Karıştırma ekipmanı çeşitli endüstrilerde hayati bir rol oynamaktadır. Kimyasal, farmasötik, gıda veya diğer alanlarda, verimli ve güvenilir karıştırma ekipmanları vazgeçilmezdir. Her biri kendi benzersiz çalışma prensibi ve uygulama kapsamına sahip birçok karıştırma ekipmanı türü vardır.
Bu blog, çalışma prensipleri, uygulama alanları, avantajlar ve dezavantajlar dahil olmak üzere ortak karıştırma ekipmanı türlerini derinlemesine araştıracak ve okuyucuların üretim verimliliğini ve ürün kalitesini iyileştirmek için karıştırma ekipmanlarını daha iyi anlamalarına ve uygulamalarına yardımcı olmak için karıştırma ekipmanlarını seçmek için bazı pratik öneriler sunacaktır.
Karıştırma ekipmanının tanımı
Karıştırma ekipmanı, moleküler, parçacık veya makroskopik seviyede eşit olarak dağıtılan iki veya daha fazla malzemeyi yapmak için mekanik eylem veya diğer dış kuvvetler kullanan bir cihazdır. Mühendislik perspektifinden bakıldığında, karıştırma işlemi genellikle aşağıdaki temel mekanizmaları içerir:
Konvektif karıştırma: malzemelerin genel akışı
Kesme karıştırma: bitişik katmanlar arasındaki hız farkı
Dispersitif karıştırma: Aglomeratların dağılması
Moleküler difüzyon: moleküler ölçekte spontan hareket
Karıştırma ekipmanlarının sınıflandırılması
Karıştırma yöntemi ile sınıflandırma
Karıştırma yöntemine göre, karıştırma ekipmanı esas olarak üç kategoriye ayrılabilir: mekanik karıştırma, yerçekimi çevirme ve statik mikser. Bunlar arasında mekanik karıştırma ekipmanı kürek mikseri, şerit mikser, gezegen mikseri ve çapa mikserini; Yerçekimi çevirme ekipmanı esas olarak V-tipi mikser, çift koni mikseri ve eğimli davul mikserini; Statik mikser boru hattı ve plaka türlerini içerir.
Bu sınıflandırmaları daha net bir şekilde göstermek için aşağıdaki tabloya başvurabilirsiniz:
| Karıştırma Yöntemi | Ekipman Türü |
| Mekanik karıştırma | Kürek Mikseri, Şerit Mikser, Planet Mikser, Çapa Mikseri |
| Yerçekimi saygısı | V tipi mikser, çift koni mikser, eğimli davul mikseri |
| Statik mikser | Boru Hattı Statik Mikser, Plaka Statik Mikser |
Karıştırma ekipmanlarının uygulama alanlarına göre sınıflandırma
Karıştırma yöntemi ile sınıflandırmaya ek olarak, uygulama alanı mikserler için başka bir sınıflandırma standardıdır. Uygulama alanının sınıflandırılmasına göre, karıştırma ekipmanı üç kategoriye ayrılabilir: sıvı karıştırma ekipmanı, toz karıştırma ekipmanı ve emülsifikasyon ekipmanı. Bunlar arasında, sıvı karıştırma ekipmanı düşük hızlı ajitatörler, yüksek kayma dağıtıcılar ve homojenleştiriciler; Toz karıştırma ekipmanı esas olarak şerit mikserler, koni mikserleri ve spiral karıştırıcılar; Emülsifikasyon ekipmanı, yüksek basınçlı homojenleştiriciler, emülsiförler ve dağıtıcıları içerir.
| Uygulama Alanı | Ekipman Türü |
| Sıvı karıştırma ekipmanı | Düşük hızlı ajitatör, yüksek kayma dağıtıcı, homojenleştirici |
| Toz karıştırma ekipmanı | Şerit Mikser, Koni Mikseri, Spiral Mikser |
| Emülsifikasyon ekipmanı | Yüksek basınçlı homojenleştirici, emülgatör, dağıtıcı |
Ana karıştırma ekipmanlarının ayrıntılı açıklaması
Homojenleştirici
Homojenleştirici, farklı fazların (sıvı-sıvı veya katı-sıvı gibi) sıvılarını karıştıran ve parçacık boyutunu rafine eden bir cihazdır. Sıvının dar bir boşluktan geçmesi için yüksek basınç uygular ve farklı fazların sıvılarının düzgün bir karıştırma durumuna ulaşmasını sağlamak için kesme kuvveti, türbülans ve kavitasyon etkileri kullanır. Homojenleştiricinin ana bileşenleri arasında yüksek basınçlı piston pompaları, homojenleştirici vanalar ve soğutma sistemleri bulunur.
Homojenleştiriciler iki kategoriye ayrılabilir: yüksek basınçlı homojenleştiriciler ve ultra yüksek basınçlı homojenleştiriciler.
Yüksek basınçlı homojenleştiricilerin çalışma basıncı genellikle süt ürünleri ve meyve suları gibi gıdaları homojenleştirmek için uygun olan 10-60MPa'dır. Ultra yüksek basınçlı homojenleştiricilerin çalışma basıncı, nano seviyeli ilaç taşıyıcılarının, kozmetiklerin vb. Hazırlanması gibi nano seviyeli homojenleştirme ve emülsifikasyon için uygun olan
| ulaşabilir | 100-350MPa'ya | . |
| Çalışma baskısı | 10-60mpa | 100-350mpa |
| Uygulama aralığı | Süt ürünleri, meyve suyu ve diğer yiyecekler | Nano ölçekli ilaç taşıyıcıları, kozmetik vb. |
| Parçacık boyutu aralığı | Mikron | Nano |
| Enerji tüketimi | Daha yüksek | Daha yüksek |
| Ekipman maliyeti | Yüksek | Daha yüksek |
Homojenleştiricinin çalışma prensibi aşağıdaki gibidir:
Malzeme, yüksek basınçlı bir pompa ile homojenleştirici valf içine basılır.
Malzeme, yüksek hızlı bir jet oluşturmak için homojenleştirici valfin dar boşluğunda hızlandırılır.
Yüksek hızlı jet, malzemeyi rafine eden ve eşit olarak karıştıran güçlü kesme kuvveti ve türbülans üreten valf koltuğuna çarpar.
Malzeme homojenleştirici valften geçtikten sonra, basınç keskin bir şekilde düşer, bir kavitasyon etkisi üretir, bu da malzemenin arıtılmasını ve homojenleştirilmesini daha da teşvik eder.
Homojenleştirilmiş malzeme, malzemenin bozulmasını önlemek için soğutma sistemi tarafından soğutulur.
Homojenleştiricinin uygulama alanı:
Gıda Endüstrisi: Süt ürünlerinin, içeceklerin, çeşnilerin vb. Homojenleştirilmesi gibi vb.
Kimya Endüstrisi: Pigmentlerin, kaplamaların, mürekkeplerin vb. Dispersiyonu ve homojenleştirilmesi gibi vb.
İlaç endüstrisi: ilaç preparatlarının, aşıların vb. Homojenleştirilmesi ve emülsifikasyonu gibi
Kozmetik endüstrisi: emülsiyonların, kremlerin vb. Hazırlanması ve homojenleştirilmesi gibi vb.
Homojenleştiricinin teknik özellikleri şunları içerir:
İyi homojenleştirme etkisi: Farklı fazların sıvılarını mikron ve hatta nanometre seviyesine rafine edebilir ve sistemin tekdüzeliğini ve stabilitesini önemli ölçüde artırabilir.
Yüksek Enerji Tüketimi: Homojenleştirme işlemi yüksek basınç gerektirdiğinden, enerji tüketimi yüksektir, ancak tasarım ve çalışma parametrelerini optimize ederek enerji tüketimi azaltılabilir.
Temiz ve Hijyenik: Homojener, temiz üretim elde edebilen ve gıda, ilaç ve diğer endüstrilerin hijyen gereksinimlerini karşılayabilen tamamen kapalı bir tasarımı benimser.
Sürekli Üretim: Homojenleştirici, büyük ölçekli endüstriyel üretim için uygun olan sürekli beslenme ve deşarj elde edebilir.
Homojenizasyon etkisini ve verimliliğini daha da artırmak için aşağıdaki önlemler benimsenebilir:
Kesme kuvvetini ve türbülans yoğunluğunu arttırmak için çok aşamalı homojenleştirme vanaları, özel malzemeler ve yüzey işlemi vb.
Çok aşamalı homojenleştirme, yani malzeme sırayla çoklu homojenleştirme vanasından geçer, kademeli olarak rafine eder ve homojenleştirir ve homojenleştirme etkisini geliştirir.
Homojenizasyon verimliliğini ve homojenliği daha da geliştirmek için ultrasonik destekli homojenleştirme, membran homojenleştirmesi vb. Gibi diğer teknolojileri birleştirin.
Homojenizasyon etkisini ve verimliliğini artırmak için malzeme özelliklerine ve ürün gereksinimlerine göre basınç, sıcaklık, akış vb. İşlem parametrelerini optimize edin.
Emülgatör
Emülgatör, iki veya daha fazla karışmaz sıvıyı karıştıran ve stabil bir emülsiyon hazırlayan bir cihazdır. Emülsifikasyon işlemi, dağılmış faz damlacıklarını rafine eder ve mekanik eylemler (kesme, türbülans vb. Gibi) yoluyla sürekli faza dağıtır ve aynı zamanda, birleşimden damlacıkları önlemek için yüzey aktif cisimleri gibi emülsifiyeleri ekleyerek arayüzey gerilimini azaltır ve son olarak kararlı bir emülsiyon oluşturur. Emülgatörün ana bileşenleri arasında emülsifikasyon namlu, ajitatör, homojenleştirici pompa ve soğutma cihazı bulunur.
Yaygın emülsiför türleri:
Yüksek kesme emülgörü: Sıvıda güçlü kesme kuvveti ve türbülans üretmek için yüksek hızlı dönen bir kesme kafası kullanır, böylece damlacıklar rafine edilir ve dağılır. Düşük ila orta viskoziteye sahip sıvı-sıvı sistemleri için uygundur. Yüksek kesme emülsiyonunun kesme kafası genellikle kesme kuvvetini ve türbülans yoğunluğunu arttırmak için tırtıklı veya gözenekli bir yapı benimser.
Ultrasonik Emülgatör: Sıvıda küçük kabarcıklar üretmek için ultrasonik kavitasyon etkisini kullanır. Kabarcıklar patladığında, damlacıkları rafine eden ve dağıtan güçlü darbe kuvveti ve türbülans üretirler. Yüksek viskozite ve nano seviyeli emülsifikasyon için uygundur. Ultrasonik emülgatörler genellikle yüksek verimli ve yüksek doygunluk emülsifikasyonu elde etmek için yüksek güçlü ultrasonik jeneratörler ve problarla donatılmıştır.
Membran Emülgörü: Dağılmış fazı küçük damlacıklara ekstrüde etmek ve kesmek için mikro gözenekli bir membran kullanır. Monodispers ve boyut kontrollü emülsiyonların hazırlanması için uygundur. Membran emülgörü, membran gözenek boyutu, transmembran basıncı ve kesme hızı gibi parametreleri ayarlayarak emülsiyonun partikül boyutunu ve dağılımını tam olarak kontrol edebilir.
Yüksek basınçlı homojenleştirme emülgörü: Ön emülsiyon, yüksek basınçlı bir pompa kullanılarak homojenleştirme valfine pompalanır ve damlacıklar kesilir, rafine edilir ve yüksek basınç altında dağıtılır. Yüksek viskoziteli ve emülsifiye edilmesi zor sistemler için uygundur. Yüksek basınçlı homojenleştirme emülgatörleri genellikle yüksek verimli ve yüksek diformasyon emülsifikasyonu elde etmek için çok aşamalı homojenleştirme valfleri ve soğutma sistemleri ile donatılmıştır.
Vakum Emülsifikasyon Mikseri : Vakum koşulları altında homojenleştirme emülsifikasyonu, sistemdeki kabarcıkları etkili bir şekilde giderebilir ve emülsiyonun stabilitesini ve homojenliğini artırabilir. Vakum emülsifiye edici mikser genellikle, emülsiyonun gazı, homojenleştirilmesi ve emülsifikasyonu gibi birçok fonksiyona ulaşabilen vakum pompaları, homojenleştirme pompaları ve homojenleştirme vanaları gibi bileşenlerle donatılmıştır.
Farklı Emülsiyon Türlerinin Özellikleri ve Uygulamaları:
| Emülsiyon Türü | Özellikleri | Uygulaması |
| Yüksek kesme emülgörü | Güçlü kesme kuvveti, yüksek türbülans yoğunluğu | Düşük ila orta viskozite sıvı-sıvı sistemi |
| Ultrasonik emülsiyon | Kavitasyon etkisi, güçlü etki kuvveti | Yüksek viskozite ve nano ölçekli emülsifikasyon |
| Membran emülgörü | Monodispers, kontrol edilebilir parçacık boyutu | Monodispers ve kontrol edilebilir parçacık boyutu emülsiyonlarının hazırlanması |
| Yüksek basınçlı homojenleştirme emülgörü | Yüksek basınçlı kesme, iyi homojenleştirme etkisi | Yüksek viskozite ve emülsifiye edilmesi zor |
| Vakum emülsifiye edici mikser | Gaziye, iyi istikrar | Baloncukları çıkarın ve stabiliteyi iyileştirin |
Süt, krema, salata sosu, cilt bakım ürünleri, tıbbi emülsiyonlar, pestisit süspansiyonları, vb.
Bir emülgatör kullanırken, aşağıdaki çalışma noktalarına dikkat etmeniz gerekir:
Hız, sıcaklık, zaman, vb. Gibi uygun emülsifififikasyon ekipmanı ve işlem parametrelerini seçin ve bunları hammadde ve ürün gereksinimlerinin özelliklerine göre optimize edin.
Emülsifikasyon verimliliğini ve stabilitesini iyileştirmeye yardımcı olacak, önce sürekli fazın ve daha sonra dağılmış fazın eklenmesi gibi hammadde oranını ve ilave sırasını kontrol edin.
Gerekirse, emülsiyonun oluşumunu ve stabilitesini artırmak için emülsiyonlaştırıcılar, stabilizatörler ve diğer katkı maddeleri eklenebilir. Yaygın olarak kullanılan emülsiförler arasında yumurta sarısı lesitin, dolaylı, yağ asidi gliserit, vb. Ve yaygın olarak kullanılan stabilizatörler arasında ksantan sakızı, Carrageenan, karboksimetil selüloz, vb.
Emülsiyonun bozulmasına veya demülsifikasyonuna neden olan aşırı sıcaklığı önlemek için emülsifikasyon sırasında sıcaklık kontrolüne dikkat edin. Genel olarak, emülsifikasyon sıcaklığı 60 ° C'yi geçmemeli ve ısıya duyarlı malzemeler daha düşük sıcaklıklar gerektirir.
Emülsifikasyondan sonra, emülsiyonun kalitesini ve stabilitesini daha da artırmak için homojenleştirme ve sterilizasyon gibi tedavi sonrası yapılabilir. Homojenleştirme basıncı genellikle 10-60MPA'dır, sterilizasyon sıcaklığı genellikle 110-130 ° C'dir ve süre 2-10 saniyedir.
Emülsifikasyon etkisini ve verimliliğini daha da artırmak için aşağıdaki önlemler benimsenebilir:
Kesme kuvvetini ve türbülans yoğunluğunu arttırmak için özel şekilli karıştırma kürekleri, çok aşamalı emülsifikasyon, yüksek basınçlı homojenizasyon vb.
Emülsifikasyon verimliliğini ve homojenliğini artırmak için iki aşamalı emülsifikasyon, mikrokanal emülsifikasyon, membran emülsifikasyonu vb.
Hidrofilik-lipofilik denge değerine (HLB değeri) göre emülgatörlerin seçilmesi ve emülsiyonun oluşumunu ve stabilitesini artırmak için emülsiyon tipine ve pH değerine göre stabilizatörlerin seçilmesi gibi rasyonel olarak seçin.
Emülsifikasyon sürecinin gerçek zamanlı optimizasyonu ve kalite kontrolünü elde etmek için çevrimiçi parçacık boyutu analizi, çevrimiçi viskozite ölçümü, otomatik toplulama ve sıcaklık kontrolü gibi çevrimiçi izleme ve otomatik kontrol teknolojilerini kullanın.
Karıştırıcı
Mikser, iki veya daha fazla malzemeyi karıştıran ve düzgün dağılım sağlayan bir cihazdır. Katı-katı, sıvı-sıvı ve gaz-sıvı gibi çok fazlı karıştırma işlemlerinde yaygın olarak kullanılır. Mikserin yapısal özellikleri şunları içerir:
Karşılaştırma Namlu: Malzemeleri karıştırmak için kullanılır ve şekil ve boyut süreç gereksinimlerine ve üretim ölçeğine göre belirlenir. Yaygın karıştırma namlu şekilleri arasında silindirik, konik, kare, vb.
Ajitatör: Karıştırma namlusuna monte edilen malzemeler karıştırılır ve dönme hareketi yoluyla dağılır. Yaygın tipler kürek tipi, ankraj tipi, spiral şerit tipi vb. İçerir. Ajitatörün geometrik şekli, boyutu ve düzeni karıştırma etkisi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
Sürücü cihazı: Motor, azaltıcı vb. Gibi ajitatörün gereken gücü sağlar. Sürücü cihazının gücü, hız ve iletim modunun mikserin ölçek ve işlem gereksinimlerine göre seçilmesi gerekir.
Giriş ve çıkış cihazı: Menholler, vanalar, pompalar, vb. Gibi malzemelerin eklenmesi ve deşarjı için kullanılır. Giriş ve çıkış cihazının konumu, boyutu ve tipi, malzeme ve üretim gereksinimlerinin doğasına göre tasarlanmalıdır.
Mikserin çalışma prensibi, ajitatörün dönme hareketi yoluyla malzemede kesme kuvveti, türbülans ve konveksiyon üretmektir, böylece malzeme sürekli olarak dağılır ve karıştırılır ve nihayetinde düzgün bir dağılım durumuna ulaşır. Ajitatörün tipi ve yapısı, karıştırma etkisi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve malzeme özelliklerine ve işlem gereksinimlerine göre seçilmesi ve optimize edilmesi gerekir. Ortak ajitatör türleri ve özellikleri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir:
| Ajitatör tipi | özellikler | geçerli malzemeler |
| Kürek tipi | Orta kesme kuvveti, yüksek türbülans yoğunluğu | Düşük ila orta viskoziteli sıvılar, süspansiyonlar |
| Çapa | Düşük kesme kuvveti, yüksek konveksiyon yoğunluğu | Yüksek viskoziteli sıvılar, macunlar |
| Şerit tipi | Yüksek kesme kuvveti, güçlü eksenel karıştırma yeteneği | Yüksek viskozite, yüksek katı içerik malzemeleri |
| Türbin tipi | Yüksek kesme kuvveti, güçlü radyal karıştırma yeteneği | Düşük ila orta viskoziteli sıvılar |
| Çerçeve tipi | Orta derecede kesme kuvveti, güçlü radyal ve eksenel karıştırma yeteneği | Orta viskozite sıvıları, süspansiyonlar |
Mikserler, aşağıdakiler dahil olmak üzere çok çeşitli malzemeler için uygundur:
Tozlar, granüller, lifler, vb. Gibi toz ve granüler katı malzemeler. Yaygın olarak kullanılan katı katı mikserler, V tipi mikserler, çift koni mikserleri, şerit mikserler vb.
Çözeltiler, süspansiyonlar, emülsiyonlar vb. Gibi sıvı malzemeler. Yaygın olarak kullanılan sıvı-sıvı mikserler kürek ajitatörleri, statik mikserler, emülsiyonlar vb. İçerir.
Hava, buhar, vb. Gazlı malzemeler gaz-sıvı karıştırma elde etmek için kullanılır. Yaygın olarak kullanılan gaz-sıvı mikserler arasında köpüren ajitatörler, boru şeklindeki statik karıştırıcılar, jet mikserleri vb.
Mikserin verimliliği esas olarak aşağıdaki faktörlere bağlıdır:
Karıştırma mekanizması: Farklı karıştırma mekanizmaları (konveksiyon karıştırma, kesme karıştırma, difüzyon karıştırma, vb.) Farklı karıştırma verimlerine karşılık gelir. Konveksiyon karıştırma esas olarak karıştırma elde etmek için malzemelerin makroskopik akışına dayanır, kesme karıştırma esas olarak karıştırma elde etmek için malzeme aclomerasyonunu yok etmek için kesme kuvvetine dayanır ve difüzyon karıştırma esas olarak karıştırma elde etmek için malzemelerin mikroskopik hareketine dayanır.
Ajitatör Türü: Doğru ajitatör tipini seçmek (kürek tipi, ankraj tipi, şerit tipi, vb.) Karıştırma verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. Ajitatörün geometrisi, boyutu ve düzeni karıştırma etkisini etkileyecektir.
Karıştırma Hızı: Karıştırma hızı ne kadar yüksek olursa, karıştırma verimliliği o kadar yüksek olur, ancak çok yüksek bir hız, malzemenin kırılmasına veya bozulmasına neden olabilir. Karıştırma hızı, malzeme özelliklerine ve karıştırma gereksinimlerine göre optimize edilmelidir. Genel olarak, boyutsuz bir sayı (gök gürültüsü gibi
Çözüm
Kısacası, her biri kendi benzersiz çalışma prensibi ve uygulama alanına sahip birçok karıştırma ekipmanı türü vardır. Farklı karıştırma ekipmanlarının özelliklerini ve avantajlarını anlamak, uygun ekipmanı seçmek ve işlem parametrelerini optimize etmek, karıştırma verimliliğini ve ürün kalitesini artırmak için gereklidir.
Wejing'in emülsifiye edici mikseri gelişmiş tasarım ve üretim teknolojisini benimser, mükemmel bir performansa sahiptir, gıda, kozmetik, ilaç ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılır ve müşteriler tarafından derinden güvenilir. Seçim ve uygulama konusunda yardıma ihtiyacınız varsa, lütfen WeJing ile iletişime geçin, size gönülden profesyonel teknik destek ve hizmetler sunacağız.
