Was sind Hochschermischer?

Mischer mit hoher Scherung sind Geräte, mit denen flüssige, gasförmige und feste Komponenten vollständig kombiniert werden können, die sich normalerweise mit herkömmlichen Methoden nicht vollständig mischen lassen. Diese Vorrichtungen nutzen ein fluiddynamisches Phänomen, das als Scherbeanspruchung bekannt ist, um schwer mischbare Materialien zu kombinieren. Eine Scherbeanspruchung tritt auf, wenn sich zwei Fluidkörper mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten über einander bewegen, wodurch ein Deformationsbereich entlang des Kontaktbereichs zwischen ihnen erzeugt wird. Hochschermischer verwenden eine Reihe von Hochgeschwindigkeitslaufrädern, die sich in einem stationären Gehäuse drehen, um ein Komponentenmaterial effektiv zu mischen, das mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in einen konstanten Fluss eines anderen eingeführt wird. Es gibt verschiedene Arten von Schermischern, die üblicherweise verwendet werden, einschließlich Chargen-, Inline- und Ultrahochschermischer.

Materialkombinationen, die sich unter normalen Bedingungen nicht vollständig vermischen, werden als nicht mischbare Gemische bezeichnet. Öl und Wasser sind ein gutes Beispiel für ein solches im Allgemeinen inkompatibles Elementepaar. Das gründliche Kombinieren von normalerweise inkompatiblen Kombinationen von Flüssigkeiten, Feststoffen und Gasen ist jedoch ein notwendiger Bestandteil vieler industrieller und chemischer Prozesse. Wenn normale Kombinationsmethoden versagen, werden Hochscherungsmischer eingesetzt, um eine vollständige Mischung von ansonsten nicht mischbaren Komponenten zu erzielen. Diese Mischer nutzen einen fluiddynamischen Mechanismus, der als Scherbeanspruchung bezeichnet wird und in dem Bereich auftritt, in dem sich zwei sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegende Materialkörper berühren.

Scherspannung bewirkt eine lokale Verformung der beiden Materialströme, die dazu dient, sie entlang der Scherebene heftig zu verbinden. In Hochschermischmaschinen wird dieser Effekt im Allgemeinen mit einem Hochgeschwindigkeitslaufrad oder -rotor erzielt, der sich in einem eng anliegenden statischen Gehäuse oder Stator dreht. Durch den Stator in die Kammer eingebrachte Werkstoffe erfahren an ihrer Außenkante höhere Drehgeschwindigkeiten als in ihrer Mitte. Dieser Geschwindigkeitsunterschied bewirkt die Scherspannung, die erforderlich ist, um die Materialien effektiv zu kombinieren. Diese Kombinationen können aus verschiedenen Fluid-, Fluid-Gas- oder Fluid-Feststoff-Paaren bestehen, deren resultierende Gemische als Emulsionen, Lysole bzw. Suspensionen bekannt sind.

In der Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik- und Papierindustrie sind häufig verschiedene Arten von Mischern mit hoher Scherkraft anzutreffen. Dazu gehören Chargen-, Inline- und Ultrahochschermischer mit jeweils spezifischen betrieblichen Vorteilen. Chargenmischer verfügen über einen Mischtank, in dem sich das Laufrad unten befindet. Die Komponenten werden von oben in den Tank geladen, sodass dieser Mischertyp große Volumina schnell verarbeiten kann. Inline-Mischer eignen sich besonders zum Mischen von Fluid- / Pulverkombinationen und verfügen über eine lineare Zufuhr- / Abgabeanordnung, die das Gemisch durchläuft und die Materialien mischt. Ultrahochschermischer ermöglichen im Allgemeinen das Mischen in einem Durchgang und weisen eine Reihe von Perforationen im Stator auf, durch die die Materialien mit hoher Geschwindigkeit gedrückt werden.