя его вбок проходить через статор), что позволяет выполнять больше обработки за один проход. [11]
Равновесное перемешивание
Миксеры с большим усилием сдвига используются в промышленности для производства стандартных смесей ингредиентов, которые не смешиваются естественным образом. Когда вся жидкость состоит из двух или более жидкостей, конечным результатом является эмульсия ; когда он состоит из твердого вещества и жидкости, он называется суспензией, а когда газ диспергирован в жидкости, в результате получается лиозоль. [12] Каждый класс может быть или не может быть гомогенизированным , в зависимости от количества потребляемой энергии.
Для получения стандартной смеси используется техника равновесного перемешивания. Идентифицируется целевая характеристика, так что после того, как смешанный продукт приобретет эту характеристику, она не будет существенно изменяться после этого, независимо от того, как долго продукт обрабатывается. Для дисперсий это равновесный размер частиц. Для эмульсий это равновесный размер капель. Количество перемешивания, необходимое для достижения равновесного перемешивания, измеряется в обороте резервуара - количество раз, когда объем материала должен пройти через зону высокого сдвига. [4]
Использование технологии смешивания с большими сдвиговыми усилиями
Смесители с большим усилием сдвига используются во всех отраслях химической промышленности, где необходимо производить стандартизированные смеси ингредиентов, которые не смешиваются естественным образом. Это включает:
- 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
Рекомендации
- ^ «Встроенные микшерные устройства» . Свободно . Проверено 5 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Технология смешивания со сверхвысоким сдвигом» (PDF) . C Banaszek . Проверено 27 декабря 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ "Введение в трехступенчатый диспаксиальный реактор IKA" (PDF) . IKA . Проверено 5 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ а б в «Искусство смешивания с большими сдвиговыми усилиями» (PDF) . Компания Чарльз Росс и сын . Проверено 6 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Поллман, Аллет Круг. «Быстро приготовьте раствор с помощью миксера с большими сдвиговыми усилиями» . Инженер Live . Проверено 7 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Смесители с верхним креплением» . Смеситель Скотта Турбона . Проверено 10 августа 2010 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Выберите индукционный смеситель для порошков, который может обслуживать несколько сосудов для смешивания» (PDF) . Компания Чарльз Росс и сын . Проверено 24 июля 2011 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Смесители для вакуумирования» . Смеситель Скотта Турбона . Проверено 10 августа 2010 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Гранулятор с высоким сдвигом» . LB Bohle . Проверено 5 марта 2015 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )«Наборы грануляции» . Корпорация "Вектор" . Проверено 7 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Технология смешивания со сверхвысоким сдвигом» (PDF) . Компания Чарльз Росс и сын . Проверено 6 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Как работает встроенный эмульгатор DynaShear» . Добавка . Проверено 7 июня 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Кисса, Эрик (1999). Дисперсии; Характеризация, тестирование и измерение . Марсель Деккер, Inc.