Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2024-10-24 Nguồn gốc: Địa điểm
Trộn thiết bị đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Cho dù trong hóa chất, dược phẩm, thực phẩm hoặc các lĩnh vực khác, các thiết bị trộn hiệu quả và đáng tin cậy là không thể thiếu. Có nhiều loại thiết bị trộn, mỗi loại có nguyên tắc làm việc độc đáo và phạm vi ứng dụng.
Blog này sẽ khám phá chuyên sâu các loại thiết bị trộn phổ biến, bao gồm các nguyên tắc làm việc, khu vực ứng dụng, ưu điểm và nhược điểm của chúng và cung cấp một số gợi ý thực tế để chọn thiết bị trộn để giúp người đọc hiểu rõ hơn và áp dụng thiết bị trộn để cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Thiết bị trộn là một thiết bị sử dụng hành động cơ học hoặc các lực bên ngoài khác để tạo ra hai hoặc nhiều vật liệu phân bố đều ở cấp độ phân tử, hạt hoặc vĩ mô. Từ góc độ kỹ thuật, quá trình trộn thường liên quan đến các cơ chế chính sau:
Trộn đối lưu: Dòng vật liệu tổng thể
Trộn cắt: Sự khác biệt tốc độ giữa các lớp liền kề
Pha trộn phân tán: sự chia tay của các chất kết tụ
Sự khuếch tán phân tử: Chuyển động tự phát ở quy mô phân tử
Theo phương pháp trộn, thiết bị trộn có thể được chia chủ yếu thành ba loại: trộn cơ học, lật trọng lực và máy trộn tĩnh. Trong số đó, thiết bị trộn cơ học bao gồm máy trộn mái chèo, máy trộn ruy băng, máy trộn hành tinh và máy trộn neo; Thiết bị lật trọng lực chủ yếu bao gồm máy trộn loại V, máy trộn hình nón đôi và máy trộn trống nghiêng; Máy trộn tĩnh bao gồm các loại đường ống và tấm.
Để hiển thị các phân loại này rõ ràng hơn, bạn có thể tham khảo bảng sau:
| Trộn | loại thiết bị phương pháp |
|---|---|
| Trộn cơ học | Máy trộn mái chèo, máy trộn ruy băng, máy trộn hành tinh, máy trộn neo |
| Trọng lực lật | Máy trộn loại V, máy trộn hình nón đôi, máy trộn trống nghiêng |
| Máy trộn tĩnh | Máy trộn tĩnh đường ống, máy trộn tĩnh tấm |
Ngoài việc phân loại theo phương pháp khuấy, trường ứng dụng là một tiêu chuẩn phân loại khác cho máy trộn. Theo phân loại trường ứng dụng, thiết bị trộn có thể được chia thành ba loại: thiết bị trộn chất lỏng, thiết bị trộn bột và thiết bị nhũ hóa. Trong số đó, thiết bị trộn chất lỏng bao gồm máy khuấy tốc độ thấp, bộ phân tán cắt cao và đồng nhất; Thiết bị trộn bột chủ yếu bao gồm máy trộn ruy băng, máy trộn hình nón và máy trộn xoắn ốc; Thiết bị nhũ hóa bao gồm đồng nhất áp suất cao, chất nhũ hóa và phân tán.
| trường ứng dụng | Loại thiết bị |
|---|---|
| Thiết bị trộn chất lỏng | Máy khuấy tốc độ thấp, bộ phân tán cắt cao, đồng nhất |
| Thiết bị trộn bột | Máy trộn ruy băng, máy trộn hình nón, máy trộn xoắn ốc |
| Thiết bị nhũ hóa | Đồng nhất áp suất cao, chất nhũ hóa, phân tán |
Một chất đồng nhất là một thiết bị trộn chất lỏng của các pha khác nhau (như chất lỏng lỏng hoặc chất lỏng rắn) và tinh chỉnh kích thước hạt. Nó áp dụng áp suất cao để làm cho chất lỏng đi qua một khoảng cách hẹp và sử dụng lực cắt, nhiễu loạn và hiệu ứng xâm thực để làm cho chất lỏng của các pha khác nhau đạt đến trạng thái trộn đồng đều. Các thành phần chính của chất đồng nhất bao gồm máy bơm pít tông áp suất cao, van đồng nhất hóa và hệ thống làm mát.
Homogenizer có thể được chia thành hai loại: đồng nhất áp suất cao và đồng nhất áp suất cực cao.
Áp lực làm việc của các chất đồng nhất áp suất cao thường nằm trong khoảng từ 10-60MPa, phù hợp để đồng nhất hóa thực phẩm như các sản phẩm sữa và nước ép. Áp lực làm việc của các chất đồng nhất áp suất cực cao có thể đạt 100-350MPa, phù hợp cho sự đồng nhất và nhũ hóa ở cấp độ nano, chẳng hạn như chuẩn bị các chất mang thuốc cấp độ nano, mỹ
| phẩm | , | vv |
|---|---|---|
| Áp lực làm việc | 10-60MPA | 100-350MPA |
| Phạm vi ứng dụng | Sản phẩm sữa, nước trái cây và các loại thực phẩm khác | Người mang thuốc quy mô nano, mỹ phẩm, v.v. |
| Phạm vi kích thước hạt | Micron | Nano |
| Tiêu thụ năng lượng | Cao hơn | Cao hơn |
| Chi phí thiết bị | Cao | Cao hơn |
Nguyên tắc làm việc của chất đồng nhất như sau:
Các vật liệu được ép vào van đồng nhất bằng một bơm áp suất cao.
Vật liệu được tăng tốc trong khoảng cách hẹp của van đồng nhất để tạo thành một máy bay phản lực tốc độ cao.
Máy bay phản lực tốc độ cao chạm vào ghế van, tạo ra lực cắt mạnh và nhiễu loạn, tinh chỉnh và trộn đều vật liệu.
Sau khi vật liệu đi qua van đồng nhất hóa, áp suất giảm mạnh, tạo ra hiệu ứng xâm thực, điều này thúc đẩy hơn nữa sự tinh chỉnh và đồng nhất hóa vật liệu.
Vật liệu đồng nhất được làm mát bởi hệ thống làm mát để ngăn chặn vật liệu xuống cấp.
Trường ứng dụng của chất đồng nhất rất rộng, bao gồm:
Ngành công nghiệp thực phẩm: chẳng hạn như đồng nhất hóa các sản phẩm sữa, đồ uống, gia vị, v.v.
Công nghiệp hóa chất: chẳng hạn như phân tán và đồng nhất hóa sắc tố, lớp phủ, mực, v.v.
Ngành công nghiệp dược phẩm: chẳng hạn như đồng nhất hóa và nhũ hóa của các chế phẩm thuốc, vắc -xin, v.v.
Công nghiệp mỹ phẩm: chẳng hạn như chuẩn bị và đồng nhất hóa nhũ tương, kem, v.v.
Các tính năng kỹ thuật của chất đồng nhất bao gồm:
Hiệu ứng đồng nhất hóa tốt: Nó có thể tinh chỉnh các chất lỏng của các pha khác nhau đến mức micron hoặc thậm chí là nanomet, cải thiện đáng kể tính đồng nhất và ổn định của hệ thống.
Tiêu thụ năng lượng cao: Vì quá trình đồng nhất hóa đòi hỏi áp suất cao, mức tiêu thụ năng lượng cao, nhưng mức tiêu thụ năng lượng có thể được giảm bằng cách tối ưu hóa các thông số thiết kế và vận hành.
Sạch sẽ và vệ sinh: Homogenizer áp dụng một thiết kế kín hoàn toàn, có thể đạt được sản xuất sạch và đáp ứng các yêu cầu vệ sinh của thực phẩm, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác.
Sản xuất liên tục: Bộ đồng nhất có thể đạt được việc cho ăn và xả liên tục, phù hợp cho sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
Để cải thiện hơn nữa hiệu ứng và hiệu quả đồng nhất, các biện pháp sau đây có thể được áp dụng:
Tối ưu hóa thiết kế của van đồng nhất hóa, chẳng hạn như sử dụng van đồng nhất hóa nhiều giai đoạn, vật liệu đặc biệt và xử lý bề mặt, v.v., để tăng lực cắt và cường độ nhiễu loạn.
Sử dụng đồng nhất hóa nhiều giai đoạn, nghĩa là, vật liệu đi qua nhiều van đồng nhất theo trình tự, dần dần tinh chỉnh và đồng nhất hóa, và cải thiện hiệu ứng đồng nhất.
Kết hợp các công nghệ khác, chẳng hạn như đồng nhất hóa hỗ trợ siêu âm, đồng nhất hóa màng, v.v., để cải thiện hơn nữa hiệu quả đồng nhất hóa và tính đồng nhất.
Tối ưu hóa các thông số quy trình, như áp suất, nhiệt độ, dòng chảy, v.v., theo các tính chất vật liệu và yêu cầu sản phẩm, để cải thiện hiệu ứng và hiệu quả đồng nhất hóa.
Một chất nhũ hóa là một thiết bị pha trộn hai hoặc nhiều chất lỏng bất động và chuẩn bị một nhũ tương ổn định. Quá trình nhũ hóa tinh chỉnh các giọt pha phân tán và phân tán chúng vào pha liên tục thông qua các hành động cơ học (như cắt, nhiễu loạn, v.v.), đồng thời làm giảm sức căng của giao thoa bằng cách thêm các chất nhũ hóa như chất hoạt động bề mặt để ngăn chặn các giọt nước. Các thành phần chính của chất nhũ hóa bao gồm thùng nhũ hóa, máy khuấy, máy bơm đồng nhất và thiết bị làm mát.
Các loại chất nhũ hóa phổ biến là:
Bộ nhũ hóa cắt cao: Nó sử dụng đầu cắt tốc độ cao để tạo ra lực cắt mạnh và nhiễu loạn trong chất lỏng, để các giọt được tinh chế và phân tán. Nó phù hợp cho các hệ thống chất lỏng lỏng có độ nhớt thấp đến trung bình. Đầu cắt của chất nhũ hóa cắt cao thường áp dụng cấu trúc răng cưa hoặc xốp để tăng lực cắt và cường độ nhiễu loạn.
Bộ nhũ hóa siêu âm: Nó sử dụng hiệu ứng xâm thực siêu âm để tạo ra các bong bóng nhỏ trong chất lỏng. Khi các bong bóng vỡ, chúng tạo ra lực tác động và nhiễu loạn mạnh mẽ, điều này tinh chỉnh và phân tán các giọt. Nó phù hợp cho độ nhớt cao và nhũ hóa cấp nano. Bộ nhũ hóa siêu âm thường được trang bị các máy phát siêu âm và đầu dò siêu âm công suất cao để đạt được sự nhũ hóa hiệu quả cao và độ đồng nhất cao.
Bộ nhũ hóa màng: Nó sử dụng màng vi mô để đùn và cắt pha phân tán thành các giọt nhỏ. Nó phù hợp để chuẩn bị các nhũ tương điều khiển monodisperse và kích thước. Bộ nhũ hóa màng có thể điều khiển chính xác kích thước hạt và phân bố của nhũ tương bằng cách điều chỉnh các thông số như kích thước lỗ rỗng màng, áp suất xuyên màng và tốc độ cắt.
Bộ nhũ hóa đồng nhất hóa áp suất cao: Động sản trước được bơm vào van đồng nhất bằng cách sử dụng bơm áp suất cao, và các giọt được cắt, tinh chế và phân tán dưới áp suất cao. Nó phù hợp cho các hệ thống có tầm nhìn cao và khó phát xạ. Các chất nhũ hóa đồng nhất hóa áp suất cao thường được trang bị các van đồng nhất hóa nhiều giai đoạn và hệ thống làm mát để đạt được sự nhũ hóa hiệu quả cao và độ đồng nhất cao.
Máy trộn nhũ hóa chân không : Nhũ hóa đồng nhất hóa trong điều kiện chân không có thể loại bỏ các bong bóng trong hệ thống một cách hiệu quả và cải thiện tính ổn định và tính đồng nhất của nhũ tương. Bộ trộn nhũ hóa chân không thường được trang bị các bộ phận như bơm chân không, bơm đồng nhất hóa và van đồng nhất hóa, có thể đạt được nhiều chức năng như khử khí, đồng nhất hóa và nhũ hóa của nhũ tương.
Đặc điểm và ứng dụng của các loại chất nhũ hóa khác nhau:
| loại nhũ hóa | đặc điểm | Ứng dụng |
|---|---|---|
| Công cụ nhũ hóa cắt cao | Lực cắt mạnh, cường độ nhiễu loạn cao | Hệ thống chất lỏng lỏng độ nhớt thấp đến trung bình |
| Chất nhũ hóa siêu âm | Hiệu ứng xâm thực, lực tác động mạnh mẽ | Độ nhớt cao và nhũ hóa quy mô nano |
| Bộ nhũ hóa màng | Monodisperse, kích thước hạt có thể kiểm soát được | Chuẩn bị các nhũ tương kích thước hạt monodisperse và có thể kiểm soát được |
| Chất nhũ hóa đồng nhất áp suất cao | Cắt áp lực cao, hiệu ứng đồng nhất tốt | Độ nhớt cao và khó nhũ hóa hệ thống |
| Máy trộn nhũ hóa chân không | Khử khí, ổn định tốt | Loại bỏ bong bóng và cải thiện sự ổn định |
Phạm vi ứng dụng của chất nhũ hóa rất rộng, như thực phẩm, mỹ phẩm, thuốc, thuốc trừ sâu, lớp phủ và các ngành công nghiệp khác, được sử dụng để chuẩn bị các sản phẩm nhũ tương khác nhau, như sữa, kem, salad, sản phẩm chăm sóc da, nhũ tương dược phẩm, huyền phù thuốc trừ sâu, v.v.
Khi sử dụng chất nhũ hóa, bạn cần chú ý đến các điểm hoạt động sau:
Chọn các thiết bị nhũ hóa thích hợp và các thông số xử lý, chẳng hạn như tốc độ, nhiệt độ, thời gian, v.v., và tối ưu hóa chúng theo các tính chất của các yêu cầu nguyên liệu và sản phẩm thô.
Kiểm soát tỷ lệ nguyên liệu thô và thứ tự bổ sung, chẳng hạn như thêm pha liên tục trước và sau đó là pha phân tán, sẽ giúp cải thiện hiệu quả và ổn định nhũ hóa.
Nếu cần thiết, chất nhũ hóa, chất ổn định và các chất phụ gia khác có thể được thêm vào để cải thiện sự hình thành và ổn định của nhũ tương. Các chất nhũ hóa thường được sử dụng bao gồm lòng đỏ trứng lecithin, tween, glyceride axit béo, v.v., và các chất ổn định thường được sử dụng bao gồm kẹo cao su Xanthan, carrageenan, carboxymethyl cellulose, v.v.
Hãy chú ý đến việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình nhũ hóa để tránh nhiệt độ quá mức gây ra sự suy giảm hoặc suy giảm nhũ tương. Nói chung, nhiệt độ nhũ hóa không được vượt quá 60 ° C và các vật liệu nhạy cảm với nhiệt đòi hỏi nhiệt độ thấp hơn.
Sau khi nhũ hóa, các chất điều trị như đồng nhất và khử trùng có thể được thực hiện để cải thiện hơn nữa chất lượng và tính ổn định của nhũ tương. Áp suất đồng nhất thường là 10-60MPa, nhiệt độ khử trùng thường là 110-130 ° C và thời gian là 2-10 giây.
Để cải thiện hơn nữa hiệu ứng và hiệu quả nhũ hóa, các biện pháp sau đây có thể được áp dụng:
Tối ưu hóa thiết kế của các thiết bị nhũ hóa, chẳng hạn như sử dụng mái chèo khuấy đặc biệt, nhũ hóa nhiều giai đoạn, đồng nhất hóa áp suất cao, v.v., để tăng cường độ cắt và cường độ nhiễu loạn.
Tối ưu hóa quá trình nhũ hóa, chẳng hạn như nhũ hóa hai bước, nhũ hóa vi mạch, nhũ hóa màng, v.v., để cải thiện hiệu quả nhũ hóa và độ đồng nhất.
Lựa chọn lựa chọn chất nhũ hóa và chất ổn định, chẳng hạn như chọn chất nhũ hóa theo giá trị cân bằng-lipophilic (giá trị HLB), và chọn chất ổn định theo loại nhũ tương và giá trị pH để cải thiện sự hình thành và độ ổn định của nhũ tương.
Sử dụng các công nghệ giám sát trực tuyến và kiểm soát tự động, chẳng hạn như phân tích kích thước hạt trực tuyến, đo độ nhớt trực tuyến, tự động và kiểm soát nhiệt độ, để đạt được tối ưu hóa thời gian thực và kiểm soát chất lượng của quá trình nhũ hóa.
Máy trộn là một thiết bị trộn hai hoặc nhiều vật liệu và đạt được sự phân tán đồng đều. Nó được sử dụng rộng rãi trong các quá trình trộn đa pha như rắn rắn, chất lỏng lỏng và chất lỏng khí. Các tính năng cấu trúc của máy trộn bao gồm:
Trộn thùng: Được sử dụng để giữ các vật liệu được trộn lẫn, và hình dạng và kích thước được xác định theo yêu cầu quy trình và quy mô sản xuất. Hình dạng thùng trộn phổ biến bao gồm hình trụ, hình nón, hình vuông, v.v., và các vật liệu bao gồm thép không gỉ, men, sợi thủy tinh, v.v.
Agitator: Được cài đặt trong thùng trộn, các vật liệu được trộn và phân tán thông qua chuyển động quay. Các loại phổ biến bao gồm loại mái chèo, loại neo, loại ruy băng xoắn ốc, v.v ... Hình dạng hình học, kích thước và bố cục của máy khuấy có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu ứng trộn.
Thiết bị ổ đĩa: Cung cấp nguồn theo yêu cầu của bộ khuấy, chẳng hạn như động cơ, bộ giảm tốc, v.v ... Chế độ năng lượng, tốc độ và phương thức truyền của thiết bị ổ đĩa cần được chọn theo yêu cầu quy mô và quy trình của máy trộn.
Thiết bị đầu vào và đầu ra: Được sử dụng để bổ sung và xả vật liệu, như hố ga, van, máy bơm, v.v ... Vị trí, kích thước và loại thiết bị đầu vào và đầu ra cần được thiết kế theo tính chất của các yêu cầu sản xuất và vật liệu.
Nguyên tắc làm việc của máy trộn là tạo ra lực cắt, nhiễu loạn và đối lưu trong vật liệu thông qua chuyển động quay của máy khuấy, do đó vật liệu được phân tán và trộn liên tục, và cuối cùng đạt đến trạng thái phân phối đồng đều. Loại và cấu trúc của bộ kích thích có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu ứng trộn, và nó cần được chọn và tối ưu hóa theo các thuộc tính vật liệu và yêu cầu xử lý. Các loại và đặc điểm kích động thông thường được thể hiện trong bảng sau:
| loại kích động | Đặc điểm | vật liệu áp dụng |
|---|---|---|
| Loại mái chèo | Lực cắt vừa phải, cường độ nhiễu loạn cao | Chất lỏng độ nhớt thấp đến trung bình |
| Loại neo | Lực cắt thấp, cường độ đối lưu cao | Chất lỏng độ nhớt cao, bột nhão |
| Loại ruy băng | Lực cắt cao, khả năng trộn trục mạnh | Độ nhớt cao, vật liệu nội dung rắn cao |
| Loại tuabin | Lực cắt cao, khả năng trộn xuyên tâm mạnh | Chất lỏng độ nhớt thấp đến trung bình |
| Loại khung | Lực cắt vừa phải, khả năng trộn hướng tâm và trục mạnh | Chất lỏng độ nhớt trung bình, huyền phù |
Máy trộn phù hợp cho một loạt các vật liệu, bao gồm:
Vật liệu rắn và hạt, chẳng hạn như bột, hạt, sợi, v.v ... Máy trộn rắn rắn thường được sử dụng bao gồm máy trộn loại V, máy trộn hình nón đôi, máy trộn ruy băng, v.v.
Vật liệu lỏng, chẳng hạn như dung dịch, huyền phù, nhũ tương, vv Máy trộn chất lỏng-lỏng thường được sử dụng bao gồm chất kích thích mái chèo, máy trộn tĩnh, nhũ hóa, v.v.
Các vật liệu khí, như không khí, hơi nước, vv, được sử dụng để đạt được sự pha trộn khí lỏng. Các máy trộn khí lỏng thường được sử dụng bao gồm máy khuấy sủi bọt, máy trộn tĩnh hình ống, máy trộn phản lực, v.v.
Hiệu quả của máy trộn chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Cơ chế trộn: Các cơ chế trộn khác nhau (như trộn đối lưu, trộn cắt, trộn khuếch tán, v.v.) tương ứng với hiệu quả trộn khác nhau. Trộn đối lưu chủ yếu dựa vào dòng vật liệu vĩ mô để đạt được sự pha trộn, trộn cắt chủ yếu dựa vào lực cắt để phá hủy sự kết tụ vật liệu để đạt được sự pha trộn, và trộn khuếch tán chủ yếu dựa vào chuyển động vi mô của vật liệu để đạt được sự pha trộn.
Loại kích động: Chọn loại kích động thích hợp (như loại mái chèo, loại neo, loại ruy băng, v.v.) có thể cải thiện đáng kể hiệu quả trộn. Hình học, kích thước và bố cục của máy khuấy sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng trộn.
Tốc độ khuấy: Tốc độ khuấy càng cao, hiệu suất trộn càng cao, nhưng tốc độ quá cao có thể khiến vật liệu bị phá vỡ hoặc suy giảm. Tốc độ khuấy cần được tối ưu hóa theo các tính chất vật liệu và yêu cầu trộn. Nói chung, một số không thứ nguyên (như sấm sét
Nói tóm lại, có nhiều loại thiết bị trộn, mỗi loại có nguyên tắc làm việc và trường ứng dụng độc đáo riêng. Hiểu các đặc điểm và lợi thế của các thiết bị trộn khác nhau, chọn thiết bị phù hợp và tối ưu hóa các thông số quy trình là rất cần thiết để cải thiện hiệu quả trộn và chất lượng sản phẩm.
Máy trộn nhũ hóa của Wejing áp dụng công nghệ sản xuất và thiết kế tiên tiến, có hiệu suất tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, mỹ phẩm, y học và các ngành công nghiệp khác, và được khách hàng tin tưởng sâu sắc. Nếu bạn cần trợ giúp về lựa chọn và ứng dụng, vui lòng liên hệ với Wejing, chúng tôi sẽ hết lòng cung cấp cho bạn các dịch vụ và hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp.
