Peralatan pencampuran memainkan peranan penting dalam pelbagai industri. Sama ada dalam kimia, farmaseutikal, makanan atau bidang lain, peralatan pencampuran yang cekap dan boleh dipercayai adalah amat diperlukan. Terdapat banyak jenis peralatan pencampuran, masing-masing dengan prinsip kerja dan skop penggunaannya yang unik.
Blog ini akan meneroka secara mendalam jenis peralatan pembancuhan yang biasa, termasuk prinsip kerjanya, kawasan aplikasi, kelebihan dan kekurangannya, dan memberikan beberapa cadangan praktikal untuk memilih peralatan adunan untuk membantu pembaca memahami dengan lebih baik dan menggunakan peralatan adunan untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk.
Definisi peralatan membancuh
Peralatan pencampur ialah peranti yang menggunakan tindakan mekanikal atau daya luaran lain untuk membuat dua atau lebih bahan teragih sama rata pada peringkat molekul, zarah atau makroskopik. Dari perspektif kejuruteraan, proses pencampuran biasanya melibatkan mekanisme utama berikut:
Pencampuran perolakan: aliran keseluruhan bahan
Pencampuran ricih: perbezaan kelajuan antara lapisan bersebelahan
Pencampuran penyebaran: pemecahan aglomerat
Resapan molekul: pergerakan spontan pada skala molekul
Klasifikasi peralatan pencampuran
Pengelasan mengikut kaedah pencampuran
Mengikut kaedah pencampuran, peralatan pencampuran boleh dibahagikan kepada tiga kategori: pencampuran mekanikal, graviti membalik dan pengadun statik. Antaranya, peralatan pengadun mekanikal termasuk pengadun dayung, pengadun reben, pengadun planet dan pengadun anchor; peralatan membalik graviti terutamanya termasuk pengadun jenis V, pengadun kon dua dan pengadun dram condong; pengadun statik termasuk saluran paip dan jenis plat.
Untuk menunjukkan klasifikasi ini dengan lebih jelas, anda boleh merujuk kepada jadual berikut:
| Kaedah pencampuran |
Jenis peralatan |
| Pencampuran mekanikal |
Pengadun dayung, pengadun reben, pengadun planet, pengadun anchor |
| Graviti terbalik |
Pengadun jenis V, pengadun kon berganda, pengadun dram condong |
| Pengadun statik |
Pengadun statik saluran paip, pengadun statik plat |
Pengelasan mengikut bidang aplikasi peralatan pencampuran
Sebagai tambahan kepada pengelasan dengan kaedah kacau, medan aplikasi adalah satu lagi standard pengelasan untuk pengadun. Mengikut klasifikasi bidang aplikasi, peralatan pencampuran boleh dibahagikan kepada tiga kategori: peralatan pencampuran cecair, peralatan pencampuran serbuk dan peralatan pengemulsi. Antaranya, peralatan membancuh cecair termasuk pengacau berkelajuan rendah, penyerak ricih tinggi dan penghomogen; peralatan membancuh serbuk terutamanya termasuk pengadun reben, pengadun kon dan pengadun lingkaran; peralatan pengemulsi termasuk homogenizer tekanan tinggi, pengemulsi dan penyerakan.
| Medan aplikasi |
Jenis peralatan |
| Peralatan pencampuran cecair |
Pengaduk berkelajuan rendah, penyebar ricih tinggi, penghomogen |
| Peralatan membancuh serbuk |
Pengadun reben, pengadun kon, pengadun lingkaran |
| Peralatan pengemulsi |
Penghomogen tekanan tinggi, pengemulsi, penyebar |
Penjelasan terperinci tentang peralatan adunan utama
Penghomogen
Penghomogen ialah peranti yang mencampurkan cecair daripada fasa yang berbeza (seperti cecair-cecair atau pepejal-cecair) dan memperhalusi saiz zarah. Ia menggunakan tekanan tinggi untuk membuat bendalir melepasi jurang yang sempit, dan menggunakan daya ricih, pergolakan dan kesan peronggaan untuk menjadikan bendalir fasa berbeza mencapai keadaan bercampur seragam. Komponen utama penghomogen termasuk pam pelocok tekanan tinggi, injap penghomogenan dan sistem penyejukan.
Homogenizer boleh dibahagikan kepada dua kategori: homogenizer tekanan tinggi dan homogenizer tekanan ultra tinggi.
Tekanan kerja penghomogen bertekanan tinggi biasanya antara 10-60MPa, yang sesuai untuk menghomogenkan makanan seperti produk tenusu dan jus. Tekanan kerja penghomogen tekanan ultra tinggi boleh mencapai 100-350MPa, yang sesuai untuk penghomogenan dan pengemulsi peringkat nano, seperti penyediaan pembawa dadah peringkat nano, kosmetik, dll. Jadual berikut menyenaraikan perbezaan utama antara penghomogen tekanan tinggi dan penghomogen tekanan ultra tinggi:
| Ciri-ciri |
Penghomogen tekanan tinggi |
tekanan tinggi. |
| Tekanan kerja |
10-60MPa |
100-350MPa |
| Julat aplikasi |
Produk tenusu, jus dan makanan lain |
Pembawa dadah skala nano, kosmetik, dsb. |
| Julat saiz zarah |
Mikron |
Nano |
| Penggunaan tenaga |
Lebih tinggi |
Lebih tinggi |
| Kos peralatan |
tinggi |
Lebih tinggi |
Prinsip kerja homogenizer adalah seperti berikut:
Bahan ditekan ke dalam injap penghomogenan oleh pam tekanan tinggi.
Bahan tersebut dipercepatkan dalam jurang sempit injap penghomogenan untuk membentuk jet berkelajuan tinggi.
Pancutan berkelajuan tinggi menyentuh tempat duduk injap, menghasilkan daya ricih dan pergolakan yang kuat, yang menapis dan mencampurkan bahan secara sekata.
Selepas bahan melepasi injap penghomogenan, tekanan menurun secara mendadak, menghasilkan kesan peronggaan, yang seterusnya menggalakkan penghalusan dan homogenisasi bahan.
Bahan homogen disejukkan oleh sistem penyejukan untuk mengelakkan bahan daripada merosot.
Bidang aplikasi homogenizer sangat luas, termasuk:
Industri makanan: seperti homogenisasi produk tenusu, minuman, perasa, dll.
Industri kimia: seperti penyebaran dan homogenisasi pigmen, salutan, dakwat, dll.
Industri farmaseutikal: seperti homogenisasi dan pengemulsi persediaan ubat, vaksin, dsb.
Industri kosmetik: seperti penyediaan dan penghomogenan emulsi, krim, dsb.
Ciri teknikal homogenizer termasuk:
Kesan homogenisasi yang baik: Ia boleh menapis cecair fasa yang berbeza ke tahap mikron atau bahkan nanometer, dengan ketara meningkatkan keseragaman dan kestabilan sistem.
Penggunaan tenaga yang tinggi: Oleh kerana proses homogenisasi memerlukan tekanan tinggi, penggunaan tenaga adalah tinggi, tetapi penggunaan tenaga boleh dikurangkan dengan mengoptimumkan reka bentuk dan parameter operasi.
Bersih dan bersih: Penghomogen menggunakan reka bentuk tertutup sepenuhnya, yang boleh mencapai pengeluaran bersih dan memenuhi keperluan kebersihan industri makanan, farmaseutikal dan lain-lain.
Pengeluaran berterusan: Penghomogen boleh mencapai penyusuan dan pelepasan berterusan, yang sesuai untuk pengeluaran perindustrian berskala besar.
Untuk meningkatkan lagi kesan homogenisasi dan kecekapan, langkah-langkah berikut boleh diguna pakai:
Optimumkan reka bentuk injap homogenisasi, seperti menggunakan injap homogenisasi berbilang peringkat, bahan khas dan rawatan permukaan, dsb., untuk meningkatkan daya ricih dan keamatan gelora.
Gunakan penghomogenan berbilang peringkat, iaitu, bahan melepasi pelbagai injap penghomogenan mengikut turutan, secara beransur-ansur menapis dan menghomogenkan, dan meningkatkan kesan penghomogenan.
Gabungkan teknologi lain, seperti homogenisasi dibantu ultrasonik, homogenisasi membran, dll., untuk meningkatkan lagi kecekapan dan keseragaman homogenisasi.
Optimumkan parameter proses, seperti tekanan, suhu, aliran, dll., mengikut sifat bahan dan keperluan produk, untuk meningkatkan kesan dan kecekapan penghomogenan.
Pengemulsi
Pengemulsi ialah peranti yang mencampurkan dua atau lebih cecair tidak bercampur dan menyediakan emulsi yang stabil. Proses pengemulsian menapis titisan fasa terdispersi dan menyebarkannya ke dalam fasa berterusan melalui tindakan mekanikal (seperti ricih, pergolakan, dll.), dan pada masa yang sama mengurangkan ketegangan antara muka dengan menambah pengemulsi seperti surfaktan untuk menghalang titisan daripada bergabung, dan akhirnya membentuk emulsi yang stabil. Komponen utama pengemulsi termasuk tong pengemulsi, agitator, pam homogenisasi dan peranti penyejukan.
Jenis pengemulsi yang biasa adalah:
Pengemulsi ricih tinggi: Ia menggunakan kepala ricih berputar berkelajuan tinggi untuk menjana daya ricih dan pergolakan yang kuat dalam cecair, supaya titisan ditapis dan tersebar. Ia sesuai untuk sistem cecair-cecair dengan kelikatan rendah hingga sederhana. Kepala ricih pengemulsi ricih tinggi biasanya menggunakan struktur bergerigi atau berliang untuk meningkatkan daya ricih dan keamatan pergolakan.
Pengemulsi ultrasonik: Ia menggunakan kesan peronggaan ultrasonik untuk menghasilkan buih-buih kecil dalam cecair. Apabila gelembung pecah, ia menghasilkan daya hentaman dan pergolakan yang kuat, yang menapis dan menyebarkan titisan. Ia sesuai untuk kelikatan tinggi dan pengemulsi tahap nano. Pengemulsi ultrasonik biasanya dilengkapi dengan penjana ultrasonik berkuasa tinggi dan probe untuk mencapai pengemulsi kecekapan tinggi dan keseragaman tinggi.
Pengemulsi membran: Ia menggunakan membran mikroporous untuk menyemperit dan menggunting fasa yang tersebar menjadi titisan kecil. Ia sesuai untuk menyediakan monodisperse dan emulsi terkawal saiz. Pengemulsi membran boleh mengawal saiz zarah dan pengedaran emulsi dengan tepat dengan melaraskan parameter seperti saiz liang membran, tekanan transmembran dan kadar ricih.
Pengemulsi homogenisasi tekanan tinggi: Pra-emulsi dipam ke dalam injap homogenisasi menggunakan pam tekanan tinggi, dan titisan dicukur, ditapis dan tersebar di bawah tekanan tinggi. Ia sesuai untuk sistem kelikatan tinggi dan sukar untuk mengemulsi. Pengemulsi homogenisasi tekanan tinggi biasanya dilengkapi dengan injap homogenisasi berbilang peringkat dan sistem penyejukan untuk mencapai pengemulsi kecekapan tinggi dan keseragaman tinggi.
Pengadun Pengemulsi Vakum : Pengemulsi homogenisasi di bawah keadaan vakum boleh mengeluarkan buih dalam sistem dengan berkesan dan meningkatkan kestabilan dan keseragaman emulsi. Pengadun pengemulsi vakum biasanya dilengkapi dengan komponen seperti pam vakum, pam homogenisasi dan injap homogenisasi, yang boleh mencapai pelbagai fungsi seperti penyahgasan, homogenisasi dan pengemulsi emulsi.
Ciri-ciri dan aplikasi pelbagai jenis pengemulsi:
| Jenis pengemulsi |
Ciri-ciri |
Aplikasi |
| Pengemulsi ricih tinggi |
Daya ricih yang kuat, keamatan turbulensi yang tinggi |
Sistem cecair-cecair kelikatan rendah hingga sederhana |
| Pengemulsi ultrasonik |
Kesan peronggaan, daya hentaman yang kuat |
Kelikatan tinggi dan pengemulsi skala nano |
| Pengemulsi membran |
Monodisperse, saiz zarah yang boleh dikawal |
Penyediaan emulsi saiz zarah monodisperse dan boleh dikawal |
| Pengemulsi homogenisasi tekanan tinggi |
Ricih tekanan tinggi, kesan homogenisasi yang baik |
Kelikatan tinggi dan sukar untuk mengemulsikan sistem |
| Pembancuh Pengemulsi Vakum |
Degassing, kestabilan yang baik |
Keluarkan buih dan tingkatkan kestabilan |
Julat aplikasi pengemulsi adalah sangat luas, seperti makanan, kosmetik, ubat-ubatan, racun perosak, salutan dan industri lain, digunakan untuk menyediakan pelbagai produk emulsi, seperti susu, krim, salad dressing, produk penjagaan kulit, emulsi perubatan, penggantungan racun perosak, dll.
Apabila menggunakan pengemulsi, anda perlu memberi perhatian kepada titik operasi berikut:
Pilih peralatan pengemulsi dan parameter proses yang sesuai, seperti kelajuan, suhu, masa, dsb., dan optimumkannya mengikut sifat bahan mentah dan keperluan produk.
Kawal nisbah bahan mentah dan susunan penambahan, seperti menambah fasa berterusan dahulu dan kemudian fasa tersebar, yang akan membantu meningkatkan kecekapan dan kestabilan pengemulsi.
Jika perlu, pengemulsi, penstabil dan bahan tambahan lain boleh ditambah untuk meningkatkan pembentukan dan kestabilan emulsi. Pengemulsi yang biasa digunakan termasuk lesitin kuning telur, Tween, gliserida asid lemak, dsb., dan penstabil yang biasa digunakan termasuk gusi xanthan, karagenan, karboksimetil selulosa, dsb.
Beri perhatian kepada kawalan suhu semasa pengemulsi untuk mengelakkan suhu yang berlebihan menyebabkan kemerosotan atau demulsifikasi emulsi. Secara amnya, suhu pengemulsi tidak boleh melebihi 60°C, dan bahan sensitif haba memerlukan suhu yang lebih rendah.
Selepas pengemulsi, rawatan selepas seperti homogenisasi dan pensterilan boleh dilakukan untuk meningkatkan lagi kualiti dan kestabilan emulsi. Tekanan homogenisasi biasanya 10-60MPa, suhu pensterilan biasanya 110-130 ° C, dan masanya ialah 2-10 saat.
Untuk meningkatkan lagi kesan pengemulsi dan kecekapan, langkah-langkah berikut boleh diguna pakai:
Optimumkan reka bentuk peralatan pengemulsi, seperti menggunakan dayung kacau berbentuk khas, pengemulsi berbilang peringkat, homogenisasi tekanan tinggi, dsb., untuk meningkatkan daya ricih dan keamatan turbulensi.
Optimumkan proses pengemulsi, seperti pengemulsi dua langkah, pengemulsi saluran mikro, pengemulsi membran, dll., untuk meningkatkan kecekapan dan keseragaman pengemulsi.
Pilih pengemulsi dan penstabil secara rasional, seperti memilih pengemulsi mengikut nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik (nilai HLB), dan memilih penstabil mengikut jenis emulsi dan nilai pH untuk meningkatkan pembentukan dan kestabilan emulsi.
Gunakan pemantauan dalam talian dan teknologi kawalan automatik, seperti analisis saiz zarah dalam talian, pengukuran kelikatan dalam talian, batching automatik dan kawalan suhu, untuk mencapai pengoptimuman masa nyata dan kawalan kualiti proses pengemulsi.
Pengadun
Pengadun ialah peranti yang mencampurkan dua atau lebih bahan dan mencapai penyebaran seragam. Ia digunakan secara meluas dalam proses pencampuran berbilang fasa seperti pepejal-pepejal, cecair-cecair, dan gas-cecair. Ciri-ciri struktur pengadun termasuk:
Tong pencampuran: digunakan untuk memegang bahan yang akan dicampur, dan bentuk dan saiz ditentukan mengikut keperluan proses dan skala pengeluaran. Bentuk tong campuran biasa termasuk silinder, kon, persegi, dsb., dan bahannya termasuk keluli tahan karat, enamel, gentian kaca, dsb.
Agitator: dipasang dalam tong pencampuran, bahan-bahan dicampur dan disebarkan melalui gerakan putaran. Jenis biasa termasuk jenis dayung, jenis sauh, jenis reben lingkaran, dsb. Bentuk geometri, saiz dan susun atur pengaduk mempunyai pengaruh penting pada kesan pencampuran.
Peranti pemacu: menyediakan kuasa yang diperlukan oleh pengaduk, seperti motor, pengurang, dll. Kuasa, kelajuan dan mod penghantaran peranti pemacu perlu dipilih mengikut skala dan keperluan proses pengadun.
Peranti masuk dan keluar: digunakan untuk penambahan dan pelepasan bahan, seperti lubang lurang, injap, pam, dll. Kedudukan, saiz dan jenis peranti masuk dan keluar perlu direka bentuk mengikut sifat bahan dan keperluan pengeluaran.
Prinsip kerja pengadun adalah untuk menjana daya ricih, pergolakan dan perolakan dalam bahan melalui gerakan putaran pengaduk, supaya bahan terus tersebar dan bercampur, dan akhirnya mencapai keadaan pengedaran seragam. Jenis dan struktur agitator mempunyai pengaruh penting pada kesan pencampuran, dan ia perlu dipilih dan dioptimumkan mengikut sifat bahan dan keperluan proses. Jenis dan ciri agitator biasa ditunjukkan dalam jadual berikut:
| Jenis agitator |
Ciri-ciri |
Bahan yang boleh digunakan |
| Jenis dayung |
Daya ricih sederhana, keamatan turbulensi tinggi |
Cecair kelikatan rendah hingga sederhana, penggantungan |
| Jenis sauh |
Daya ricih rendah, keamatan perolakan tinggi |
Cecair kelikatan tinggi, pes |
| Jenis reben |
Daya ricih yang tinggi, keupayaan pencampuran paksi yang kuat |
Kelikatan tinggi, bahan kandungan pepejal tinggi |
| Jenis turbin |
Daya ricih yang tinggi, keupayaan pencampuran jejari yang kuat |
Cecair kelikatan rendah hingga sederhana |
| Jenis bingkai |
Daya ricih sederhana, keupayaan pencampuran jejari dan paksi yang kuat |
Cecair kelikatan sederhana, penggantungan |
Pengadun sesuai untuk pelbagai jenis bahan, termasuk:
Bahan pepejal serbuk dan berbutir, seperti serbuk, butiran, gentian, dsb. Pengadun pepejal-pejal yang biasa digunakan termasuk pengadun jenis V, pengadun kon berganda, pengadun reben, dsb.
Bahan cecair, seperti larutan, ampaian, emulsi, dsb. Pengadun cecair-cecair yang biasa digunakan termasuk pengaduk dayung, pengadun statik, pengemulsi, dsb.
Bahan gas, seperti udara, wap, dsb., digunakan untuk mencapai pencampuran gas-cecair. Pengadun gas-cecair yang biasa digunakan termasuk pengadun menggelegak, pengadun statik tiub, pengadun jet, dsb.
Kecekapan pengadun terutamanya bergantung pada faktor berikut:
Mekanisme pencampuran: Mekanisme pencampuran yang berbeza (seperti pencampuran perolakan, pencampuran ricih, pencampuran resapan, dll.) sepadan dengan kecekapan pencampuran yang berbeza. Pencampuran perolakan bergantung terutamanya pada aliran makroskopik bahan untuk mencapai pencampuran, pencampuran ricih terutamanya bergantung pada daya ricih untuk memusnahkan aglomerasi bahan untuk mencapai pencampuran, dan pencampuran resapan terutamanya bergantung pada pergerakan mikroskopik bahan untuk mencapai pencampuran.
Jenis agitator: Memilih jenis agitator yang betul (seperti jenis dayung, jenis sauh, jenis reben, dll.) boleh meningkatkan kecekapan pencampuran dengan ketara. Geometri, saiz dan susun atur pengaduk akan mempengaruhi kesan pencampuran.
Kelajuan mengacau: Semakin tinggi kelajuan mengacau, semakin tinggi kecekapan pencampuran, tetapi kelajuan yang terlalu tinggi boleh menyebabkan bahan pecah atau merosot. Kelajuan kacau perlu dioptimumkan mengikut sifat bahan dan keperluan pencampuran. Secara amnya, nombor tanpa dimensi (seperti guruh
Kesimpulan
Ringkasnya, terdapat banyak jenis peralatan pencampuran, masing-masing mempunyai prinsip kerja dan bidang aplikasinya yang unik. Memahami ciri dan kelebihan peralatan pencampuran yang berbeza, memilih peralatan yang sesuai dan mengoptimumkan parameter proses adalah penting untuk meningkatkan kecekapan pencampuran dan kualiti produk.
Pengadun pengemulsi Wejing menggunakan reka bentuk dan teknologi pembuatan termaju, mempunyai prestasi cemerlang, digunakan secara meluas dalam makanan, kosmetik, perubatan dan industri lain, dan sangat dipercayai oleh pelanggan. Jika anda memerlukan bantuan dengan pemilihan dan permohonan, sila hubungi Wejing, kami dengan sepenuh hati akan memberikan anda sokongan dan perkhidmatan teknikal profesional.
