Blandningsutrustning spelar en viktig roll i olika branscher. Oavsett om det är kemiska, farmaceutiska, livsmedel eller andra fält, är effektiv och pålitlig blandningsutrustning nödvändig. Det finns många typer av blandningsutrustning, var och en med sin egen unika arbetsprincip och tillämpningsområde.
Den här bloggen kommer att undersöka djup de vanliga typerna av blandningsutrustning, inklusive deras arbetsprinciper, applikationsområden, fördelar och nackdelar, och ger några praktiska förslag för att välja blandningsutrustning för att hjälpa läsarna att bättre förstå och tillämpa blandningsutrustning för att förbättra produktionseffektiviteten och produktkvaliteten.
Definition av blandningsutrustning
En blandningsutrustning är en anordning som använder mekanisk verkan eller andra externa krafter för att göra två eller flera material jämnt fördelade på molekyl-, partikel- eller makroskopisk nivå. Ur konstruktionsperspektiv involverar blandningsprocessen vanligtvis följande nyckelmekanismer:
Konvektiv blandning: det totala flödet av material
Skjuvblandning: hastighetsskillnaden mellan angränsande lager
Dispersiv blandning: Uppdelningen av agglomerat
Molekylär diffusion: Spontan rörelse i molekylskalan
Klassificering av blandningsutrustning
Klassificering genom blandningsmetod
Enligt blandningsmetoden kan blandningsutrustningen huvudsakligen delas upp i tre kategorier: mekanisk blandning, tyngdkraftsvansning och statisk mixer. Bland dem inkluderar mekanisk blandningsutrustning paddelblandare, bandblandare, planetmixer och ankareblandare; Tyngdkraftsutrustning inkluderar huvudsakligen V-typblandare, dubbel konblandare och lutande trumblandare; Statisk mixer inkluderar rörledning och platttyper.
För att visa dessa tydligare kan du hänvisa till följande tabell:
| blandningsmetodutrustningstyp | klassificeringar |
| Mekanisk blandning | Paddelblandare, bandblandare, planetblandare, ankareblandare |
| Tyngdkraft | V-typblandare, dubbel konblandare, lutande trumblandare |
| Statisk blandare | Pipeline statisk mixer, platta statisk mixer |
Klassificering efter applikationsfält för blandningsutrustning
Förutom klassificering genom omrörningsmetod är applikationsfältet en annan klassificeringsstandard för blandare. Enligt klassificeringen av applikationsfältet kan blandningsutrustning delas upp i tre kategorier: flytande blandningsutrustning, pulverblandningsutrustning och emulgeringsutrustning. Bland dem inkluderar flytande blandningsutrustning låghastighets agitatorer, spridare med hög skjuv och homogenisatorer; Pulverblandningsutrustning inkluderar huvudsakligen bandblandare, konblandare och spiralblandare; Emulgeringsutrustning inkluderar högtryckshomogenisatorer, emulgatorer och spridare.
| Applikationsfältutrustningstyp | |
| Flytande blandningsutrustning | Låghastighets agitator, högskjuvning, homogenisator |
| Pulverblandningsutrustning | Bandblandare, konblandare, spiralblandare |
| Emulgeringsutrustning | Högtryckshomogenisator, emulgator, dispersion |
Detaljerad förklaring av huvudblandningsutrustning
Homogenisator
En homogenisator är en anordning som blandar vätskor med olika faser (såsom vätskevätska eller fast vätska) och förädlar partikelstorleken. Det tillämpar högt tryck för att vätskan passerar genom ett smalt gap och använder skjuvkraft, turbulens och kavitationseffekter för att göra vätskorna i olika faser når ett enhetligt blandningstillstånd. Huvudkomponenterna i homogenisatorn inkluderar högtryckskolvpumpar, homogeniserande ventiler och kylsystem.
Homogenisatorer kan delas in i två kategorier: högtryckshomogenisatorer och homogenisatorer för ultrahögtryck.
Arbetstrycket för högtryckshomogenisatorer är vanligtvis mellan 10-60MPa, vilket är lämpligt för homogenisering av livsmedel som mejeriprodukter och juice. The working pressure of ultra-high-pressure homogenizers can reach 100-350MPa, which is suitable for nano-level homogenization and emulsification, such as the preparation of nano-level drug carriers, cosmetics, etc. The following table lists the main differences between high-pressure homogenizers and ultra-high-pressure homogenizers:
| Features | High-pressure homogenizer | Ultra-high-pressure homogenizer |
| Arbetstryck | 10-60MPA | 100-350MPA |
| Ansökningsområde | Mejeriprodukter, juice och andra livsmedel | Nano-skala läkemedelsbärare, kosmetika, etc. |
| Partikelstorlek | Mikron | Nano |
| Energiförbrukning | Högre | Högre |
| Utrustningskostnad | Hög | Högre |
Arbetsprincipen för homogenisatorn är som följer:
Materialet trycks in i den homogeniserande ventilen med en högtryckspump.
Materialet påskyndas i det smala gapet av den homogeniserande ventilen för att bilda en höghastighetsstråle.
Höghastighetsstrålen träffar ventilsätet och genererar stark skjuvkraft och turbulens, som förädlar och jämnt blandar materialet.
När materialet passerar genom den homogeniserande ventilen sjunker trycket kraftigt och genererar en kavitationseffekt, vilket ytterligare främjar förfining och homogenisering av materialet.
Det homogeniserade materialet kyls av kylsystemet för att förhindra att materialet försämras.
Applikationsfältet för homogenisatorn är mycket bredt, inklusive:
Livsmedelsindustri: såsom homogenisering av mejeriprodukter, drycker, smaktillsatser etc.
Kemisk industri: såsom spridning och homogenisering av pigment, beläggningar, bläck, etc.
Läkemedelsindustri: såsom homogenisering och emulgering av läkemedelsberedningar, vacciner etc.
Kosmetikindustri: såsom beredning och homogenisering av emulsioner, krämer etc.
De tekniska egenskaperna hos homogenisatorn inkluderar:
God homogeniseringseffekt: Den kan förfina vätskorna i olika faser till mikron eller till och med nanometernivå, vilket avsevärt förbättrar systemets enhetlighet och stabilitet.
Hög energiförbrukning: Eftersom homogeniseringsprocessen kräver högt tryck är energiförbrukningen hög, men energiförbrukningen kan minskas genom att optimera design- och driftsparametrarna.
Ren och hygien: Homogenisatorn antar en helt sluten design, som kan uppnå ren produktion och uppfylla hygienkraven för livsmedels-, läkemedels- och andra industrier.
Kontinuerlig produktion: Homogenisatorn kan uppnå kontinuerlig utfodring och urladdning, vilket är lämpligt för storskalig industriproduktion.
För att ytterligare förbättra homogeniseringseffekten och effektiviteten kan följande åtgärder vidtas:
Optimera utformningen av homogeniseringsventilen, såsom användning av homogeniseringsventiler med flera steg, specialmaterial och ytbehandling etc. för att öka skjuvkraften och turbulensintensiteten.
Använd homogenisering av flera steg, det vill säga materialet passerar genom flera homogeniseringsventiler i sekvens, gradvis förädlar och homogeniseras och förbättrar homogeniseringseffekten.
Kombinera andra tekniker, såsom ultraljudassisterad homogenisering, membranhomogenisering etc. för att ytterligare förbättra homogeniseringseffektiviteten och enhetligheten.
Optimera processparametrar, såsom tryck, temperatur, flöde, etc., enligt materialegenskaperna och produktkraven, för att förbättra homogeniseringseffekten och effektiviteten.
Emulgeringsmedel
En emulgator är en anordning som blandar två eller flera blandbara vätskor och förbereder en stabil emulsion. Emulgeringsprocessen förfinar de spridda fasdropparna och sprider dem i den kontinuerliga fasen genom mekaniska åtgärder (såsom skjuvning, turbulens, etc.) och minskar samtidigt gränssnittet genom att tillsätta emulgatorer såsom ytaktiva medel för att förhindra att dropparna kolescing och bildar slutligen en stabil emulsion. De viktigaste komponenterna i emulgatorn inkluderar emulgeringsfat, omrörare, homogeniserande pump- och kylanordning.
Vanliga typer av emulgatorer är:
Hög skjuvemulgator: Den använder ett höghastighets roterande skjuvhuvud för att generera stark skjuvkraft och turbulens i vätskan, så att dropparna förfinas och sprids. Det är lämpligt för vätskevätskesystem med låg till medelviskositet. Skjuvhuvudet för den höga skjuvemulgatorn antar vanligtvis en serrerad eller porös struktur för att öka skjuvkraften och turbulensintensiteten.
Ultraljudsemulgering: Den använder ultraljudskavitationseffekten för att generera små bubblor i vätskan. När bubblorna brast, genererar de stark slagkraft och turbulens, som förfinar och sprider dropparna. Det är lämpligt för hög viskositet och nano-nivå emulgering. Ultraljudsemulgatorer är vanligtvis utrustade med högeffekt ultraljudsgeneratorer och sonder för att uppnå högeffektiv och hög enhetlig emulgering.
Membranemulgator: Den använder ett mikroporöst membran för att extrudera och skjuva den spridda fasen i små droppar. Det är lämpligt för att framställa monodisperse och storlekskontrollerade emulsioner. Membranemulgatorn kan exakt kontrollera partikelstorleken och fördelningen av emulsionen genom att justera parametrar såsom membranporstorleken, transmembrantrycket och skjuvhastigheten.
Högtryckshomogeniseringsemulgering: Föremulsionen pumpas in i homogeniseringsventilen med hjälp av en högtryckspump, och dropparna är skjuvade, förfinade och spridda under högt tryck. Det är lämpligt för högviskositet och svåra att emulgera system. Högtryckshomogeniseringsemulgatorer är vanligtvis utrustade med flerstegs homogeniseringsventiler och kylsystem för att uppnå högeffektiv och hög enhetlig emulgering.
Vakuumemulgeringsblandare : Homogeniseringsemulgering under vakuumförhållanden kan effektivt ta bort bubblor i systemet och förbättra stabiliteten och enhetligheten hos emulsionen. Vakuumemulgeringsblandaren är vanligtvis utrustad med komponenter såsom vakuumpumpar, homogeniseringspumpar och homogeniseringsventiler, som kan uppnå flera funktioner såsom avgasning, homogenisering och emulgering av emulsionen.
Egenskaper och tillämpningar av olika typer av emulgatorer:
| Emulatortyp | Egenskaper | Applicering |
| Högskjuvemulgator | Stark skjuvkraft, hög turbulensintensitet | Låg till medelviskositet vätskevätskesystem |
| Ultraljudsemulgator | Kavitationseffekt, stark slagkraft | Hög viskositet och nano-skala emulgering |
| Membranemulgator | Monodisperse, kontrollerbar partikelstorlek | Beredning av monodisperse och kontrollerbara partikelstorleksemulsioner |
| Högtryckshomogeniseringsemulgator | Högtrycksskjuvning, god homogeniseringseffekt | Hög viskositet och svårt att emulgera systemet |
| Vakuumemulgerande mixer | Avgasning, god stabilitet | Ta bort bubblor och förbättra stabiliteten |
Tillämpningsområdet för emulgatorer är mycket brett, såsom mat, kosmetika, medicin, bekämpningsmedel, beläggningar och andra industrier, som används för att framställa olika emulsionsprodukter, såsom mjölk, grädde, salladdressing, hudvårdsprodukter, medicinska emulsioner, bekämpningsmedel, etc.
När du använder en emulgator måste du vara uppmärksam på följande driftspunkter:
Välj lämplig emulgeringsutrustning och processparametrar, såsom hastighet, temperatur, tid etc., och optimera dem enligt egenskaperna för råvaror och produktkrav.
Kontrollera råmaterialförhållandet och tilläggsordningen, såsom att lägga till den kontinuerliga fasen först och sedan den spridda fasen, vilket hjälper till att förbättra emulgeringseffektiviteten och stabiliteten.
Vid behov kan emulgatorer, stabilisatorer och andra tillsatser läggas till för att förbättra bildningen och stabiliteten på emulsionen. Vanligt använda emulgatorer inkluderar äggula -lecitin, tween, fettsyratlycerid, etc., och vanligtvis använda stabilisatorer inkluderar xantangummi, karragenan, karboximetylcellulosa, etc.
Var uppmärksam på temperaturkontroll under emulgering för att undvika överdriven temperatur som orsakar emulsion eller demulgering av emulsion. I allmänhet bör emulgeringstemperaturen inte överstiga 60 ° C, och värmekänsliga material kräver lägre temperaturer.
Efter emulgering kan postbehandlingar såsom homogenisering och sterilisering utföras för att ytterligare förbättra kvaliteten och stabiliteten på emulsionen. Homogeniseringstrycket är i allmänhet 10-60MPa, steriliseringstemperaturen är i allmänhet 110-130 ° C och tiden är 2-10 sekunder.
För att ytterligare förbättra emulgeringseffekten och effektiviteten kan följande åtgärder vidtas:
Optimera utformningen av emulgeringsutrustning, såsom att använda specialformade omrörningsskydd, flerstegs emulgering, högtryckshomogenisering, etc. för att öka skjuvkraften och turbulensintensiteten.
Optimera emulgeringsprocessen, såsom tvåstegsemulgering, mikrokanalemulgering, membranemulgering etc. för att förbättra emulgeringseffektiviteten och enhetligheten.
Rationellt välj emulgatorer och stabilisatorer, såsom att välja emulgatorer enligt det hydrofila-lipofila balansvärdet (HLB-värde) och välja stabilisatorer enligt emulsionstypen och pH-värdet för att förbättra bildningen och stabiliteten för emulsionen.
Använd onlineövervakning och automatisk kontrollteknik, såsom online-partikelstorleksanalys, online-viskositetsmätning, automatisk satsning och temperaturkontroll, för att uppnå realtidsoptimering och kvalitetskontroll av emulgeringsprocessen.
Mixer
En mixer är en enhet som blandar två eller flera material och uppnår enhetlig spridning. Det används ofta i flerfasblandningsprocesser såsom fast-fast, vätskevätska och gas-vätska. Mixerens strukturella egenskaper inkluderar:
Blandning av fat: Används för att hålla materialen som ska blandas, och formen och storleken bestäms enligt processkraven och produktionsskalan. Vanliga blandningsfatformer inkluderar cylindriska, koniska, fyrkantiga, etc., och materialen inkluderar rostfritt stål, emalj, glasfiber, etc.
Omrörare: Installerad i blandningsfatet är materialen blandade och spridda genom rotationsrörelse. Vanliga typer inkluderar paddeltyp, förankringstyp, spiraltyp, etc. Den geometriska formen, storleken och layouten på omröraren har ett viktigt inflytande på blandningseffekten.
Drivenhet: Ger den kraft som krävs av omröraren, såsom motor, reducerare, etc. Kraften, hastigheten och transmissionsläget för drivenheten måste väljas enligt mixerns skala och processkrav.
Inlopps- och utloppsanordning: Används för tillägg och urladdning av material, såsom manhål, ventiler, pumpar, etc. Positionen, storleken och typen av inlopps- och utloppsanordningen måste utformas beroende på materialets och produktionskravens art.
Mixerens arbetsprincip är att generera skjuvkraft, turbulens och konvektion i materialet genom agitatorns rotationsrörelse, så att materialet kontinuerligt sprids och blandas och slutligen når ett enhetligt fördelningstillstånd. Agitatorns typ och struktur har ett viktigt inflytande på blandningseffekten och den måste väljas och optimeras enligt materialegenskaperna och processkraven. Vanliga omrörningstyper och egenskaper visas i följande tabell:
| Agitator Type | Egenskaper | Tillämpliga material |
| Paddeltyp | Måttlig skjuvkraft, hög turbulensintensitet | Vätskor med låg till medium viskositet, suspensioner |
| Ankartyp | Låg skjuvkraft, hög konvektionsintensitet | Vätskor med hög viskositet, pastor |
| Bandtyp | Hög skjuvkraft, stark axiell blandningsförmåga | Hög viskositet, material med högt fast innehåll |
| Turbintyp | Hög skjuvkraft, stark radiell blandningsförmåga | Vätskor med låg till medium viskositet |
| Ramtyp | Måttlig skjuvkraft, stark radiell och axiell blandningsförmåga | Medium viskositetsvätskor, suspensioner |
Blandare är lämpliga för ett brett utbud av material, inklusive:
Pulveriserade och granulära fasta material, såsom pulver, granuler, fibrer, etc. Vanligt använda massivfasta blandare inkluderar V-typblandare, dubbelkonblandare, bandblandare, etc.
Flytande material, såsom lösningar, suspensioner, emulsioner, etc. Vanligt använda vätskevätskblandare inkluderar paddelar, statiska blandare, emulgatorer, etc.
Gasformiga material, såsom luft, ånga, etc., används för att uppnå gas-vätska blandning. Vanliga gas-vätskemixer inkluderar bubblande agitatorer, rörformiga statiska blandare, jetblandare, etc.
Mixerens effektivitet beror huvudsakligen på följande faktorer:
Blandningsmekanism: Olika blandningsmekanismer (såsom konvektionsblandning, skjuvblandning, diffusionblandning, etc.) motsvarar olika blandningseffektivitet. Konvektionsblandning förlitar sig huvudsakligen på det makroskopiska flödet av material för att uppnå blandning, skjuvblandning förlitar sig huvudsakligen på skjuvkraft för att förstöra material agglomeration för att uppnå blandning, och diffusion blandning förlitar sig huvudsakligen på den mikroskopiska rörelsen av material för att uppnå blandning.
Agitator -typ: Att välja rätt agitatortyp (som paddeltyp, ankartyp, bandtyp, etc.) kan förbättra blandningseffektiviteten avsevärt. Omrörarens geometri, storlek och layout påverkar blandningseffekten.
Omrörningshastighet: Ju högre omrörningshastighet, desto högre är blandningseffektiviteten, men för hög hastighet kan få materialet att bryta eller försämras. Omrörningshastigheten måste optimeras enligt materialegenskaperna och blandningskraven. Generellt sett ett dimensionslöst nummer (som åska
Slutsats
Kort sagt, det finns många typer av blandningsutrustning, var och en med sin egen unika arbetsprincip och applikationsfält. Att förstå egenskaperna och fördelarna med olika blandningsutrustning, att välja lämplig utrustning och optimera processparametrar är viktiga för att förbättra blandningseffektiviteten och produktkvaliteten.
WeJings emulgeringsmixer antar avancerad design och tillverkningsteknik, har utmärkt prestanda, används allmänt inom mat, kosmetika, medicin och andra branscher och litar djupt av kunderna. Om du behöver hjälp med urval och applikation, vänligen kontakta WEJING, vi kommer helhjärtat att ge dig professionell teknisk support och tjänster.
