Wat zijn High Shear Mixers?
Mixers met hoge afschuiving zijn apparaten die zijn ontworpen om vloeibare, gasvormige en vaste componenten volledig te combineren die normaal niet volledig zouden mengen met behulp van conventionele methoden. Deze apparaten maken gebruik van een fenomeen van vloeistofdynamica dat bekend staat als schuifspanning om moeilijk te mengen materialen te combineren. Afschuifspanning treedt op wanneer twee vloeistoflichamen met verschillende snelheden over elkaar bewegen en een vervormingsgebied creëren langs het contactgebied daartussen. Mixers met hoge afschuiving gebruiken een reeks hogesnelheidsschoepen die binnen een stationaire behuizing roteren om effectief één componentmateriaal te mengen dat in een constante stroom van een ander met verschillende snelheden wordt geïntroduceerd. Er zijn verschillende soorten shear mixers die vaak worden gebruikt, waaronder batch-, inline- en ultra-high shear-mixers.
Materiaalcombinaties die onder normale omstandigheden niet volledig mengen, staan bekend als niet-mengbare mengsels. Olie en water zijn een goed voorbeeld van zo'n over het algemeen onverenigbaar paar elementen. Een grondige combinatie van normaal incompatibele combinaties van vloeistoffen, vaste stoffen en gassen is echter een noodzakelijk onderdeel van veel industriële en chemische processen. Waar normale combinatiemethoden falen, worden high-shear mixers gebruikt om een complete mix van anders niet-mengbare componenten te bereiken. Deze mixers maken gebruik van een fluïdumdynamiekmechanisme dat bekend staat als schuifspanning dat optreedt in het gebied waar twee materiaallichamen die met verschillende snelheden bewegen contact met elkaar maken.
Afschuifspanning veroorzaakt gelokaliseerde vervorming van de twee materiaalstromen die dienen om ze krachtig te combineren langs het afschuifvlak. In high shear mengmachines wordt dit effect over het algemeen bereikt met een hoge snelheid waaier of rotor die roteert in een nauw passende statische behuizing of stator. Componenten die in de door de stator gecreëerde kamer worden geïntroduceerd, zullen aan de buitenrand hogere rotatiesnelheden ervaren dan die in het midden. Dit snelheidsverschil veroorzaakt de afschuifspanning die nodig is om de materialen effectief te combineren. Deze combinaties kunnen bestaan uit verschillende vloeistoffen, vloeistof en gas, of vloeistof en vaste stoffen paren, waarvan de resulterende mengsels bekend staan als respectievelijk emulsies, lysolen en suspensies.
Verschillende soorten high-shear mixers komen vaak voor in de voedselverwerkende, farmaceutische, cosmetische en papierproducerende industrie. Deze omvatten batch-, inline- en ultrahoge shearmixers, elk met specifieke operationele voordelen. Batchmixers hebben een mengtank waarvan de waaier zich onderaan bevindt, waarbij componentmaterialen van bovenaf in de tank worden geladen, waardoor dit type mixer snel grote volumes kan verwerken. Inline-mixers zijn bijzonder geschikt voor het mengen van vloeistof / poedercombinaties en hebben een lineaire toevoer / afvoer-regeling die het mengsel erdoorheen trekt en de materialen mengt. Ultrahoge afschuifmixers maken in het algemeen eengang met één doorgang mogelijk en hebben een aantal perforaties in de stator waardoor de materialen met hoge snelheid worden geperst.