Hướng dẫn người mua máy trộn cắt cao: Lựa chọn, nhiệm vụ và kích thước rôto-Stator

Một mẻ lẽ ra là nhũ tương ổn định vẫn hiển thị các giọt có thể nhìn thấy trên phiến nhúng sau bốn mươi phút khuấy và mọi nỗ lực khắc phục bằng cách tăng tốc độ máy khuấy chỉ làm nóng sản phẩm. Máy khuấy đang thực hiện công việc của mình - nó di chuyển toàn bộ bể chứa - nhưng nó không làm được một việc mà công thức thực sự cần: đưa một lượng lớn năng lượng vào một thể tích chất lỏng rất nhỏ.

Đó chính là mục đích của máy trộn cắt cao. Phiên bản ngắn, trước chi tiết: nếu mục tiêu của bạn là kích thước hạt hoặc giọt mục tiêu, bạn cần cắt rôto-stator; nếu mục tiêu của bạn là trộn, tạo huyền phù hoặc truyền nhiệt, cánh quạt thông thường sẽ thực hiện việc đó với ít tiền hơn và ít nhiệt hơn. Hầu hết các công trình lắp đặt có lực cắt cao đáng thất vọng không phải là những cỗ máy được chế tạo tồi. Họ là cỗ máy phù hợp được áp dụng cho nhiệm vụ sai lầm.

Máy trộn cắt cao thực sự làm được những gì

Lực cắt là một gradient vận tốc - sự chênh lệch tốc độ giữa hai lớp chất lỏng chia cho khoảng cách giữa chúng. Bên trong đầu làm việc của rôto-stator, đầu rôto quét qua thành stato cố định qua một khe hở được đo bằng milimét. Tốc độ đầu 20 m/s trên khoảng cách 1 mm tương ứng với tốc độ cắt cục bộ theo thứ tự 20.000 giây nghịch đảo. Trong hầu hết các bể chứa, vùng xả của cánh quạt hiếm khi vượt quá vài trăm. Hai hoặc ba bậc độ lớn đó là toàn bộ câu chuyện về sự pha trộn cắt cao.

Mật độ năng lượng, không phải tốc độ trục

Bản thân công suất động cơ cho bạn biết rất ít. Tốc độ cắt tỷ lệ gần như với tốc độ đầu, trong khi sức mạnh trong dòng chảy rối tỷ lệ với thứ gì đó gần với lập phương của tốc độ đầu. Tốc độ tăng gấp đôi sẽ tăng gấp đôi lực cắt mà sản phẩm nhìn thấy nhưng yêu cầu công suất gấp khoảng tám lần và gần như toàn bộ năng lượng tăng thêm đó sẽ chuyển thành nhiệt trong sản phẩm. Một đầu rôto-stator khiêm tốn có thể đánh bại một máy khuấy lớn hơn nhiều trong việc tạo ra nhũ tương và thua kém nó khi trộn. Việc định cỡ phải bắt đầu từ hoạt động của thiết bị chứ không phải từ mức đánh giá kilowatt.

Batch và inline là hai máy khác nhau

• Một máy trộn cắt cao theo mẻ mang đầu làm việc vào thùng chứa, thường là trên trục đầu vào. Toàn bộ mẻ lưu thông qua vùng cắt nhiều lần nên công thức có điểm cuối rõ ràng và một bình sẽ làm mọi việc.
• Một sản phẩm bơm máy trộn cắt cao nội tuyến thông qua buồng chứa rôto và stato. Nó có thể chạy như một đường chuyền đơn lẻ hoặc như một vòng tuần hoàn, và nó cho phép kiểm soát nhiệt độ tốt hơn nhiều vì vùng cắt chỉ giữ một lượng nhỏ sản phẩm tại một thời điểm.

Dù bằng cách nào, vùng cắt cao là nhỏ và phần còn lại của tàu vẫn phải làm: đưa sản phẩm vào đầu một cách nhất quán, tránh vùng chết ở các góc và giữ chất rắn ở dưới đáy. Đó là câu trả lời cho mô hình dòng câu hỏi trước khi cắt bất kỳ loại thép nào, đó là lý do tại sao công việc CFD được mô tả trên trang web này trang dịch vụ động lực học chất lỏng thường là bước đầu tiên trong một dự án phân tán khó khăn.

Kích thích cắt cao so với kích động thông thường: Bảng quyết định

Hầu hết các đối số về đặc điểm kỹ thuật đều xuất phát từ việc coi tất cả việc trộn đều là một thao tác. Đó thực sự là ba hoạt động xảy ra để chia sẻ một chiếc xe tăng.

Không điều nào trong số này làm cho máy khuấy thông thường trở nên lỗi thời. Thiết bị đầu vào có kích thước phù hợp là máy phù hợp để trộn, tạo huyền phù và truyền nhiệt, đồng thời việc ghép nối nó với một đầu cắt cao riêng biệt cho bước phân tán thường rẻ hơn và linh hoạt hơn so với việc buộc một máy đảm nhiệm cả hai nhiệm vụ. Các thiết bị như máy trộn đầu vào TOPA001DR được thiết kế dành cho công việc có lưu lượng lớn đó, với vòng đệm và bố trí vòng bi có kích thước phù hợp cho dịch vụ liên tục thay vì cắt đỉnh.

Máy trộn đầu vào TOPA001DR để trộn và huyền phù số lượng lớn Máy trộn dòng DR hàng đầu để trộn, huyền phù và truyền nhiệt, với bộ truyền động thẳng đứng, cấu trúc nhỏ gọn đơn giản và các tùy chọn cánh quạt/phớt cho nhiệm vụ dòng khối lớn liên tục. Xem sản phẩm →

Kết hợp đầu làm việc với độ nhớt và chất rắn

Độ nhớt quyết định loại máy trộn nào có sẵn vì nó kiểm soát liệu sản phẩm tươi có thể chảy vào vùng cắt hay không. Ở đầu rôto-stato, khe hở cố định và hẹp; nếu sản phẩm không chảy vào đó, đầu chỉ đơn giản quay trong một khoang do chính nó tạo ra.

• Dưới khoảng 5.000 cP, các cánh quạt, tua bin cánh nghiêng và stato rôto thẳng hàng đều hoạt động và nội tuyến thường tiết kiệm năng lượng nhất vì máy bơm cung cấp cho vùng cắt thay vì dựa vào dòng chảy lớn.
• Từ 5.000 đến 50.000 cP, các đĩa phân tán và đầu nhiều tầng phát huy tác dụng. Xác nhận rằng sản phẩm có thể được bơm nếu bạn lập kế hoạch cho vòng lặp nội tuyến và theo dõi dòng điện của động cơ trong quá trình khởi động trên một lô đã được xác định.
• Trên 50.000 cP, hình học khung, mỏ neo, ruy băng và hành tinh chiếm ưu thế. Lực cắt cơ học không còn là yếu tố hạn chế nữa - sự truyền nhiệt qua một màng gần như bị ứ đọng là điều mà các dụng cụ cạo và ruy băng giải quyết.

Chất rắn thêm một hạn chế thứ hai. Bột kết dính phải được làm ướt trước khi chúng có thể được phân tán, và một đĩa phân tán có chủ ý kéo một dòng xoáy trên bề mặt để bột được hút vào chất lỏng thay vì nổi lên. Đầu rôto-stator phá vỡ các khối kết tụ rất hiệu quả khi chúng bị ướt, nhưng nó không thể làm ướt mảng chất màu trôi nổi. Đối với bước đầu tiên đó, các bộ phân tán tốc độ cao như dòng FS1 là giải pháp thông thường, với đầu rôto-stator được đưa vào sau đó để phân tán tốt.

Bộ phân tán tốc độ cao dòng TOPA005 FS1 để làm ướt bột Bộ phân tán đầu vào dòng FS1 dùng để làm ướt bột kết dính trước khi phân tán mịn, với cánh quạt tốc độ cao, bộ truyền động nhỏ gọn và nhiều tùy chọn bịt kín cho nhiệm vụ trộn. Xem sản phẩm →

Nội tuyến hoặc hàng loạt: Chọn theo nhiệt độ, không thuận tiện

Đầu cắt cao tập trung năng lượng vào một thể tích nhỏ và năng lượng đó cuối cùng sẽ chuyển thành nhiệt. Trong cách sắp xếp theo mẻ, toàn bộ mẻ đi qua vùng nóng nhiều lần, do đó, công thức nhạy cảm với nhiệt độ có thể bị hỏng rất lâu trước khi đạt được mục tiêu phân tán.

Một vòng lặp nội tuyến thay đổi số học đó. Bởi vì chỉ có một khối lượng nhỏ nằm trong vùng cắt bất kỳ lúc nào, nhiệt có thể được loại bỏ giữa các lần đi qua bình có vỏ bọc hoặc bộ trao đổi dạng tấm và vòng lặp có thể chạy miễn là công thức cần mà không cần nấu sản phẩm. Các thiết bị nội tuyến cũng làm sạch tại chỗ dễ dàng hơn và đơn giản hơn đối với thiết bị để sản xuất liên tục.

Sự đánh đổi là tính linh hoạt. Đầu mẻ có thể được nâng lên, làm sạch và tái sử dụng cho một công thức khác trong vòng vài phút; một đường trượt nội tuyến cam kết với tốc độ dòng chảy và dòng sản phẩm. Các bộ phận rotor-stator nội tuyến chẳng hạn như bộ đồng nhất dòng ZJH được chế tạo dựa trên ý tưởng tuần hoàn — một buồng cắt nhỏ, một máy bơm và một vòng lặp, do đó việc kiểm soát nhiệt độ được thực hiện với thùng chứa thay vì với máy trộn.

TOPH61 Series ZJH Homogenizer cho kem, thuốc mỡ và kem đánh răng Chất đồng nhất tuần hoàn ZJH được cấp bằng sáng chế dành cho các loại kem, thuốc mỡ và kem đánh răng có độ nhớt cao, sử dụng tuần hoàn bên trong/bên ngoài, nhũ hóa chân không và xử lý tự động trong các hệ thống vệ sinh nhỏ gọn. Xem sản phẩm →

Những gì cần chỉ định trước khi mua

1. Kích thước giọt hoặc hạt mục tiêu, cộng với phương pháp đo mà bạn sẽ chấp nhận. "Tốt" và "hỗn hợp tốt" không phải là thông số kỹ thuật và kết quả nhiễu xạ laser không phải là bằng chứng giống như hình ảnh kính hiển vi.
2. Độ nhớt ở nhiệt độ quy trình, không phải ở nhiệt độ phòng. Một sản phẩm đọc 200 cP khi ở nhiệt độ lạnh có thể hoạt động rất khác ở 70 °C và khe hở đầu phôi phải phù hợp với cả hai.
3. Phạm vi kích thước lô và độ suy giảm. Nếu một máy phải xử lý 20% lô danh nghĩa, vùng cắt có thể không chìm trong nước và động cơ có thể bị quá khổ.
4. Mẹo về phạm vi tốc độ, truyền động và hành vi khởi động. Điều khiển tần số thay đổi là điều bình thường trên đầu cắt cao và giới hạn mô-men xoắn sẽ bảo vệ trục khi bắt đầu một mẻ đã ổn định.
5. Vật liệu ướt và chiến lược bịt kín. Chất rắn mài mòn, hóa học CIP mạnh và nhiệm vụ chân không đều thúc đẩy quyết định phốt trục và phốt cơ khí trên bình cân bằng áp suất hoặc bồn siphon là một yêu cầu dịch vụ rất khác so với phốt môi đơn giản.
6. Một thử nghiệm thí điểm trên sản phẩm của riêng bạn. Hình dạng đầu, khe hở và kiểu khe stato tương tác với lưu biến theo những cách khó có thể dự đoán chỉ từ các bảng dữ liệu.

Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về hình học đầu làm việc và cách thiết kế stato thay đổi kích thước giọt, hãy xem tổng quan của trang web về thiết kế chất nhũ hóa cắt cao bao gồm các chi tiết thực tế.

Câu hỏi thường gặp về máy trộn cắt cao

Quy tắc tồn tại khi tiếp xúc với các dự án thực tế rất đơn giản: quyết định xem bạn đang mua loại vận hành đơn vị nào - dòng chảy, phân tán hoặc nhũ hóa - và mua một chiếc máy giỏi về chức năng đó. Các vấn đề về trộn hiếm khi được giải quyết khi một đầu công việc duy nhất được yêu cầu phải vượt trội ở cả ba.