Защо бъркалките-миксери подобряват ефективността на смесване при производството на фини химикали?

Един миксер с бъркалка е устройство, проектирано да създава движение вътре в корпуса си, запълнен с течност или суспензия. Движението може да бъде кръгово, праволинейно или напълно хаотично. Целта е да се създаде достатъчно турбулентност, така че финият химикал да се смеси равномерно. Това също така гарантира, че химичните реакции са контролирани. При производството са необходими специализирани смесители за фини химикали. Те гарантират, че висококачествените активни съставки се смесват равномерно и старателно в целия резервоар за смесване на бъркалка със стабилност.

За да видим как тези механизми осигуряват ефективност на смесването, трябва да разгледаме няколко фактора. Само скоростта на миксера не е единственият индикатор за истинско смесване.

● Еднородност

● Консумация на енергия

● Продължителност на процеса

● Повторяемост

Ако анализираме четирите фактора, посочени по-горе, можем да получим истинската производителност на смесване на смесител с бъркалка. Използването на високоефективни резервоарни бъркалки подобрява добива на химикали, скоростта на топлопреминаване и крайния растеж на кристала. Съвременните производствени съоръжения с усъвършенствани миксери могат да обработват опасни, корозивни и летливи съставки и въпреки това да ги смесват с висока ефективност. Те могат да работят дори при условия на интензивно налягане и температура. Тази статия ще помогне за анализа на тези машини и как те допринасят за постоянството на качеството на производството на фини химикали.

Какво е смесител с бъркалка?

В основата си, смесителят с бъркалка е съставен от три части:

● Двигател: Движещата сила зад въртенето на лопатките.

● Вал: Предава въртеливото действие на двигателя към работното колело.

● Работно колело: Лопатки, които действително влизат в контакт с материала, който изисква смесване.

Колкото и просто да изглежда, има много фактори, които трябва да се вземат предвид при работа с фини химикали. Тези машини използват сложни инженерни техники за предаване на енергия в смесващия се материал. Машина, електрическа или пневматична, завърта вала, за да създаде механично срязване и движение в материала. За да определят ламинарния или турбулентен поток, инженерите използват числото на Рейнолдс. То се определя въз основа на изискванията за фини химикали. Тези машини са много гъвкави и могат да обработват разтворители с нисък вискозитет до гъсти пасти, надвишаващи 100 000 cP. Те дори могат да смесват различни фази в един разтвор.

Значението на ефективността на смесване при фините химикали

При производството на високоспециализирани химикали, скоростта и кинетиката на реакцията трябва да бъдат стриктно контролирани. Ако смесването е лошо, може да има локализирани области с високи концентрации, което в някои случаи може да доведе до експлозии или нежелани реакции.

Чрез разпределяне на реактивния материал, като катализатори и реагенти, химичните промени могат да завършат за секунди. Това е огромно подобрение спрямо традиционния дизайн, който изискваше часове. Декларираме, че партидата е завършена, когато концентрацията на цялата партида достигне 95% или 99% равномерност. Това се нарича време за смесване. По-краткото време за смесване означава по-висока ефективност на производството. Перфектното смесване може да доведе до общо повишаване на ефективността на производството до 30%.

Забележка: За по-късните етапи на производство, които включват филтрация с разбъркване чрез нуче и вакуумно сушене, е необходима абсолютно консистентна смес.

Как резервоарните бъркалки повишават ефективността на процеса

Специализирани конструкции на работно колело

Тъй като острието е в директен контакт със смесвания материал, неговият дизайн играе решаваща роля за ефективността на смесване. Формата определя дали сместа ще се движи аксиално, радиално или тангенциално спрямо движението на острието.

● Аксиални импелери: За да преместват големи обеми, тези лопатки избутват сместа нагоре и надолу. Това са витла или хидрокрила, проектирани да предизвикват масивна циркулация на флуиди. Те поддържат твърдите частици равномерно плаващи, като същевременно използват ниска входна мощност.

● Радиални импелери: За интензивно смесване с високи сили на срязване, тези лопатки изтласкват течността навън. Това е жизненоважно за вкарването на газ в течности. Също така разбива упоритите бучки материал, наречени агломерати.

● Работни колела с близък клирънс: Те са като котвени или спирални ленти, които са с по-голям размер. Те обхващат около 80% от общата ширина на резервоара. Те постоянно остъргват дебел материал по стените на резервоара. Движението им предотвратява замърсяването с вискозен материал.

● Дисперсионни остриета с назъбени зъби: Специализирани остриета с назъбени зъби се въртят с невероятна скорост. Те разкъсват частиците, създавайки перфектно смесена течност, която не се разделя с времето. Те са жизненоважни за създаването на стабилни емулсии.

● Работно колело с извита извивка: За специфични индустриални приложения, където се използват силно киселинни или реактивни химикали. Тези работни колела имат меки, заоблени ръбове, покрити със стъкло. Те са жизненоважни за справяне с корозивни фини химични реакции, които изискват висока чистота.

Таблица: Избор на работно колело по приложение и вискозитет

Оптимизация на топло- и масопреноса

Добрият разбъркващ смесител за прах означава, че не оставя горещи точки в сместа. разбъркан прахообразен смесител гарантира, че температурният профил в цялата смес е равномерен и няма непълни реакции. За да се постигне това, създаването на силно и хаотично движение на флуида е ключово. Това подобрява коефициента на топлопреминаване, което от своя страна подобрява топлопреминаването. Създаването на турбулентност значително съкращава времето за цикъла на нагряване и охлаждане на сместа.

В случай че трябва да смесите газ с течност, например при хидрогениране, има специализирани миксери. Те имат кух вал. Той засмуква задържания газ от празното горно пространство на резервоара. След това той се връща обратно в лопатките, за да се увеличи максимално абсорбцията. В някои случаи статичните миксери се монтират във водопроводната система за непрекъсната обработка. Те постигат безпроблемно смесване без движещи се части, което може да намали потреблението на енергия със 70%.

Предотвратяване на утаяване и мъртви зони

Високоефективният смесител за прах с разбъркване поддържа твърдите частици правилно смесени, наречени суспензия. Той предотвратява отделянето на партидата и образуването на слой, подобен на утайка. За да се предотврати утаяване и мъртви зони, има три съображения:

● Долен монтаж: Ако сместа е с висока концентрация на суспензии, идеално е да се монтира миксерът съвсем отдолу. Това предотвратява образуването на застояли зони, където прахът остава неподвижен.

● Ъглово разположение: Резервоарите без прегради трябва да имат разбъркващ миксер, разположен леко отстрани или под ъгъл. Това може да предотврати образуването на вихър. Резултатът е по-висока турбулентност и по-добро смесване.

● Идеална височина: За да се гарантира, че всяка течност се движи, острието трябва да е на една трета от общата височина на резервоара от дъното.

Ключови компоненти на резервоарите за смесване с бъркалка

Моторни и задвижващи системи

За да се създаде движение вътре в резервоар за смесване на бъркалка , имаме нужда от двигатели и задвижвания. Високоефективният миксер ще има тежкотоварни двигатели с необходимия въртящ момент. Тъй като работят в опасни зони с фини химикали, те трябва да бъдат сертифицирани по ATEX и взривобезопасни. Вместо да работят с постоянна скорост, те трябва да са оборудвани с честотни регулатори (VFD), които позволяват контрол на скоростта. В случай на разпръскване на газ, двигателят трябва да има поне две скорости. В случай на спиране на подаването на газ, плътността на течността се увеличава. С двойна скорост на двигателя, той може да бъде защитен от претоварване.

Смесителният вал и механичните уплътнения

Валът, който се върти с двигателя и движи работното колело, трябва да бъде балансиран. Той трябва да бъде изработен от специализирани метали като SS316L, Hastelloy или Titanium. Те могат да издържат на агресивни химически атаки. За да се предпази материалът от околната среда, особено при вакуумни операции, те трябва да имат единични или двойни механични уплътнения. Те поддържат вътрешната среда на резервоара херметична.

Прегради и вътрешна геометрия

Вътрешният дизайн на резервоара може също да увеличи ефективността на смесване. При гладки цилиндри въртенето може да се превърне във вихър, който не е подходящ за смесване. Поради това на вътрешната стена се монтират прегради, за да се прекъснат моделите на потока и да се увеличи максимално смесването. Златното сечение за плочите е точно четири радиални прегради. За най-добри резултати ширината на всяка плоча трябва да бъде точно 1/12 от общия диаметър на задачата.

Резервоарите с извити или плитковидни дъна са идеални. Те позволяват равномерна циркулация, като същевременно изискват значително по-малко мощност от двигателя.

Фактори, влияещи върху ефективността на бъркалките и миксерите

Управление на вискозитета и реологията

Вискозитетът на сместа определя типа на работното колело, както споменахме по-рано. Флуидът с нисък вискозитет се нуждае от лопатки, които се въртят бързо. От друга страна, флуидът с висок вискозитет изисква двигател с висок въртящ момент и широкообхватно движение от работното колело.

Ако преминем към сложни течности като ненютонови флуиди, най-добре е да използваме лопатки, които изтласкват течността право нагоре и надолу. Тези аксиални импелери осигуряват нежна циркулация, като предотвратяват повреждането на чувствителни молекули от срязване.

Мащабиране и геометрия на резервоара

Съотношението височина към диаметър влияе върху потока. Реакторите за периодично производство са най-добрият индустриален стандарт за оптимална ефективност. Те имат съотношение 1:1. За да мащабират тези резервоари, инженерите разчитат на изчислителна флуидна динамика (CFD) анализ. Те им позволяват точно да предскажат средната скорост на потока, дори преди фабриката да започне физическия производствен процес.

Заключение и призив за действие

За да постигнем максимална ефективност на смесване при производството на фини химикали, трябва да мислим отвъд скоростта на лопатките. Това изисква интегриран подход. Обмислете всичко - от специално проектирани геометрии на работното колело, избор на материали до усъвършенствани системи за управление. За да имате високо оптимизирана конфигурация на смесителния резервоар с бъркалка, трябва да се съсредоточите върху три неща: намаляване на разхода на енергия, подобряване на консистенцията на продукта и осигуряване на дълготрайност на оборудването.

В случай че трябва да си партнирате с производител с близо 50 години опит, тогава помислете за Wuxi Zhanghua Pharm&Chem Equipment. Те са специалисти в предоставянето на цялостни решения. Продуктовата им гама включва реакционни казани, конусовидни скрепери и водещи в индустрията нучефилтърни сушилни с разбъркване. Всяка от техните машини е изградена с висококачествени материали и съвременна инженерна технология, осигуряваща херметични заграждения. Те са в съответствие със стандартите FDA и GMP.

Посетете уебсайта на Wuxi Zhanghua Pharm&Chem Equipment https://www.filter-dryer.com/ или се свържете с тях на:

● Тел.: +86-510-83551210

● Уечат: +86 13961802200

● WhatsApp: +86 13961802200

● Имейл:zqz008@126.com

● Адрес: Индустриален парк Шитангван, район Хуейшан, Уси, КНР

Често задавани въпроси

В: Какъв вид лопатки се използват в бъркалките за производство на фини химикали?

Дизайнът на работното колело зависи от вискозитета и химичните свойства на средата. Аксиалният поток се използва за движение с нисък вискозитет и голям обем. За високи сили на срязване, радиалните работни колела са идеални за разрушаване на агломерати. Малкият клирънс е идеален за високовискозен материал. За емулсии се предпочитат дисперсионни лопатки с трион.

В: Работят ли резервоарите с бъркалка и смесител във вакуум?

Зависи от търсенето на продукта. В приложения като козметика, храни и фармацевтика, вакуумът е ключов. Той премахва влагата и нежеланите газове, без да е необходимо прекалено повишаване на температурата. Повишаването на температурата може да повреди деликатните активни съставки в сместа.

В: Има ли някакви стандарти за бъркалки/миксери?

Съществуват различни стандарти, които диктуват дизайна и процеса на работа на бъркалките и миксерите. FDA и GMP за хигиенни стандарти. ATEX, API и AGMA за механичен дизайн и безопасност.