Echipamentele de amestecare joacă un rol vital în diverse industrii. Fie în domeniul chimic, farmaceutic, alimente sau alte câmpuri, echipamente de amestecare eficiente și fiabile este indispensabilă. Există multe tipuri de echipamente de amestecare, fiecare cu propriul său principiu unic de lucru și sfera de aplicare.
Acest blog va explora în profunzime tipurile comune de echipamente de amestecare, inclusiv principiile lor de lucru, zonele de aplicare, avantajele și dezavantajele și va oferi câteva sugestii practice pentru selectarea echipamentelor de amestecare pentru a ajuta cititorii să înțeleagă și să aplice mai bine echipamentele de amestecare pentru a îmbunătăți eficiența producției și calitatea produselor.
Definiția echipamentului de mixare
Un echipament de amestecare este un dispozitiv care folosește acțiune mecanică sau alte forțe externe pentru a face două sau mai multe materiale distribuite uniform la nivel molecular, particule sau macroscopice. Din perspectivă inginerească, procesul de amestecare implică de obicei următoarele mecanisme cheie:
Amestecare convectivă: fluxul general de materiale
Amestecare de forfecare: diferența de viteză între straturile adiacente
Amestecare dispersivă: ruperea aglomeratelor
Difuzie moleculară: mișcare spontană la scară moleculară
Clasificarea echipamentelor de amestecare
Clasificare prin metoda de amestecare
Conform metodei de amestecare, echipamentele de amestecare pot fi împărțite în principal în trei categorii: amestecare mecanică, flipping gravitațional și mixer static. Printre ele, echipamentele de amestecare mecanică includ mixer de paletă, mixer de panglici, mixer planetar și mixer de ancoră; Echipamentul de flipping gravitațional include în principal mixer de tip V, mixer cu conuri duble și mixer de tambur înclinat; Mixerul static include tipurile de conducte și plăci.
Pentru a arăta mai clar aceste clasificări, vă puteți referi la următorul tabel:
| de amestecare | Tipul echipamentului |
| Amestecare mecanică | Mixer de paletă, mixer de panglică, mixer planetar, mixer de ancorare |
| Gravitay Flipping | Mixer de tip V, mixer cu conuri duble, mixer de tambur înclinat |
| Mixer static | Mixer static de conductă, mixer static de placă |
Clasificare după câmpuri de aplicare ale echipamentelor de amestecare
Pe lângă clasificare prin metoda de agitare, câmpul de aplicare este un alt standard de clasificare pentru mixere. Conform clasificării câmpului de aplicație, echipamentele de amestecare pot fi împărțite în trei categorii: echipamente de amestecare a lichidelor, echipamente de amestecare a pulberii și echipamente de emulsionare. Printre aceștia, echipamentele de amestecare a lichidelor includ agitatori cu viteză mică, dispersanți cu forfecare ridicată și omogenizatori; Echipamentele de amestecare a pulberii include în principal mixere de panglică, mixere de con și mixere în spirală; Echipamentele de emulsionare includ omogenizatori de înaltă presiune, emulsificatori și dispersanți.
| de câmp de aplicație | Tipul echipamentului |
| Echipament de amestecare a lichidului | Agitator cu viteză mică, dispersor cu forță mare, omogenizator |
| Echipament de amestecare a pulberii | Mixer de panglici, mixer de con, mixer în spirală |
| Echipament de emulsionare | Omogenizator de înaltă presiune, emulsor, dispersor |
Explicație detaliată a echipamentelor principale de amestecare
Omogenizator
Un omogenizator este un dispozitiv care amestecă fluide de diferite faze (cum ar fi lichid lichid sau lichid solid) și rafinează dimensiunea particulelor. Se aplică presiune ridicată pentru a face ca lichidul să treacă printr -un decalaj îngust și folosește efectele forței de forfecare, turbulenței și cavitației pentru a face ca lichidele din diferite faze să ajungă la o stare de amestecare uniformă. Principalele componente ale omogenizatorului includ pompe de înaltă presiune, supape de omogenizare și sisteme de răcire.
Omogenizatorii pot fi împărțiți în două categorii: omogenizatori de înaltă presiune și omogenizatori de presiune ultra-înaltă.
Presiunea de lucru a omogenizatorilor de înaltă presiune este de obicei între 10-60MPa, ceea ce este potrivit pentru omogenizarea alimentelor, cum ar fi produsele lactate și sucurile. Presiunea de lucru a omogenizatorilor cu presiune ultra-înaltă poate ajunge la 100-350MPA, care este potrivită pentru omogenizarea și emulsionarea la nivel de nano, cum ar fi prepararea transportatorilor de medicamente la nivel de nano,
| cosmetice | , | etc. |
| Presiunea de lucru | 10-60MPa | 100-350MPA |
| Gama de aplicații | Produse lactate, suc și alte alimente | Transportatori de droguri la scară nano, produse cosmetice etc. |
| Gama de mărime a particulelor | Micron | Nano |
| Consumul de energie | Superior | Superior |
| Costul echipamentului | Ridicat | Superior |
Principiul de lucru al omogenizatorului este următorul:
Materialul este apăsat în supapa omogenizantă printr-o pompă de înaltă presiune.
Materialul este accelerat în decalajul îngust al valvei omogenizante pentru a forma un jet de mare viteză.
Jet-ul de mare viteză lovește scaunul supapei, generând forță de forfecare puternică și turbulență, care rafinează și amestecă uniform materialul.
După ce materialul trece prin supapa omogenizantă, presiunea scade brusc, generând un efect de cavitație, care promovează în continuare rafinarea și omogenizarea materialului.
Materialul omogenizat este răcit de sistemul de răcire pentru a preveni deteriorarea materialului.
Câmpul de aplicare al omogenizatorului este foarte larg, inclusiv:
Industria alimentară: cum ar fi omogenizarea produselor lactate, băuturi, condimente etc.
Industria chimică: cum ar fi dispersia și omogenizarea pigmenților, acoperirilor, cernelurilor etc.
Industria farmaceutică: cum ar fi omogenizarea și emulsionarea preparatelor de medicamente, vaccinuri etc.
Industria cosmetică: cum ar fi pregătirea și omogenizarea emulsiilor, cremelor etc.
Caracteristicile tehnice ale omogenizatorului includ:
Efect bun de omogenizare: poate rafina lichidele diferitelor faze la nivelul micronului sau chiar al nanometrului, îmbunătățind semnificativ uniformitatea și stabilitatea sistemului.
Consum ridicat de energie: Deoarece procesul de omogenizare necesită presiune ridicată, consumul de energie este ridicat, dar consumul de energie poate fi redus prin optimizarea parametrilor de proiectare și de funcționare.
Clean și igienic: omogenizatorul adoptă un design complet închis, care poate realiza o producție curată și să îndeplinească cerințele de igienă ale alimentelor, farmaceutice și alte industrii.
Producție continuă: omogenizatorul poate obține hrănire și descărcare continuă, ceea ce este potrivit pentru producția industrială pe scară largă.
Pentru a îmbunătăți în continuare efectul și eficiența omogenizării, pot fi adoptate următoarele măsuri:
Optimizați proiectarea valvei de omogenizare, cum ar fi utilizarea valvelor de omogenizare cu mai multe etape, a materialelor speciale și a tratamentului de suprafață etc., pentru a crește forța de forfecare și intensitatea turbulenței.
Utilizați omogenizarea cu mai multe etape, adică materialul trece prin mai multe valve de omogenizare în secvență, se rafinează și omogenizează treptat și îmbunătățește efectul de omogenizare.
Combinați alte tehnologii, cum ar fi omogenizarea asistată cu ultrasunete, omogenizarea membranei etc., pentru a îmbunătăți în continuare eficiența și uniformitatea omogenizării.
Optimizați parametrii procesului, cum ar fi presiunea, temperatura, debitul etc., în funcție de proprietățile materialului și cerințele produsului, pentru a îmbunătăți efectul și eficiența omogenizării.
Emulsionant
Un emulgator este un dispozitiv care amestecă două sau mai multe lichide imiscibile și pregătește o emulsie stabilă. Procesul de emulsionare rafinează picăturile de fază dispersată și le dispersează în faza continuă prin acțiuni mecanice (cum ar fi forfecarea, turbulența etc.) și, în același timp Principalele componente ale emulgatorului includ butoiul de emulsionare, agitatorul, omogenizarea pompei și dispozitivul de răcire.
Tipurile comune de emulgatori sunt:
Emulsionant de forfecare ridicată: folosește un cap de forfecare rotativ de mare viteză pentru a genera forță de forfecare puternică și turbulență în lichid, astfel încât picăturile să fie rafinate și dispersate. Este potrivit pentru sisteme lichid-lichid cu vâscozitate mică până la medie. Capul de forfecare al emulgatorului de forfecare ridicat adoptă de obicei o structură serrată sau poroasă pentru a crește forța de forfecare și intensitatea turbulenței.
Emulsionist cu ultrasunete: folosește efectul de cavitație cu ultrasunete pentru a genera bule minuscule în lichid. Când bulele izbucnesc, acestea generează o forță de impact puternică și turbulență, care rafinează și dispersează picăturile. Este potrivit pentru vâscozitate ridicată și emulsionare la nivel nano. Emulsifierii cu ultrasunete sunt de obicei echipate cu generatoare cu ultrasunete de mare putere și sonde pentru a obține emulsionare de înaltă eficiență și uniformitate ridicată.
Emulsionant de membrană: folosește o membrană microporoasă pentru a extrage și forfeca faza dispersată în picături minuscule. Este potrivit pentru prepararea emulsiilor controlate de monodispers și de mărime. Emulsionarul membranei poate controla cu exactitate dimensiunea și distribuția particulelor emulsiei prin reglarea parametrilor, cum ar fi dimensiunea porilor membranei, presiunea transmembraniană și rata de forfecare.
Emulsionant de omogenizare înaltă presiune: pre-emulsia este pompată în supapa de omogenizare folosind o pompă de înaltă presiune, iar picăturile sunt forferate, rafinate și dispersate sub presiune ridicată. Este potrivit pentru sisteme de vâscozitate ridicată și dificil de emulsionat. Emulsificatorii de omogenizare de înaltă presiune sunt de obicei echipate cu supape de omogenizare cu mai multe etape și sisteme de răcire pentru a obține emulsionare de înaltă eficiență și de înaltă uniforme.
Mixerul emulsionant în vid : Emulsionarea omogenizării în condiții de vid poate elimina eficient bulele din sistem și poate îmbunătăți stabilitatea și uniformitatea emulsiei. Mixerul de emulsionare în vid este de obicei echipat cu componente precum pompele de vid, pompele de omogenizare și supapele de omogenizare, care pot obține mai multe funcții, cum ar fi degazarea, omogenizarea și emulsionarea emulsiei.
Caracteristici și aplicații ale diferitelor tipuri de emulgatori:
| de tip emulsionator | caracteristici | Aplicație |
| Emulsionant de forfecare mare | Forță de forfecare puternică, intensitate ridicată a turbulenței | Sistem lichid lichid cu vâscozitate mică până la medie |
| Emulsionant cu ultrasunete | Efectul cavitației, forța de impact puternic | Vâscozitate ridicată și emulsionare la scară nano |
| Emulsitor de membrană | Dimensiunea monodispersului, controlabilă | Pregătirea emulsiilor de mărime a particulelor monodisperse și controlabile |
| Omogenizare de înaltă presiune Emulsificator | Forfecare de înaltă presiune, efect bun de omogenizare | Vâscozitate ridicată și sistem dificil de emulsionat |
| Mixer emulsionant în vid | Degazarea, stabilitate bună | Eliminați bulele și îmbunătățiți stabilitatea |
Gama de aplicații de emulgatori este foarte largă, cum ar fi alimente, produse cosmetice, medicamente, pesticide, acoperiri și alte industrii, folosită pentru a pregăti diverse produse de emulsie, cum ar fi lapte, cremă, pansament pentru salată, produse de îngrijire a pielii, emulsiuni medicamentoase, suspensii de pesticide etc.
Când utilizați un emulsionant, trebuie să acordați atenție următoarelor puncte de operare:
Selectați echipamentele de emulsionare adecvate și parametrii de proces, cum ar fi viteza, temperatura, timpul etc., și optimizați -le în funcție de proprietățile materiilor prime și ale cerințelor produsului.
Controlează raportul materiei prime și ordinea de adăugare, cum ar fi adăugarea fazei continue mai întâi și apoi faza dispersată, ceea ce va ajuta la îmbunătățirea eficienței și stabilității emulsificării.
Dacă este necesar, pot fi adăugați emulgatori, stabilizatori și alți aditivi pentru a îmbunătăți formarea și stabilitatea emulsiei. Emulsificatori utilizați frecvent includ lecitina de gălbenuș de ou, Tween, glicerida de acid gras, etc., iar stabilizatorii utilizați frecvent includ gumă xanthană, carrageenan, carboximetil celuloză, etc.
Acordați atenție controlului temperaturii în timpul emulsificării pentru a evita temperatura excesivă care provoacă deteriorarea emulsiei sau demulsia. În general, temperatura de emulsionare nu trebuie să depășească 60 ° C, iar materialele sensibile la căldură necesită temperaturi mai scăzute.
După emulsionare, post-tratamentul, cum ar fi omogenizarea și sterilizarea pot fi efectuate pentru a îmbunătăți în continuare calitatea și stabilitatea emulsiei. Presiunea de omogenizare este, în general, de 10-60MPa, temperatura de sterilizare este, în general, 110-130 ° C, iar timpul este de 2-10 secunde.
Pentru a îmbunătăți în continuare efectul și eficiența emulsificării, pot fi adoptate următoarele măsuri:
Optimizați proiectarea echipamentelor de emulsionare, cum ar fi utilizarea padelelor de agitare în formă specială, emulsificarea în mai multe etape, omogenizarea de înaltă presiune etc., pentru a crește forța de forfecare și intensitatea turbulenței.
Optimizați procesul de emulsionare, cum ar fi emulsionarea în două etape, emulsionarea microcanalului, emulsionarea membranei etc., pentru a îmbunătăți eficiența și uniformitatea emulsificării.
Selectați rațional emulgatori și stabilizatori, cum ar fi selectarea emulgatorilor în funcție de valoarea echilibrului hidrofil-lipofil (valoarea HLB) și selectarea stabilizatorilor în funcție de tipul de emulsie și valoarea pH-ului pentru a îmbunătăți formarea și stabilitatea emulsiei.
Utilizați tehnologiile de monitorizare online și de control automat, cum ar fi analiza mărimii particulelor online, măsurarea vâscozității online, lotul automat și controlul temperaturii, pentru a obține optimizarea în timp real și controlul calității procesului de emulsionare.
Mixer
Un mixer este un dispozitiv care amestecă două sau mai multe materiale și atinge o dispersie uniformă. Este utilizat pe scară largă în procesele de amestecare multifazică, cum ar fi solid-solid, lichid-lichid și gaz-lichid. Caracteristicile structurale ale mixerului includ:
Butoiul de amestecare: folosit pentru a menține materialele pentru a fi amestecate, iar forma și dimensiunea sunt determinate în funcție de cerințele procesului și de scara de producție. Formele comune de butoi de amestecare includ cilindrice, conice, pătrate, etc., iar materialele includ oțel inoxidabil, email, fibră de sticlă etc.
Agitator: Instalat în butoiul de amestecare, materialele sunt amestecate și dispersate prin mișcare de rotație. Tipurile comune includ tipul de paletă, tipul de ancoră, tipul panglicii în spirală, etc. Forma geometrică, dimensiunea și aspectul agitatorului au o influență importantă asupra efectului de amestecare.
Dispozitiv de acționare: furnizează puterea cerută de agitator, cum ar fi motorul, reductorul, etc. Modul de alimentare, viteză și transmisie a dispozitivului de acționare trebuie să fie selectat în funcție de scala și cerințele de proces ale mixerului.
Dispozitiv de intrare și ieșire: utilizat pentru adăugarea și descărcarea materialelor, cum ar fi manechine, supape, pompe, etc. Poziția, dimensiunea și tipul dispozitivului de intrare și ieșire trebuie să fie proiectate în funcție de natura cerințelor de material și de producție.
Principiul de lucru al mixerului este de a genera forță de forfecare, turbulență și convecție în material prin mișcarea de rotație a agitatorului, astfel încât materialul să fie dispersat și amestecat continuu și să ajungă în sfârșit la o stare de distribuție uniformă. Tipul și structura agitatorului au o influență importantă asupra efectului de amestecare și trebuie să fie selectate și optimizate în funcție de proprietățile materialului și cerințele procesului. Tipuri și caracteristici comune de agitator sunt prezentate în tabelul următor:
| de tip agitator | Caracteristici | Materiale aplicabile |
| Tip de paletă | Forță de forfecare moderată, intensitate ridicată a turbulenței | Lichide cu vâscozitate joasă până la medie, suspensii |
| Tip de ancoră | Forță de forfecare scăzută, intensitate de convecție ridicată | Lichide cu vâscozitate ridicată, paste |
| Tip panglică | Forță de forfecare ridicată, capacitate puternică de amestecare axială | Vâscozitate ridicată, materiale cu conținut solid ridicat |
| Tip turbină | Forță de forfecare ridicată, capacitate puternică de amestecare radială | Lichide de vâscozitate joasă până la medie |
| Tip de cadru | Forță de forfecare moderată, capacitate puternică de amestecare radială și axială | Lichide cu vâscozitate medie, suspensii |
Mixerele sunt potrivite pentru o gamă largă de materiale, inclusiv:
Materiale solide pulbere și granulare, cum ar fi pulberi, granule, fibre, etc. Mixerele solide utilizate în mod obișnuit includ mixere de tip V, mixere cu conuri duble, mixere de panglică etc.
Materiale lichide, cum ar fi soluții, suspensii, emulsiuni, etc. Mixerele lichide lichide utilizate în mod obișnuit includ agitatori de paletă, mixere statice, emulgatori etc.
Materialele gazoase, cum ar fi aerul, aburul, etc., sunt utilizate pentru a obține amestecarea gaz-lichid. Mixerele de gaz-lichid utilizate frecvent includ agitatori de bubuie, mixere statice tubulare, mixere cu jet etc.
Eficiența mixerului depinde în principal de următorii factori:
Mecanism de amestecare: mecanisme diferite de amestecare (cum ar fi amestecarea convecției, amestecarea forfecării, amestecarea difuziei etc.) corespund diferitelor eficiențe de amestecare. Amestecarea convecției se bazează în principal pe fluxul macroscopic de materiale pentru a obține amestecarea, amestecarea forfecării se bazează în principal pe forța de forfecare pentru a distruge aglomerarea materială pentru a obține amestecarea și amestecarea difuziei se bazează în principal pe mișcarea microscopică a materialelor pentru a obține amestecarea.
Tipul agitator: Alegerea tipului de agitator potrivit (cum ar fi tipul de paletă, tipul de ancoră, tipul de panglică etc.) poate îmbunătăți semnificativ eficiența amestecării. Geometria, dimensiunea și aspectul agitatorului vor afecta efectul de amestecare.
Viteza de agitare: cu cât viteza de agitare este mai mare, cu atât eficiența de amestecare este mai mare, dar o viteză prea mare poate determina sau se deteriora materialul. Viteza de agitare trebuie să fie optimizată în funcție de proprietățile materialului și de cerințele de amestecare. În general, un număr fără dimensiuni (cum ar fi tunetul
Concluzie
Pe scurt, există multe tipuri de echipamente de amestecare, fiecare cu propriul său principiu unic de lucru și câmp de aplicare. Înțelegerea caracteristicilor și avantajelor diferitelor echipamente de amestecare, selectarea echipamentelor adecvate și optimizarea parametrilor procesului sunt esențiale pentru îmbunătățirea eficienței amestecării și a calității produsului.
Mixerul emulsificator Wejing adoptă tehnologie avansată de proiectare și fabricație, are performanțe excelente, este utilizat pe scară largă în alimente, produse cosmetice, medicamente și alte industrii și este profund de încredere de către clienți. Dacă aveți nevoie de ajutor pentru selecție și aplicație, vă rugăm să contactați Wejing, vă vom oferi din toată inima asistență tehnică și servicii profesionale.
