High Shear -sekoitus: miten se toimii, tyypit ja täydellisen sekoittimen valinta

Olet luultavastin erän epäonnistuneen vaikeasti selviytyä syistä: viikon aikana erottuva voide, vet muuttuva kastike tai pigmenttitahna, jossa hienojakoisia agglomeraatteja, ei voi poistaa millään sekoittamalla. Yhteinen lanka on, että tavanomaiset sekoittimet eivät tuota leikkausvoimaa pisaroiden koon, dispersio tai hiukkasten jakautumisen hallitsemiseksi. Suurenvoiman sekoitus sulkee raonin jokaisen voiman leikkauspäätä kakkaan mekaanisen voiman voiman leikkausrootissa, tästä syntyy lyhyessä ajassa, syntyy stabiileja emulsioita, suspensioita ja hienojakoisia dispersioita, vaan monet elintarvike-, juoma-, kosmetiikka-, farmaseuttaattorit ja kemian prosessit ovat riippuvaisia.

Tämä opas selittää, mitä korkean leikkausvoiman sekoitus on, miten roottori-staattiperiaate toimii, mitkä kokoonpanot ovat saatavilla ja mitä sinun tulee korkealeikkaussekoittimen ostamista. Jos arvioit uuden linjan laitteita tai tee vianetsintää olemassa olevalle, ensimmäinen johtopäätös on yksinkertainen: oikea korkean leikkausvoiman sekoitin antaa toistettavia tuloksia vain, kun se sopii viskositeettiin, kiintoainepitoisuuteen ja tavoitelaatuasi.

Mikä on High Shear -sekoitus?

Suuren leikkausvoiman sekoitus on mekaaninen prosessi, jossa roottori pyörii suurella määräkausilla lähekkäin sijoitettun staattorin sisällä luomaan voimakkaita leikkausimia. Nämä voimat hajottavat pisaroita tai agglomeraatteja, vetivät jauheita nesteitä ja tuottavat tasaisen seoksen, jonka rakenne on paljon hienompi kuin tavanomaisella sekoittamisella. Tulosta kuvataan emulsioksi (neste-nesteessä), suspensioksi (kiinteä-nesteessä) tai dispersioksi (pienet hiukkaset tasaisesti jakautuneet).

Käytännössä korkean leikkausvoiman sekoitusta käytetään, kun tarvitset:

• Stabiilit emulsiot, puhdista pisarakoko mikrometrialueella
• Jauheiden kostutus ja dispersio ilman kalansilmiä tai kokkareita
• Hiukkasten deagglomerointi ja koon pienentäminen maaleille, musteille ja kemiallisille tahnoille
• Paksujen tai viskoosien tuotteet, kuten liimojen, voiteiden ja lääkevoiteiden nopea valmistus

Jos et ole vielä varma, tarvitseeko sovelluksesi todella suurta leikkausvoimaa, kannattaa kannattaa sekoitussäiliön suunnittelun perusteet Ensinnäkin, koska astian asettelu voi vaikuttaa sekoittimen toimintaan.

Kuinka High Shear -sekoitin toimii

Kaikilla korkean leikkausvoiman sekoittimien on sama ydinperiaate: roottori, jossa on tarkkuuskoneistetut hampaat, pyörii suurella määrälla kiinteämillan staattorin sisällä. Tuote vedetään roottoriin ja pakotetaan staattorin aukkojen läpi, missä se kokee voimakasta mekaanista ja hydraulista leikkausta.

Roottori-staattorin leikkausvyöhyke

Roottorin ja staattorin välinen rako on pieni, noin 0,5 mm - 3 mm mallista noin. Kun roottori pyörii, neste kiihtyy välykseen ja poistuu suurella määrällä. kiihtyvyys luo leikkaus määrä, joka ohjaa kuinka hienoksi pisarat tai hiukkaset hajoavat.

Kärjen nopeus vs. leikkausnopeus

Kärjen nopeus on lineaarinen nopeus roottorin ulkoreunassa. Se on merkityksellisempi luku kuin kierrokset minuutissa (RPM), koska se vastaa roottorin halkaisijaa. Suurempi roottori pienemmällä kierrosluvulla voi tuottaa saman kärjen kuin pienempi roottori kierrosluvulla. Leikkausnopeus lasketaan jakamalla kärjen nopeus raon leveydellä. Tästä paineesta sisäänrakossa tai roottorin rakenteessa voi muuttaa sekoitustulosta kokonaan.

Taulukko antaa vain suuruusluokan käsityksen. Todelliset arvot on määritettävä prosessitestauksella, ei yleisillä käyrillä.

High Shear -sekoittimien tyypit: In-Tank, Inline ja Vacuum

Ei ole yhtä korkean leikkausvoiman sekoitinta, joka sopisi kaikille tuotteille. Kolme yleisintä kokoonpanoa ovat säiliön sisäiset panossekoittimet, inline-sekoittimet ja tyhjiösekoitusjärjestelmät.

In-Tank High Shear sekoittimet

Säiliön sisäinen sekoitin asennetaan prosessiastian päälle joko suoraan tai tukikehyksen kautta. Se kierrättää nestettä säiliön sisällä roottori-staattoripään läpi, jotta haluttu tulos saavutetaan. Tämä on joustava kokoonpano pienille ja keskikokoisille erille, usein tapahtuville tuotemuutoksille ja resepteille, jotka hyötyvät pidennetystä sekoitusajasta.

Inline High Shear sekoittimet

Inline-sekoitin toimii kuten pumppu- tai jatkuvatoiminen yksikkö. Tuote tulee sekoituskammion yhdelle puolelle ja poistuu toiselta yhden ajon tai kontrolloidun kierrosmäärän jälkeen. Inline-kokoonpanot on todella integroida jatkuviin prosesseihin, ja ne tarjoavat usein toistettavamman tuloksen, koska viipymäaika on lyhyt ja vakio.

Tyhjiösekoitus- ja emulgointisäiliöt

Tyhjiösekoitussäiliöissä yhdistyvät korkean leikkausvoiman sekoitus tyhjiökuvulla ja monissa malleissa kaavinsekoittimella. Tyhjiö poista tuotteen ilman, mikä on kriittistä paksujen voiteiden, voiteiden, akkulietteiden ja tyhjiöilmanpoistoliimojen kohdalla. Jos tuotteessasi ei tarvitse olla näkyvissä ilmakuplia, tyhjiöemulgointisäiliö on yleensä turvallisempi valinta.

• Valitse säiliössä oleva sekoitin, kun eräkoot vaihtelevat ja reseptit sopivat sopivaa sekoitusaikaa.
• Valitse inline-sekoitin jatkuvaan tuotantoon tai kun nopea kertakierros riittää.
• Valitse tyhjiöjärjestelmä, kun ilman imeytyminen, vaahto tai pitkäaikainen vakaus ovat huolestuttavia.

High Shear Mixer vs Disperser, Homogenzer ja Colloid Mill

Suuren leikkausvoiman sekoitus sekoitetaan sekoittimiin, jotka tuottavat hienoja hiukkasia. Eroilla on merkitystä, koska jokaisella tekniikalla on eniten käyttökustannuksia ja tulosta.

Käytännössä korkean leikkausvoiman sekoitin on ensimmäinen vaihe prosessissa, jossa käytetään myös homogenisaattoria tai myllyä loppujalostukseen. Monille nestemäisille kuitenkin Pelkästään hyvin suunniteltu roottori-staattorisekoitin täyttäämään vaatimukset.

Missä High Shear -sekoitusta käyttää siinä

Korkean leikkausvoiman sekoittumista esiintyy monilla missä teollisuudenaloilla, sopivasti formulaatioita on vaikeampi valmistaa kuin pelkkä sekoittaminen. Allaataulukossa on yhteenveto tärkeimmistä sovellusryhmistä.

Esimerkiksi roottori-staattorin emulgointisäiliötä käytetään laajalti kosmeettisissa ja elintarviketehtaissa saattamaan öljy- ja vesifaasit yhteenstabiiliksi emulsioksi. Kemiantehtaissa samalla periaatteella valmistetaan pigmenttipastat ja puhdistusaineet. Yleinen vaatimus on hallittu leikkaustaso, jota tavallinen sekoitin ei pysty toimittamaan.

Kuinka valita oikea High Shear -sekoitin

Ennen pyydät tarjouksen, määritä prosessisi numeroin. Halvin kone on harvoin taloudellisin, kun se ei näytä hiukkaskoon tai syklin aikasuunnitelmaa.

Aloita näistä prosessiparametreista

• Jatkuvan faasin ja lopputuotteen viskositeetti
• Kiintoainepitoisuus ja hiukkaskoko ennen ja jälkeen sekoittamisen
• Erän koko ja vaadittu sykliaika
• Käyttölämpötila ja lämpöherkkyys
• Tavoite pisara- tai hiukkaskokoon määrällinen raja
• Puhdistusmenetelmä: CIP tai käsinpesu

Saniteettisuunnittelu ja tiedonmukaisuus

Elintarvikkeiden, meijerituotteiden, kosmeettisten ja farmaseuttisten tuotteiden sekoittimessa on tarkoitus SS316L-ketusosat, peilikiillotus eikä kuolleita alueita, tuotetta voi kerääntyä. GMP-linjat vaativat asiakirjan pinnan osaksi ja materiaalisertifikaatista. Vaikeasti puhdistettava sekoitin vaarantaa asteen tuoteturvallisuuden alaan, kuinka hyvä sen sekoituskyky näyttää laboratoriossa.

Aseptinen tyhjiösekoitussäiliö ankkurikaavinsekoittimella Tämä säiliö toimii syvässä tyhjiössä poistakseen ilmakuplat voit ja voiteita, kun taas sen ankkurikaa vin täydentävän lämmönsiirron ja estää palamisen. Sen san san kuolleita alueita tukee GMP-yhteensopivuutta ja steriilienrakennetta puhdistamista. Näytä tuote →

High Shear -sekoituksen integrointiksi käsittelylinjaksi

Suuren leikkausvoiman sekoittimet eivät toimi yksin. Tyypillisessä juoma- tai meijerilinjassa korkealeikkaussäiliö toimii yhdessä varastosäiliöiden, lämmitys-/jäähdytysvaippojen, CIP-järjestelmien ja pastörointilaitteiden kanssa. Sekoittimen hallinnan puhdistuksen ymmärtäminen onlinjalinjalla, varsinkin kun on automatisoitu.

Pigmenttien ja kemikaalien valmistuksessa järjestely on määräempi: korkealeikkaussäiliön lämmityksellä tai jäähdytyksellä voi korvata useita vanhoja laitteita. Liukulle tai säiliöpohjainen rakennelyhentää asennusaikaa ja helpottaa prosessin validointia.

Teollinen High Shear -sekoitin pigmentin ja maalin hiontaan Tämä sekoitin on korkean kiintoainepitoisuuden omaaville dispersioille, ja se käyttää hammastettua dispersiolevyä pigmenttiagglomeraattien rikkomiseen tasaisen värin tarvitaan. Sen kulutusta kestävät metalliseokset ja ex-proof-standardi tekee hyvään hankaa pinnoitteita ja kemiallista eriin, mikä vähentää laitetarvetta. Näytä tuote →

Korkean leikkausvoiman sekoitus ei ole yksittäinen laite; se on prosessipäätös. Aloita tuotteen teknisistä tiedoista vahvistettavasta pisara-tai hiukkasista ja sitten säiliön tai rivin kokoonpanosta, joka vastaa erätoimintoasi. Luotettavimmat tulokset testaamalla todellista koostumusta koneen todellisen geometrian kanssa, joka ei ole tehokas moottorin tehoa vertaamalla.

Jos valmistat uutta linjaa tai päivitystä olemassa olevaa, mielellään koko prosessista laite kanssa, joka pystyy toimittamaan säilytystyötä, sekoittimia ja heidän ympärillänsä ohjaimia. Ota yhteyttä prosessimetreillasi, ja voimme auttaa sinua määrittämään käytännöllisen korkean leikkausvoiman ratkaisun.