Jakie są mieszalniki o wysokim ścinaniu?

Mieszalniki o wysokim ścinaniu są urządzeniami zaprojektowanymi do całkowitego łączenia składników płynnych, gazowych i stałych, które normalnie nie zmieszałyby się całkowicie przy użyciu konwencjonalnych metod. Urządzenia te wykorzystują zjawisko dynamiki płynów znane jako odkształcenie ścinające do łączenia trudnych do zmieszania materiałów. Naprężenie ścinające występuje, gdy dwa ciała płynne poruszają się względem siebie z różnymi prędkościami, tworząc obszar deformacji wzdłuż obszaru styku między nimi. Mieszalniki o wysokim ścinaniu wykorzystują serię szybkich wirników obracających się w stacjonarnej obudowie, aby skutecznie mieszać jeden materiał składowy wprowadzany do stałego przepływu innego przy różnych prędkościach. Istnieje kilka rodzajów mieszarek ścinających, które są powszechnie stosowane, w tym mieszarki okresowe, liniowe i ultrawysokie ścinanie.

Kombinacje materiałów, które w normalnych warunkach nie mieszają się całkowicie, są znane jako mieszanki niemieszalne. Olej i woda są dobrym przykładem takiej zasadniczo niekompatybilnej pary pierwiastków. Dokładne połączenie normalnie niekompatybilnych kombinacji płynów, ciał stałych i gazów jest jednak niezbędną częścią wielu procesów przemysłowych i chemicznych. Tam, gdzie zawodzą zwykłe metody łączenia, stosuje się mieszalniki o wysokim ścinaniu, aby uzyskać pełną mieszankę składników niemieszalnych w inny sposób. Mieszarki te wykorzystują mechanizm dynamiki płynów znany jako naprężenie ścinające, które występuje w obszarze, w którym dwa ciała materiału poruszające się z różnymi prędkościami stykają się ze sobą.

Naprężenie ścinające powoduje miejscowe odkształcenie dwóch przepływów materiału, które służy do energicznego łączenia ich wzdłuż płaszczyzny ścinania. W maszynach mieszających z wysokim ścinaniem efekt ten jest generalnie osiągany za pomocą szybkiego wirnika lub wirnika, który obraca się w ściśle dopasowanej obudowie statycznej lub stojanie. Materiały składowe wprowadzone do komory utworzonej przez stojan będą doświadczać wyższych prędkości obrotowych na swojej zewnętrznej krawędzi niż te w środku. Ta różnica prędkości powoduje naprężenie ścinające niezbędne do skutecznego łączenia materiałów. Te kombinacje mogą składać się z różnych par płynów, płynów i gazów lub płynów i ciał stałych, których powstałe mieszaniny są znane, odpowiednio, jako emulsje, lizole i zawiesiny.

Kilka różnych typów mieszalników o wysokim ścinaniu jest powszechnie spotykanych w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym i papierniczym. Obejmują one mieszalniki okresowe, liniowe i ultrawysokie ścinanie, z których każdy ma określone zalety operacyjne. Mieszarki okresowe mają zbiornik mieszający z wirnikiem umieszczonym na dnie, a materiały składowe są ładowane do zbiornika od góry, co pozwala tego typu mieszalnikowi szybko przetwarzać duże objętości. Mieszalniki Inline są szczególnie odpowiednie do mieszania kombinacji płyn / proszek i mają liniowy układ zasilania / wyprowadzania, który ciągnie przez nie mieszaninę, a także mieszanie materiałów. Mieszarki o ultrawysokim ścinaniu zwykle umożliwiają mieszanie jednoprzebiegowe i mają szereg perforacji w stojanie, przez które materiały są wtłaczane z dużą prędkością.