Mitä ovat suurileikkaavat sekoittimet?

Suuren leikkausvoiman sekoittimet ovat laitteita, jotka on suunniteltu yhdistämään täysin nestemäiset, kaasumaiset ja kiinteät komponentit, jotka normaalisti eivät sekoituisi täysin tavanomaisilla menetelmillä. Nämä laitteet käyttävät nesteen dynamiikka-ilmiötä, joka tunnetaan leikkausjännityksenä, yhdistää vaikeasti sekoitettavia materiaaleja. Leikkausjännitys tapahtuu, kun kaksi nestekappaletta liikkuvat toistensa yli eri nopeuksilla muodostaen muodonmuutosalueen niiden välistä kosketusaluetta pitkin. Suuren leikkausvoiman sekoittimissa käytetään sarjaa nopeita juoksupyöriä, jotka pyörivät kiinteässä kotelossa sekoittaakseen tehokkaasti yhden komponentin materiaalin, joka on tuotu toisen vakiovirtaan eri nopeuksilla. Yleisesti käytettyjä leikkuusekoittajia on useita, mukaan lukien erä-, inline- ja erittäin korkeat leikkaussekoittimet.

Materiaaliyhdistelmiä, jotka eivät normaaliolosuhteissa sekoitu kokonaan, kutsutaan sekoittumattomiksi seoksiksi. Öljy ja vesi ovat hyvä esimerkki tällaisesta yleensä yhteensopimattomasta elementtiparista. Normaalisti yhteensopimattomien nesteiden, kiintoaineiden ja kaasujen yhdistelmien perusteellinen yhdistäminen on kuitenkin välttämätön osa monia teollisia ja kemiallisia prosesseja. Jos tavanomaiset yhdistelmämenetelmät epäonnistuvat, käytetään suuren leikkausvoiman sekoittimia, jotta saavutetaan täydellinen sekoitus muuten sekoittumattomia komponentteja. Nämä sekoittimet hyödyntävät nesteen dynamiikkamekanismia, joka tunnetaan leikkausjännityksenä ja joka esiintyy alueella, jossa kaksi eri nopeudella liikkuvaa materiaalia koskettaa toisiaan.

Leikkausjännitys aiheuttaa näiden kahden materiaalivirran paikallisen muodonmuutoksen, joka yhdistää ne voimakkaasti leikkaustasoa pitkin. Suuren leikkausvoiman sekoituskoneissa tämä vaikutus saavutetaan yleensä nopealla juoksupyörällä tai roottorilla, joka pyörii tiiviin staattisen kotelon tai staattorin sisällä. Staattorin luomaan kammioon vietyjen materiaalien pyörimisnopeudet ulommalla reunallaan ovat suuremmat kuin sen keskellä. Tämä nopeusero aiheuttaa leikkausjännityksen, joka tarvitaan materiaalien tehokkaaseen yhdistämiseen. Nämä yhdistelmät voivat koostua erilaisista nesteistä, neste- ja kaasu- tai neste- ja kiintoaine-pareista, joiden tuloksena syntyneet seokset tunnetaan vastaavasti emulsioina, lysoleina ja suspensioina.

Useita erityyppisiä suuren leikkausvoiman sekoittimia tavataan yleisesti elintarviketeollisuudessa, lääketeollisuudessa, kosmetiikassa ja paperintuotannossa. Näitä ovat erä-, inline- ja erittäin korkean leikkausvoiman sekoittimet, joista jokaisella on erityisiä toiminnallisia etuja. Eräsekoittimissa on sekoitussäiliö, jonka siipipyörä sijaitsee sen pohjassa ja komponenttimateriaalit ladataan säiliöön ylhäältä, jolloin tämäntyyppinen sekoitin pystyy käsittelemään suuria määriä nopeasti. Inline -sekoittimet soveltuvat erityisesti neste/jauhe -yhdistelmien sekoittamiseen, ja niissä on lineaarinen syöttö/poistojärjestely, joka vetää seoksen sen läpi ja sekoittaa materiaalit. Erittäin korkeat leikkausleikkurit mahdollistavat yleensä yhdensuuntaisen sekoittamisen ja staattorissa on useita reikiä, joiden läpi materiaalit pakotetaan suurella nopeudella.