Kuinka kaksoisplaneettasekoitin parantaa korkeaviskositeettista sekoitusta? Katsaus sekoitusperiaatteisiin ja elementtien valintaan

Korkeaviskoosisten materiaalien sekoituksen alallakaksinkertainen planeettasekoitinon laite, joka mainitaan usein, mutta joka ymmärretään usein väärin.

Monet pitävät sitä vain "hitaana" ja huomaamatta sen liikesuunnittelun takana olevaa hienostunutta logiikkaa.

Prosesseissa, joissa on korkea viskositeetti, korkea kiintoainepitoisuus ja tiukat vaatimukset sekoituksen tasaisuudesta, tavanomaiset sekoituslaitteet kohtaavat usein yhteisen haasteen: kyky siirtää materiaalia ilman homogeenista sekoitusta.

Tätä taustaa vasten kaksoisplaneettasekoitin on noussut välttämättömäksi varusteeksi hienokemikaaleille, edistyneille materiaaleille ja toiminnallisille formulaatioille.

Mikä on kaksoisplaneettasekoitin?

A:n perustoimintaperiaateKaksinkertainen planeettasekoitinperustuu kahteen samanaikaiseen liikkeeseen.

Sekoitusakselit kulkevat sekoitusastian keskustan ympäri planeettakannattimen kanssa. Samalla yksittäiset akselit pyörivät omien akseliensa ympäri.

Tyypillisessä kokoonpanossa kaksi sekoituselementtiä pyörivät vastakkaiseen suuntaan planeetan liikkeen suhteen.

Tämä tarkoittaa, että sekoituselementit eivät pysy yhdellä kiinteällä astian alueella. Planetaarisen kantolaitteen liikkuessa ne kulkevat jatkuvasti erän eri osien läpi.

Korkeaviskoosisille materiaaleille tämä liike on tärkeä, koska materiaali ei virtaa yhtä helposti kuin vesi tai muut alhaisen viskositeetin nesteet. Sen sijaan, että se luoisi yksinkertaisesti nopean pyöreän virtauksen, sekoitin liikuttaa, taittaa ja jakaa materiaalia toistuvasti.

Käytännön tavoite on selkeä:

Pidä enemmän materiaalia liikkeessä sen sijaan, että annat tiettyjen alueiden pysyä suhteellisen paikallaan.

Kuinka Double Planetary Mixing Motion toimii?

Sekoitusvaikutus tulee pääasiassa planeettaliikkeen ja akselin pyörimisen yhdistelmästä.

1. Planeetan liike kattaa aluksen eri alueita

Planetaarisen kantolaitteen pyöriessä astian ympärillä sekoituselementit vaihtavat jatkuvasti paikkaa.

Tämä auttaa sekoitinta saavuttamaan alueet, jotka muuten olisivat kauempana tavanomaisesta kiinteäakselisesta sekoittimesta.

Korkeaviskoosisille materiaaleille tämä on erityisen hyödyllistä, koska itse materiaali ei välttämättä kierrä helposti.

2. Yksittäinen akselin pyöriminen luo lisäsekoitustoiminnon

Kun akselit liikkuvat aluksen ympäri, ne pyörivät myös yksitellen.

Tämä lisää materiaaliin uutta liikettä. Yhden yksinkertaisen virtauskuvion noudattamisen sijaan materiaali joutuu toistuvasti suunnanmuutoksille ja paikallisille sekoitusvoimille.

Näiden kahden liikkeen yhdistelmä on yksi tärkeimmistä syistä, miksi Double Planetary Mixer pystyy käsittelemään materiaaleja, joita on vaikea käsitellä perinteisillä sekoittimilla.

3. Elementtien sekoittaminen auttaa pitämään materiaalin prosessissa

Kun sekoituselementit toimivat lähellä astian seinämää ja pohjaa, näille alueille jäävä materiaali voidaan tuoda takaisin pääsekoitusprosessiin.

Tämä on erityisen hyödyllistä paksuille materiaaleille, jotka tarttuvat pintoihin tai liikkuvat hyvin hitaasti.

Jos prosessiin liittyy myös lämmitystä tai jäähdytystä, materiaalin pitäminen lähellä suonen seinämää voi parantaa kosketusta lämpötilasäädellyn pinnan kanssa.

Miksi kaksinkertainen planeettasekoitin ei yksinkertaisesti käytä erittäin suurta nopeutta?

Suuren viskositeetin materiaalien kohdalla nopeampi ei automaattisesti tarkoita parempaa.

Erittäin suuri pyörimisnopeus voi lisätä paikallista leikkausvoimaa, mutta se ei välttämättä ratkaise huonoa kiertoa koko erässä. Koostumuksesta riippuen liiallinen nopeus voi myös aiheuttaa ei-toivottua lämpöä tai ilmaa.

Kaksinkertainen planeettasekoitin ottaa toisenlaisen lähestymistavan.

Sen sijaan, että se luottaisi kokonaan suureen nopeuteen, se käyttää sekoituselementtien liikettä tuodakseen toistuvasti eri osia sekoitusalueelle.

Käytännössä tärkeitä kysymyksiä ovat:

• Jaetaanko materiaalia jatkuvasti uudelleen?
• Ovatko astian eri alueet mukana sekoitusprosessissa?
• Tuodaanko suonen seinämän lähellä oleva materiaali takaisin kiertoon?
• Tarjoaako valittu sekoituselementti formulaation tarvitseman liikkeen?

Tästä syystä sekoitustehoa ei pitäisi arvioida pelkästään pyörimisnopeuden perusteella.

Miten eri sekoituselementit vaikuttavat tulokseen?

Yksi Double Planetary Mixerin hyödyllisistä puolista on, että erilaisia ​​sekoituselementtejä voidaan valita tai yhdistää materiaalin ja prosessin mukaan.

Ei ole olemassa yhtä sekoituselementtiä, joka olisi automaattisesti paras jokaiselle formulaatiolle.

Oikea valinta riippuu siitä, vaatiiko prosessi pääasiassamassaliike, aksiaalinen kierto, seinän raapiminen tai voimakkaampi paikallinen dispersio.

1. Spiraaliset sekoituselementit: Vahva materiaaliliike

Spiraaliset sekoituselementit tarjoavat voimakkaan työntövoiman ja voivat auttaa siirtämään keski- tai korkeaviskoosisia materiaaleja astian läpi.

Ne ovat hyödyllisiä, kun prosessi vaatii bulkkimateriaalin aktiivisempaa liikkumista sen sijaan, että sekoitetaan vain ohut neste.

Niitä voidaan harkita materiaaleille, kuten hartseille, liima-aineille ja tahnamaisille koostumuksille, joissa materiaalin kierron ylläpitäminen on tärkeää.

2. Monikerroksiset kulmikkaat terät: Monimutkaisempi materiaalikierto

Monikerroksisissa kulmissa teriä käytetään eri korkeuksille ja kulmille sijoitettuja teriä.

Sen sijaan, että materiaalia työnnetään vain yhteen suuntaan, järjestelyllä voidaan luoda yhdistelmä aksiaalista ja radiaalista liikettä.

Tästä voi olla hyötyä, kun erän eri osien on vaihdettava materiaalia tehokkaammin.

Sekä nestemäisiä komponentteja että kiinteitä jauheita sisältäville formulaatioille tämän tyyppinen liike voi auttaa estämään seoksen jäämisen konsentroimaan eri alueille.

3. Suorarunkoiset sekoituselementit: Hyödyllinen erittäin kiinteisiin järjestelmiin

Suorarunkoiset sekoituselementit korostavat bulkkiliikettä.

Ne voivat olla hyödyllisiä korkean kiintoainepitoisuuden omaaville tai raskaasti täytetyille materiaaleille, joissa seos on paksua ja vaikeasti siirrettävää.

Näissä sovelluksissa pelkkä vahvan paikallisliikkeen luominen ei riitä. Sekoituselementin on autettava siirtämään suurempi osa erästä, jotta jauheet tai täyteaineet eivät jää keskittymään tietyille alueille.

4. Kaavinelementit: Aluksen seinän lähellä olevien materiaalien käsittely

Seinien kertyminen on käytännön ongelma, kun käsitellään tahmeita tai korkeaviskoosisia materiaaleja.

Astian keskiosa voi olla jo hyvin sekoittunut, kun taas materiaalikerros jää kiinni seinään.

Kaavinelementit toimivat lähellä astian seinämää ja poistavat jatkuvasti tätä materiaalia pinnasta ja tuovat sen takaisin sekoitusprosessiin.

Tästä voi olla hyötyä myös lämpötilasäädellyissä prosesseissa. Materiaalin poistaminen suonen seinämästä ja sen palauttaminen kiertoon voi auttaa vähentämään pysähtyneitä kerroksia ja parantamaan lämmönsiirtoa.

5. Dispergointielementit: Prosesseihin, jotka vaativat suurempaa paikallista leikkausvoimaa

Jotkut formulaatiot tarvitsevat muutakin kuin massasekoitusta.

Kun jauheet, pigmentit, täyteaineet tai muut hiukkaset on hajotettava ja dispergoitava viskoosiksi pohjaksi, voidaan lisätä dispergointielementtiä väkevämmän korkean leikkausvoiman vyöhykkeen luomiseksi.

Tämän tyyppisessä asennuksessa eri elementit suorittavat erilaisia ​​tehtäviä:

Planetaariset sekoituselementit liikuttavat massamateriaalia, kun taas dispergointielementti aikaansaa voimakkaamman paikallisen leikkausvoiman.

Tämä yhdistelmä voi olla hyödyllinen, kun sekä yleinen sekoitus että hiukkasten dispergointi ovat tärkeitä.

Miksi sama materiaali voi vaatia erilaisia ​​sekoituselementtejä?

Pelkästään materiaalin tunnistaminen "liima-aineeksi", "tiivisteaineeksi" tai "lietteeksi" ei kerro koko tarinaa.

Esimerkiksi kaksi liimaa voi käyttäytyä hyvin eri tavalla sekoituksen aikana.

Yhdellä voi olla kohtalainen viskositeetti ja se vaatii pääasiassa tasaista sekoitusta.

Toinen voi sisältää suuren määrän jauhetäyteainetta, ja sitä on paljon vaikeampi siirtää. Siinä tapauksessa prosessi saattaa vaatia vahvempaa bulkkikiertoa sekä parempaa dispersiota.

Sama koskee muita korkean viskositeetin formulaatioita.

Ennen sekoituselementin valintaa on hyödyllisempää ymmärtää:

• Materiaalin viskositeetti
• Kiinteä sisältö
• Hiukkasten ominaisuudet
• Onko taajama huolenaihe
• Vaadittu leikkaustaso
• Seinien rakentaminen
• Lämmitys- tai jäähdytysvaatimukset
• Tarvitaanko tyhjiöilmanpoisto

Sekoituselementti tulee sitten valita näiden todellisten prosessiolosuhteiden mukaan.

Mitä materiaaleja yleensä käsitellään kaksoisplaneettasekoittimessa?

Kaksoisplaneettasekoittimia harkitaan yleisesti korkeaviskoosisissa ja vaikeasti sekoittuvissa koostumuksissa, mukaan lukien:

• Korkeaviskoosiset liimat
• Tiivisteet
• Silikoniyhdisteet
• Kiinteät lietteet
• Tahnamaiset materiaalit
• Tietyt elektroniset materiaalit
• Tietyt akkumateriaalien koostumukset
• Polymeeripohjaiset materiaalit

Vaikka nämä materiaalit eroavat toisistaan ​​huomattavasti, niillä on tärkeä ominaisuus:

Ne eivät virtaa eivätkä jakaannu yhtä helposti kuin alhaisen viskositeetin nesteet.

Siksi sekoitusjärjestelmän luomalla liikkeellä on niin suuri merkitys.

Prosesseissa, jotka vaativat myös tyhjiöilmanpoistoa, sekoitin voidaan yhdistää alipainejärjestelmään. Tällaisissa tapauksissa sekoittamista ja ilmanpoistoa on harkittava yhdessä sen sijaan, että niitä käsitettäisiin täysin erillisinä toimintoina.

Miksi kaksinkertainen planeettasekoitin voi toimia hyvin suhteellisen alhaisella nopeudella?

Kaksinkertainen planeettasekoitin voi näyttää hitaalta verrattuna nopeisiin dispergointilaitteisiin, mutta nopeus ei yksin määritä sekoittuuko viskoosi materiaali tehokkaasti.

Paksujen formulaatioiden kohdalla ratkaisevaa on se, miten materiaali liikkuu suonen läpi.

Planeettaliike muuttaa jatkuvasti sekoituselementtien asentoa, kun taas niiden yksittäinen pyöriminen saa aikaan lisäsekoitusta. Eri sekoituselementtejä voidaan sitten käyttää lisäämään irtotavaraa, parantamaan verenkiertoa, raapimaan suonen seinämää tai aikaansaamaan voimakkaampaa paikallista dispersiota.

Joten kysymisen sijaan:

"Kuinka nopeasti mikseri pyörii?"

usein on hyödyllisempää kysyä:

"Kuinka tehokkaasti sekoitin liikuttaa koko erää?"

Oikean sekoituselementin valinta alkaa materiaalista

Kun valitset Double Planetary Mixerin, on houkuttelevaa aloittaa laitteen koosta tai sekoitusnopeudesta.

Parempi lähtökohta on itse materiaali.

Kysyä:

• Kuinka viskoosia materiaali on?
• Kuinka paljon kiintoainetta tai täyteainetta se sisältää?
• Onko jauheella taipumus muodostaa agglomeraatteja?
• Tarvitseeko prosessi voimakasta massaliikettä vai paikallista hajotusta?
• Kertyykö materiaalia suonen seinälle?
• Tarvitseeko erä lämmitystä, jäähdytystä tai tyhjiöilmanpoistoa?

Nämä vastaukset auttavat määrittämään, mitkä sekoituselementit ja yhdistelmät ovat järkeviä.

Kaksinkertainen planeettasekoitinin tärkein arvo ei siis ole pelkästään se, että kaksi sekoitusakselia pyörii samanaikaisesti. Sen arvo on kyky yhdistää erilaisia ​​liike- ja sekoitustoimintoja materiaaleille, joita on vaikea käsitellä tavanomaisilla sekoittimilla.

A Kaksinkertainen planeettasekoitinei ole universaali ratkaisu kaikkiin sekoitussovelluksiin, mutta sen planeettaliike tekee siitä erityisen hyödyllisen monissa korkeaviskoosisissa ja kiintoainepitoisuuksissa.

Planeettaliike muuttaa jatkuvasti sekoituselementtien asentoa, akselin pyöriminen lisää sekoitusvaikutusta ja erilaiset sekoituselementit vaikuttavat materiaalin liikkumiseen, kierrätykseen, raapimiseen tai levittämiseen.

Ei siis ole olemassa yhtä sekoituselementtiä, joka sopisi parhaiten jokaiseen käyttötarkoitukseen.

Hyödyllisempi kysymys ei ole"Mikä sekoituselementti on paras?"

Se on:

"Mikä sekoituselementti voi ratkaista varsinaisen sekoitusprosessini vaikeimman osan?"

Tämä on lähtökohta materiaaliin sopivan Double Planetary Mixerin valinnassa sen sijaan, että valitsisit vain laitteita nopeuden tai ulkonäön perusteella.