Τι είναι οι αναμικτήρες υψηλής διάτμησης;

Οι αναμικτήρες υψηλής διάτμησης είναι συσκευές σχεδιασμένες να συνδυάζουν πλήρως ρευστά, αέρια και στερεά συστατικά που κανονικά δεν θα αναμειγνύονταν πλήρως χρησιμοποιώντας συμβατικές μεθόδους. Αυτές οι συσκευές κάνουν χρήση ενός φαινομένου δυναμικής ρευστών που είναι γνωστό ως διάτμηση για να συνδυάζουν υλικά που είναι δύσκολο να αναμειχθούν. Η διατμητική τάση εμφανίζεται όταν δύο υγρά σώματα κινούνται το ένα πάνω στο άλλο με διαφορετικές ταχύτητες δημιουργώντας μια περιοχή παραμόρφωσης κατά μήκος της περιοχής επαφής μεταξύ τους. Οι αναμικτήρες υψηλής διάτμησης χρησιμοποιούν μια σειρά από πτερωτές υψηλής ταχύτητας που περιστρέφονται μέσα σε ένα σταθερό περίβλημα για την αποτελεσματική ανάμιξη ενός συστατικού υλικού που εισάγεται σε μια σταθερή ροή ενός άλλου με διαφορετικές ταχύτητες. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αναμεικτών διάτμησης που χρησιμοποιούνται συνήθως, συμπεριλαμβανομένων αναμικτών παρτίδας, εν σειράς και εξαιρετικά υψηλής διάτμησης.

Οι συνδυασμοί υλικών που, υπό κανονικές συνθήκες, δεν αναμειγνύονται πλήρως είναι γνωστοί ως μη αναμίξιμα μείγματα. Το λάδι και το νερό είναι ένα καλό παράδειγμα ενός τέτοιου γενικά ασυμβίβαστου ζεύγους στοιχείων. Ο ενδελεχής συνδυασμός κανονικά ασυμβίβαστων συνδυασμών ρευστών, στερεών και αερίων είναι, ωστόσο, απαραίτητο μέρος πολλών βιομηχανικών και χημικών διεργασιών. Όπου οι κανονικές μέθοδοι συνδυασμού αποτυγχάνουν, χρησιμοποιούνται αναμικτήρες υψηλής διάτμησης για να επιτευχθεί ένα πλήρες μείγμα μη αναμίξιμων κατά τα άλλα συστατικών. Αυτοί οι αναμικτήρες αξιοποιούν έναν μηχανισμό δυναμικής ρευστότητας γνωστό ως διατμητική τάση που εμφανίζεται στην περιοχή όπου δύο σώματα υλικού που κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες έρχονται σε επαφή μεταξύ τους.

Η διατμητική τάση προκαλεί τοπική παραμόρφωση των δύο ροών υλικού που χρησιμεύει στον έντονο συνδυασμό τους κατά μήκος του διατμητικού επιπέδου. Στις μηχανές ανάμειξης υψηλής διάτμησης, αυτό το αποτέλεσμα επιτυγχάνεται γενικά με μια πτερωτή ή ρότορα υψηλής ταχύτητας που περιστρέφεται μέσα σε ένα στατικό περίβλημα ή στάτορα. Τα υλικά που εισάγονται στον θάλαμο που δημιουργείται από τον στάτορα θα έχουν υψηλότερες ταχύτητες περιστροφής στο εξωτερικό του άκρο από εκείνα στο κέντρο του. Αυτή η διαφορά ταχύτητας προκαλεί τη διατμητική τάση που είναι απαραίτητη για τον αποτελεσματικό συνδυασμό των υλικών. Αυτοί οι συνδυασμοί μπορεί να αποτελούνται από διαφορετικά ρευστά, ζεύγη ρευστού-και-αερίου ή υγρού-στερεού, τα προκύπτοντα μίγματα των οποίων είναι γνωστά ως γαλακτώματα, λυσόλες και εναιωρήματα, αντίστοιχα.

Αρκετοί διαφορετικοί τύποι αναμεικτών υψηλής διάτμησης συναντώνται συνήθως στις βιομηχανίες επεξεργασίας τροφίμων, φαρμακευτικών προϊόντων, καλλυντικών και παραγωγής χαρτιού. Αυτά περιλαμβάνουν αναμικτήρες παρτίδας, ενσωματωμένους και εξαιρετικά υψηλής διάτμησης, καθένας με συγκεκριμένα λειτουργικά οφέλη. Οι αναμικτήρες παρτίδας διαθέτουν μια δεξαμενή ανάμειξης με την πτερωτή να βρίσκεται στο κάτω μέρος της με τα συστατικά υλικά να φορτώνονται στη δεξαμενή από την κορυφή, επιτρέποντας σε αυτόν τον τύπο μίκτη να επεξεργάζεται γρήγορα μεγάλους όγκους. Οι ενσωματωμένοι αναμικτήρες είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για την ανάμειξη συνδυασμών ρευστού/σκόνης και διαθέτουν μια γραμμική διάταξη τροφοδοσίας/εκκένωσης που τραβάει το μείγμα μέσα από αυτό καθώς και την ανάμειξη των υλικών. Οι αναμικτήρες εξαιρετικά υψηλής διάτμησης επιτρέπουν γενικά την ανάμιξη με ένα πέρασμα και έχουν μια σειρά από διατρήσεις στον στάτορα μέσω των οποίων τα υλικά πιέζονται με υψηλή ταχύτητα.