Blandeutstyr spiller en viktig rolle i ulike bransjer. Enten det er innen kjemisk, farmasøytisk, mat eller andre felt, er effektivt og pålitelig blandeutstyr uunnværlig. Det finnes mange typer blandeutstyr, hver med sitt eget unike arbeidsprinsipp og bruksområde.
Denne bloggen vil utforske i dybden de vanlige typene blandeutstyr, inkludert deres arbeidsprinsipper, bruksområder, fordeler og ulemper, og gi noen praktiske forslag til valg av blandeutstyr for å hjelpe leserne til å bedre forstå og bruke blandeutstyr for å forbedre produksjonseffektiviteten og produktkvaliteten.
Definisjon av blandeutstyr
Et blandeutstyr er en enhet som bruker mekanisk handling eller andre ytre krefter for å lage to eller flere materialer jevnt fordelt på molekylært, partikkel- eller makroskopisk nivå. Fra et ingeniørperspektiv involverer blandingsprosessen vanligvis følgende nøkkelmekanismer:
Konvektiv blanding: den totale flyten av materialer
Skjærblanding: hastighetsforskjellen mellom tilstøtende lag
Dispersiv blanding: oppløsning av agglomerater
Molekylær diffusjon: spontan bevegelse på molekylær skala
Klassifisering av blandeutstyr
Klassifisering etter blandingsmetode
I henhold til blandemetoden kan blandeutstyr hovedsakelig deles inn i tre kategorier: mekanisk blanding, gravitasjonsflipping og statisk blander. Blant dem inkluderer mekanisk blandeutstyr padleblander, båndblander, planetblander og ankerblander; gravity flipping utstyr inkluderer hovedsakelig V-type mikser, dobbel kjegle mikser og skrå trommel mikser; statisk blander inkluderer rørledninger og platetyper.
For å vise disse klassifiseringene tydeligere, kan du referere til følgende tabell:
| Blandingsmetode |
Utstyrstype |
| Mekanisk blanding |
Padleblander, båndblander, planetblander, ankerblander |
| Tyngdekraften snur |
V-type blandebatteri, dobbeltkjeglemikser, skråtrommelblander |
| Statisk mikser |
Rørledning statisk mikser, plate statisk mikser |
Klassifisering etter bruksområder for blandeutstyr
I tillegg til klassifisering etter røremetode, er bruksfelt en annen klassifiseringsstandard for blandere. I henhold til klassifiseringen av bruksområdet kan blandeutstyr deles inn i tre kategorier: væskeblandingsutstyr, pulverblandingsutstyr og emulgeringsutstyr. Blant dem inkluderer væskeblandingsutstyr lavhastighets røreverk, dispergeringsmaskiner med høy skjærkraft og homogenisatorer; pulverblandingsutstyr inkluderer hovedsakelig båndblandere, kjegleblandere og spiralblandere; emulgeringsutstyr inkluderer høytrykkshomogenisatorer, emulgeringsmidler og dispergeringsmidler.
| Søknadsfelt |
Utstyrstype |
| Væskeblandingsutstyr |
Lavhastighets røreverk, dispergering med høy skjærkraft, homogenisator |
| Pulverblandingsutstyr |
Båndmikser, kjeglemikser, spiralmikser |
| Emulgeringsutstyr |
Høytrykkshomogenisator, emulgator, dispergeringsmiddel |
Detaljert forklaring av hoved blandeutstyr
Homogenisator
En homogenisator er en enhet som blander væsker i forskjellige faser (som væske-væske eller fast-væske) og foredler partikkelstørrelsen. Den påfører høyt trykk for å få væsken til å passere gjennom et smalt gap, og bruker skjærkraft, turbulens og kavitasjonseffekter for å få væskene i forskjellige faser til å nå en jevn blandingstilstand. Hovedkomponentene i homogenisatoren inkluderer høytrykksstempelpumper, homogeniseringsventiler og kjølesystemer.
Homogenisatorer kan deles inn i to kategorier: høytrykkshomogenisatorer og ultrahøytrykkshomogenisatorer.
Arbeidstrykket til høytrykkshomogenisatorer er vanligvis mellom 10-60MPa, som er egnet for homogenisering av matvarer som meieriprodukter og juice. Arbeidstrykket til ultrahøytrykkshomogenisatorer kan nå 100-350MPa, som er egnet for homogenisering og emulgering på nanonivå, slik som fremstilling av legemiddelbærere på nanonivå, kosmetikk, etc. Følgende tabell viser hovedforskjellene mellom høytrykkshomogenisatorer og ultrahøytrykkshomogenisatorer:
| Egenskaper |
Ultrahøytrykkshomogenisatorer |
: |
| Arbeidspress |
10-60 MPa |
100-350 MPa |
| Bruksområde |
Meieriprodukter, juice og annen mat |
Legemiddelbærere i nanoskala, kosmetikk, etc. |
| Partikkelstørrelsesområde |
Micron |
Nano |
| Energiforbruk |
Høyere |
Høyere |
| Utstyrskostnad |
Høy |
Høyere |
Arbeidsprinsippet til homogenisatoren er som følger:
Materialet presses inn i homogeniseringsventilen av en høytrykkspumpe.
Materialet akselereres i det smale gapet til homogeniseringsventilen for å danne en høyhastighetsstråle.
Høyhastighetsstrålen treffer ventilsetet og genererer sterk skjærkraft og turbulens, som foredler og blander materialet jevnt.
Etter at materialet har passert gjennom homogeniseringsventilen, synker trykket kraftig, og genererer en kavitasjonseffekt, som ytterligere fremmer forfining og homogenisering av materialet.
Det homogeniserte materialet avkjøles av kjølesystemet for å forhindre at materialet forringes.
Bruksfeltet til homogenisatoren er veldig bredt, inkludert:
Næringsmiddelindustri: som homogenisering av meieriprodukter, drikkevarer, krydder, etc.
Kjemisk industri: som dispergering og homogenisering av pigmenter, belegg, blekk, etc.
Farmasøytisk industri: som homogenisering og emulgering av legemiddelpreparater, vaksiner, etc.
Kosmetikkindustri: som tilberedning og homogenisering av emulsjoner, kremer, etc.
De tekniske egenskapene til homogenisatoren inkluderer:
God homogeniseringseffekt: Det kan foredle væskene i forskjellige faser til mikron- eller til og med nanometernivå, noe som forbedrer systemets enhetlighet og stabilitet betydelig.
Høyt energiforbruk: Siden homogeniseringsprosessen krever høyt trykk, er energiforbruket høyt, men energiforbruket kan reduseres ved å optimalisere design og driftsparametre.
Ren og hygienisk: Homogenisatoren vedtar en helt lukket design, som kan oppnå ren produksjon og oppfylle hygienekravene til mat-, farmasøytisk og annen industri.
Kontinuerlig produksjon: Homogenisatoren kan oppnå kontinuerlig mating og tømming, som er egnet for storskala industriell produksjon.
For å ytterligere forbedre homogeniseringseffekten og effektiviteten, kan følgende tiltak vedtas:
Optimaliser utformingen av homogeniseringsventilen, for eksempel bruk av flertrinns homogeniseringsventiler, spesielle materialer og overflatebehandling, etc., for å øke skjærkraften og turbulensintensiteten.
Bruk flertrinns homogenisering, det vil si at materialet passerer gjennom flere homogeniseringsventiler i rekkefølge, foredler og homogeniserer gradvis, og forbedrer homogeniseringseffekten.
Kombiner andre teknologier, for eksempel ultralydassistert homogenisering, membranhomogenisering, etc., for å forbedre homogeniseringseffektiviteten og ensartetheten ytterligere.
Optimaliser prosessparametere, som trykk, temperatur, strømning, etc., i henhold til materialegenskaper og produktkrav, for å forbedre homogeniseringseffekten og effektiviteten.
Emulgator
En emulgator er en enhet som blander to eller flere ublandbare væsker og tilbereder en stabil emulsjon. Emulgeringsprosessen foredler de dispergerte fasedråpene og sprer dem inn i den kontinuerlige fasen gjennom mekaniske handlinger (som skjærkraft, turbulens, etc.), og reduserer samtidig grenseflatespenningen ved å tilsette emulgatorer som overflateaktive midler for å forhindre at dråpene koaleserer, og danner til slutt en stabil emulsjon. Hovedkomponentene i emulgatoren inkluderer emulgeringsfat, agitator, homogeniseringspumpe og kjøleanordning.
Vanlige typer emulgatorer er:
Høy skjæremulgator: Den bruker et høyhastighets roterende skjærhode for å generere sterk skjærkraft og turbulens i væsken, slik at dråpene blir raffinert og spredt. Den er egnet for væske-væske systemer med lav til middels viskositet. Skjærhodet til emulgatoren med høy skjærkraft har vanligvis en taggete eller porøs struktur for å øke skjærkraften og turbulensintensiteten.
Ultralyd-emulgator: Den bruker ultralydkavitasjonseffekten for å generere små bobler i væsken. Når boblene sprekker, genererer de sterk slagkraft og turbulens, som foredler og sprer dråpene. Den er egnet for emulgering med høy viskositet og nanonivå. Ultralyd-emulgatorer er vanligvis utstyrt med ultralydgeneratorer og -prober med høy effekt for å oppnå høyeffektiv og jevn emulgering.
Membranemulgator: Den bruker en mikroporøs membran for å ekstrudere og skjære den dispergerte fasen til små dråper. Den er egnet for fremstilling av monodisperse og størrelseskontrollerte emulsjoner. Membranemulgatoren kan nøyaktig kontrollere partikkelstørrelsen og fordelingen av emulsjonen ved å justere parametere som membranporestørrelse, transmembrantrykk og skjærhastighet.
Høytrykkshomogeniseringsemulgator: Foremulsjonen pumpes inn i homogeniseringsventilen ved hjelp av en høytrykkspumpe, og dråpene skjæres, raffineres og dispergeres under høyt trykk. Den er egnet for systemer med høy viskositet og vanskelig å emulgere. Høytrykkshomogeniseringsemulgatorer er vanligvis utstyrt med flertrinns homogeniseringsventiler og kjølesystemer for å oppnå høyeffektiv og jevn emulgering.
Vacuum Emulsifying Mixer : Homogeniseringsemulgering under vakuumforhold kan effektivt fjerne bobler i systemet og forbedre stabiliteten og jevnheten til emulsjonen. Vakuumemulgeringsblanderen er vanligvis utstyrt med komponenter som vakuumpumper, homogeniseringspumper og homogeniseringsventiler, som kan oppnå flere funksjoner som avgassing, homogenisering og emulgering av emulsjonen.
Egenskaper og bruksområder for ulike typer emulgatorer:
| Emulgatortype |
Egenskaper |
Bruksområde |
| Emulgator med høy skjærkraft |
Sterk skjærkraft, høy turbulensintensitet |
Lav til middels viskositet væske-væske system |
| Ultralyd emulgator |
Kavitasjonseffekt, sterk slagkraft |
Høy viskositet og emulgering i nanoskala |
| Membranemulgator |
Monodisperse, kontrollerbar partikkelstørrelse |
Fremstilling av monodisperse og kontrollerbare partikkelstørrelsesemulsjoner |
| Høytrykkshomogeniseringsemulgator |
Høytrykksskjær, god homogeniseringseffekt |
Høy viskositet og vanskelig å emulgere system |
| Vakuumemulgerende mikser |
Avgassing, god stabilitet |
Fjern bobler og forbedre stabiliteten |
Bruksområdet for emulgatorer er veldig bredt, for eksempel mat, kosmetikk, medisin, plantevernmidler, belegg og andre industrier, brukt til å tilberede ulike emulsjonsprodukter, for eksempel melk, fløte, salatdressing, hudpleieprodukter, medisinske emulsjoner, plantevernmiddelsuspensjoner, etc.
Når du bruker en emulgator, må du være oppmerksom på følgende driftspunkter:
Velg passende emulgeringsutstyr og prosessparametere, som hastighet, temperatur, tid osv., og optimaliser dem i henhold til egenskapene til råvarene og produktkravene.
Kontroller råvareforholdet og tilsetningsrekkefølgen, for eksempel å legge til den kontinuerlige fasen først og deretter den dispergerte fasen, noe som vil bidra til å forbedre emulgeringseffektiviteten og stabiliteten.
Om nødvendig kan emulgatorer, stabilisatorer og andre tilsetningsstoffer tilsettes for å forbedre dannelsen og stabiliteten til emulsjonen. Vanlig brukte emulgatorer inkluderer eggeplomme-lecitin, Tween, fettsyreglyserid, etc., og ofte brukte stabilisatorer inkluderer xantangummi, karragenan, karboksymetylcellulose, etc.
Vær oppmerksom på temperaturkontroll under emulgering for å unngå for høy temperatur som forårsaker emulsjonsforringelse eller demulgering. Generelt bør emulgeringstemperaturen ikke overstige 60°C, og varmefølsomme materialer krever lavere temperaturer.
Etter emulgering kan etterbehandlinger som homogenisering og sterilisering utføres for ytterligere å forbedre kvaliteten og stabiliteten til emulsjonen. Homogeniseringstrykket er vanligvis 10-60 MPa, steriliseringstemperaturen er vanligvis 110-130 °C, og tiden er 2-10 sekunder.
For ytterligere å forbedre emulgeringseffekten og effektiviteten, kan følgende tiltak vedtas:
Optimaliser utformingen av emulgeringsutstyr, for eksempel bruk av spesialformede rørepadler, flertrinns emulgering, høytrykkshomogenisering, etc., for å øke skjærkraften og turbulensintensiteten.
Optimaliser emulgeringsprosessen, for eksempel to-trinns emulgering, mikrokanalemulgering, membranemulgering, etc., for å forbedre emulgeringseffektiviteten og jevnheten.
Rasjonelt velg emulgatorer og stabilisatorer, slik som å velge emulgatorer i henhold til den hydrofile-lipofile balanseverdien (HLB-verdi), og velge stabilisatorer i henhold til emulsjonstypen og pH-verdien for å forbedre dannelsen og stabiliteten til emulsjonen.
Bruk online overvåking og automatiske kontrollteknologier, for eksempel online partikkelstørrelsesanalyse, online viskositetsmåling, automatisk batching og temperaturkontroll, for å oppnå sanntidsoptimalisering og kvalitetskontroll av emulgeringsprosessen.
Mikser
En mikser er en enhet som blander to eller flere materialer og oppnår jevn spredning. Det er mye brukt i flerfaseblandingsprosesser som fast-fast, væske-væske og gass-væske. De strukturelle egenskapene til mikseren inkluderer:
Blandingsfat: brukes til å holde materialene som skal blandes, og formen og størrelsen bestemmes i henhold til prosesskravene og produksjonsskalaen. Vanlige blandetønneformer inkluderer sylindriske, koniske, firkantede, etc., og materialene inkluderer rustfritt stål, emalje, glassfiber, etc.
Agitator: installert i blandefatet, blir materialene blandet og spredt gjennom rotasjonsbevegelse. Vanlige typer inkluderer padletype, ankertype, spiralbåndstype osv. Den geometriske formen, størrelsen og utformingen av agitatoren har en viktig innflytelse på blandeeffekten.
Drivenhet: gir kraften som kreves av agitatoren, slik som motor, reduksjon, etc. Effekt, hastighet og overføringsmodus til drivenheten må velges i henhold til skalaen og prosesskravene til blanderen.
Innløps- og utløpsinnretning: brukes for tilførsel og tømming av materialer, slik som kummer, ventiler, pumper osv. Plasseringen, størrelsen og typen av innløps- og utløpsinnretningen må utformes i henhold til materialets art og produksjonskrav.
Arbeidsprinsippet til blanderen er å generere skjærkraft, turbulens og konveksjon i materialet gjennom rotasjonsbevegelsen til agitatoren, slik at materialet kontinuerlig blir spredt og blandet, og til slutt når en jevn fordelingstilstand. Omrørerens type og struktur har en viktig innflytelse på blandeeffekten, og den må velges og optimaliseres i henhold til materialegenskaper og prosesskrav. Vanlige agitatortyper og egenskaper er vist i følgende tabell:
| Agitatortype |
Egenskaper |
Gjeldende materialer |
| Padle type |
Moderat skjærkraft, høy turbulensintensitet |
Væsker med lav til middels viskositet, suspensjoner |
| Ankertype |
Lav skjærkraft, høy konveksjonsintensitet |
Høyviskøse væsker, pastaer |
| Båndtype |
Høy skjærkraft, sterk aksial blandingsevne |
Materialer med høy viskositet, høyt faststoffinnhold |
| Turbin type |
Høy skjærkraft, sterk radiell blandingsevne |
Væsker med lav til middels viskositet |
| Rammetype |
Moderat skjærkraft, sterk radiell og aksial blandingsevne |
Middels viskositet væsker, suspensjoner |
Blandere er egnet for et bredt spekter av materialer, inkludert:
Pulveriserte og granulære faste materialer, som pulver, granulat, fibre, etc. Vanlige fast-faste blandere inkluderer V-type blandere, dobbeltkjeglemiksere, båndmiksere, etc.
Flytende materialer, som løsninger, suspensjoner, emulsjoner osv. Vanlig brukte væske-væske-miksere inkluderer skovlrøreverk, statiske miksere, emulgatorer, etc.
Gassformige materialer, som luft, damp, etc., brukes for å oppnå gass-væske-blanding. Vanlige gass-væske-miksere inkluderer boblende røreverk, rørformede statiske blandere, jet-miksere, etc.
Effektiviteten til blanderen avhenger hovedsakelig av følgende faktorer:
Blandemekanisme: Ulike blandemekanismer (som konveksjonsblanding, skjærblanding, diffusjonsblanding osv.) tilsvarer ulike blandeeffektiviteter. Konveksjonsblanding er hovedsakelig avhengig av den makroskopiske strømmen av materialer for å oppnå blanding, skjærblanding er hovedsakelig avhengig av skjærkraft for å ødelegge materialagglomerasjon for å oppnå blanding, og diffusjonsblanding er hovedsakelig avhengig av den mikroskopiske bevegelsen av materialer for å oppnå blanding.
Omrøringstype: Å velge riktig røreverkstype (som skovltype, ankertype, båndtype osv.) kan forbedre blandeeffektiviteten betydelig. Geometrien, størrelsen og utformingen av røremaskinen vil påvirke blandeeffekten.
Omrøringshastighet: Jo høyere rørehastighet, desto høyere er blandeeffektiviteten, men for høy hastighet kan føre til at materialet brekker eller forringes. Rørehastigheten må optimaliseres i henhold til materialegenskaper og blandingskrav. Vanligvis et dimensjonsløst tall (som torden
Konklusjon
Kort sagt finnes det mange typer blandeutstyr, hver med sitt eget unike arbeidsprinsipp og bruksområde. Å forstå egenskapene og fordelene til forskjellig blandeutstyr, velge passende utstyr og optimalisere prosessparametere er avgjørende for å forbedre blandeeffektiviteten og produktkvaliteten.
Wejings emulgerende mikser tar i bruk avansert design- og produksjonsteknologi, har utmerket ytelse, er mye brukt i mat, kosmetikk, medisin og andre industrier, og er dypt tillitsfull av kundene. Hvis du trenger hjelp med valg og søknad, vennligst kontakt Wejing, vi vil helhjertet gi deg profesjonell teknisk støtte og tjenester.
