Orta ila yüksek viskoziteli malzemeleri işlerken, geleneksel tek şaftlı bir karıştırıcı yeterli malzeme sirkülasyonu veya dağılımı sağlayamayabilir. Viskozite arttıkça malzeme daha az hareketli hale gelir, bu da tüm partinin karıştırma bölgesi boyunca hareket etmesini zorlaştırır. Aynı zamanda, tozlar veya katkı maddeleri dağılma için daha güçlü bir kesme gerektirebilirken tank duvarına yakın malzeme daha yavaş hareket edebilir ve yüzeye bağlı kalabilir.
Kimyasal üç şaftlı bir karıştırıcı, bağımsız olarak çalıştırılan karıştırma mekanizmalarını tek bir kapta birleştirerek bu farklı proses gereksinimlerini karşılar. Makine, her görevi yerine getirmek için tek bir karıştırıcıya güvenmek yerine, dağıtım için yüksek hızlı bir dağıtıcı, toplu sirkülasyon için sarmal veya ankraj tipi bir karıştırıcı ve sürekli duvar teması için duvar kazıyıcılı bir ankraj bıçağı kullanabilir. Bu konfigürasyon, üç şaftlı karıştırıcıları özellikle viskozite, dispersiyon, ısı transferi ve malzeme homojenliğinin birlikte kontrol edilmesi gereken kimyasal formülasyonlar için kullanışlı hale getirir.
Temel prensip, farklı mekanik işlevlere sahip, bağımsız olarak çalıştırılan üç karıştırıcının kullanılmasıdır. Her şaft, tek bir bıçağın tüm karıştırma işlemlerini gerçekleştirmeye zorlanması yerine, formülasyona ve üretim sürecine göre yapılandırılabilir.
Yüksek hızlı bir dağıtıcı, dağıtma diski çevresinde daha güçlü lokal kesme ve türbülans yaratır. Pigmentlerin, dolgu maddelerinin veya diğer katı bileşenlerin sıvı veya viskoz bir faza dahil edilmesi gerektiğinde faydalıdır. Örneğin baskı mürekkepleri için dağıtıcı, katılar formülasyona girdikten sonra pigmentin ıslanmasını ve dağılmasını destekleyebilir.
Helisel bıçağın farklı bir rolü vardır. Öncelikle lokalize yüksek kesmeye odaklanmak yerine, viskoz malzemenin tekne içerisinde hareket etmesine yardımcı olur ve genel harmanlamayı destekler. Formülasyonun doğal akışı zayıf olduğunda ve kabın etrafındaki malzemenin ana karıştırma bölgesine getirilmesi gerektiğinde bu durum önem kazanır.
Duvar kazıyıcıya sahip bir ankraj bıçağı, tank duvarı ile yakın teması korurken daha düşük karıştırma yoğunluğunda çalışır. Kazıyıcı, malzemenin duvardan çıkarılmasına ve toplu karışıma geri döndürülmesine yardımcı olur. Bu aynı zamanda ısıtma veya soğutma işlemin bir parçası olduğunda ürün ile ceketli tank yüzeyi arasındaki teması da geliştirebilir.
Üç şaft bağımsız olarak çalıştırıldığından, bir karıştırıcının çalışma koşullarının diğerleriyle aynı olması gerekmez. Bir formülasyon, bir aşamada daha güçlü bir dispersiyon ve diğer aşamada daha fazla toplu sirkülasyon veya duvar kazıması gerektirebilir. Bağımsız sürücüler bu işlevleri ayrı ayrı ayarlama esnekliği sağlar.
Bu, üç şaftlı bir karıştırıcının zor, viskoz formülasyonlar için basit bir tek karıştırıcılı sistemden daha uygun olmasının ana nedenlerinden biridir.
Cevap, malzemenin viskozitesine, dağılım gereksinimine, akış özelliklerine ve sıcaklık hassasiyetine bağlıdır. Üç şaftlı karıştırıcılar özellikle harmanlamanın tek başına yeterli olmadığı formülasyonlar için uygundur.
Matbaa mürekkebi üretimi, hem birleştirme hem de dispersiyon gerektiren pigmentleri, bağlayıcıları, solventleri ve katkı maddelerini içerebilir. Yüksek hızlı bir dağıtıcı, pigment dispersiyonu için gereken lokalize kesmeyi sağlayabilirken, sarmal veya sabit bir karıştırıcı, daha viskoz formülasyonun dolaşmasını sağlar.
Bu uygulamalar için, yüksek hızlı bir dağıtıcı + sarmal bıçak + ankraj sıyırıcı düzenlemesi, dağıtma, toplu hareket ve duvar kazıma için ayrı mekanizmalar sağlayabilir.
Viskozite arttıkça sızdırmazlık malzemeleri ve yapıştırıcıların taşınması genellikle zorlaşır. Geleneksel bir yüksek hızlı karıştırıcı, güçlü bir karıştırma bölgesi oluşturabilir ancak tüm partiyi etkili bir şekilde hareket ettirmede başarısız olabilir.
Helisel veya ankraj tipi bir karıştırıcı toplu sirkülasyonu destekleyebilirken, yüksek hızlı dağıtıcı daha güçlü kesme gerektiren bileşenlere yöneliktir. Duvar kazıyıcı, hazne duvarında kalan malzeme miktarının azaltılmasına yardımcı olur.
Daha güçlü lokalize kesme gerektiren formülasyonlar için, yüksek hızlı dağıtıcı + rotor/stator + ankraj kazıyıcıyı birleştiren bir konfigürasyon düşünülebilir. Rotor/stator yoğun işleme için başka bir mekanizma sağlarken ankraj ve kazıyıcı toplu hareket ve duvar temasından sorumlu olmaya devam eder.
Sıcakta eriyen yapıştırıcılar başka bir hususu da beraberinde getirir: sıcaklık. İşlenebilir akışı sürdürmek için malzemenin genellikle uygun bir işleme koşulunda kalması gerekir.
Ceketli üç şaftlı bir karıştırıcı, ısıtma veya soğutma için kontrollü bir yüzey sağlayabilir. Ankraj sıyırıcı, malzeme ile tank duvarı arasındaki temasın korunmasına yardımcı olurken, diğer karıştırıcılar ilgili karıştırma işlevlerini yerine getirir.
Gerçek ceket tasarımı ve çalışma koşulları, yalnızca karıştırıcı boyutundan seçilmek yerine, formülasyon ve termal gereksinimlere göre belirlenmelidir.
Manyetik ortam bulamacı, katı parçacıkların viskoz bir taşıyıcı sistem içinde dikkatli bir şekilde dağıtılmasını gerektirebilir. Burada dispersiyon ekipmanının seçimi özellikle önem kazanmaktadır.
Yüksek hızlı bir dağıtıcı gerekli lokalize kesmeyi sağlayabilirken, ankraj veya sarmal karıştırıcı genel parti sirkülasyonunu destekler. Formülasyonun daha yoğun homojenizasyon gerektirmesi halinde, yüksek hızlı dağıtıcı + rotor/stator + ankraj kazıyıcı konfigürasyonu daha uygun bir işleme düzenlemesi sunabilir.
Kişisel bakım ve ağız bakımı formülasyonları, geleneksel düşük viskoziteli sıvılardan önemli ölçüde farklı reolojik davranışlara sahip olabilir. Kremler, losyonlar ve diş macunları kontrollü kütle hareketi, bileşenlerin eklenmesi ve formülasyona bağlı olarak homojenizasyon gerektirir.
Uygun konfigürasyon, öncelikli zorluğun toplu karıştırma mı, dispersiyon mu yoksa daha yoğun homojenizasyon mu olduğuna bağlıdır. Bu nedenle üç şaftlı bir karıştırıcının basitçe genel amaçlı bir karıştırıcı olarak sınıflandırılması yerine, formülasyona göre seçilmesi gerekir.
En önemli avantaj sadece üç şafta sahip olmak değildir. Farklı karıştırıcılara farklı mekanik işlevler atama yeteneğidir.
Yüksek viskoziteli bir formülasyon için proses aynı anda şunları gerektirebilir:
Tozlar, pigmentler veya katkı maddeleri için yüksek hızlı dispersiyon
Viskoz malzemeyi kap içerisinde hareket ettirmek için toplu sirkülasyon
Malzemenin tank yüzeyinde kalmasını önlemek için duvar kazıma
Daha yoğun bir karıştırma mekanizmasının gerekli olduğu homojenizasyon
İşleme sırasında malzemenin ısıtılması veya soğutulması gerektiğinde sıcaklık kontrolü
Tüm bu görevleri tek bir karıştırıcıyla gerçekleştirmeye çalışmak tavizlere yol açabilir. Üçlü şaft sistemi, fonksiyonları ayırır ve proses mühendisinin ekipmanı gerçek formülasyona göre yapılandırmasına olanak tanır.
Değişken frekanslı sürücü (VFD) kontrolü de bu yaklaşımı desteklemektedir. Karıştırma hızını sabit bir makine spesifikasyonu olarak ele almak yerine operatör, şaft hızını işleme aşamasına ve gerekli karıştırma işlemine göre ayarlayabilir.
Bu nedenle yüksek hızlı bir dağıtıcı, bir dispersiyon aşaması için kullanılabilirken, ankraj veya sarmal karıştırıcı toplu hareketi korur. Kesin çalışma sırası formülasyona ve proses tasarımına bağlıdır.
Endüstriyel alıcılar için üretici, yalnızca ekipman fiyatından ziyade mühendislik kapasitesine göre değerlendirilmelidir.
Öncelikle üreticinin karıştırıcı konfigürasyonunu malzemeye göre tasarlayıp tasarlayamayacağını inceleyin. Tedarikçi, bir formülasyonun neden yüksek hızlı bir dağıtıcıya, sarmal bıçağa, ankraj kazıyıcıya, rotor/statöre veya bu mekanizmaların bir kombinasyonuna ihtiyaç duyduğunu tartışabilmelidir.
İkinci olarak, bağımsız olarak çalıştırılan üç karıştırıcının varlığını doğrulayın. Bağımsız tahrik kontrolü önemlidir çünkü gerekli kesme ve sirkülasyon proses boyunca aynı olmayabilir.
Üçüncüsü, ekipmanı seçmeden önce malzeme viskozitesini, parti boyutunu, kesme gereksinimini ve sıcaklık kontrolünü tartışın. Güvenilir bir üretici, sadece standart bir model önermek yerine tankı, karıştırıcıları ve tahrik düzenini belirlemek için bu faktörleri kullanmalıdır.
Aynı durum vakum ve inert gaz işletimi için de geçerlidir. Proses kontrollü hava gidermeye ihtiyaç duyduğunda vakum gerekli olabilirken, formülasyon veya proses kontrollü bir atmosfer gerektirdiğinde inert gaz koruması uygun olabilir. Bu nedenle sızdırmazlık sistemi ve hazne tasarımı, amaçlanan çalışma koşuluyla birlikte dikkate alınmalıdır.
Islanan malzeme bir diğer önemli seçim faktörüdür. Kimyasal ekipmanlar için hem SUS304 hem de 316L paslanmaz çelik kullanılabilir ancak uygun seçim, formülasyonun kimyasal uyumluluğuna, proses koşullarına ve temizlik gereksinimlerine bağlıdır.
Üretici, paslanmaz çeliği yalnızca fiyata göre seçmek yerine, gerçek temas malzemelerini ve kimyasal ortamı değerlendirmelidir.
RUMI Technology, kimyasal ekipman ve çözümlere odaklanmış, uzun vadeli endüstriyel işbirliği için tasarlanmış ürünler, kalite kontrol ve teknik servis ile küresel müşterilere hizmet veren profesyonel bir tedarikçidir.
RUMI Technology, kendi geliştirdiği ilk yüksek hassasiyetli dozaj sistemini ve yüksek verimli karıştırma ekipmanını 2018 yılında piyasaya sürdüğünden beri, hassas kimyasal ekipman servis sağlayıcısı olarak konumunu geliştirdi. Gelişimi boyalar, mürekkepler, reçineler, yeni malzemeler, yeni enerji ve kompozitlerdeki karıştırma ve dozajlama gereksinimlerine odaklanmıştır.
Üç şaftlı karıştırma uygulamaları için bu süreç odaklı yaklaşım önemlidir çünkü doğru ekipman konfigürasyonu, malzeme davranışı ile üretim gereksinimleri arasındaki ilişkiye bağlıdır. RUMI, amaçlanan prosese göre yüksek hızlı dağıtıcılar, helisel kanatlar, kazıyıcılı ankraj kanatları ve rotor/stator sistemlerinden oluşan farklı kombinasyonları yapılandırabilmektedir.
Ekipmanı ayrıca uygulama gereksinimlerine göre bağımsız olarak çalıştırılan karıştırıcılar, VFD hız kontrolü, ceket ısıtma veya soğutma, vakum veya inert gaz işlemi ve SUS304 veya 316L kontak malzemeleriyle yapılandırılabilir.
RUMI, 72 saatlik fabrika testini ve 24 saatlik satış sonrası yanıtı içeren bir kalite güvence sistemi kurmuştur ve şirket, ISO9001 ve CE sertifikalarına sahiptir.
Kimyasal üç şaftlı karıştırıcı imalatçılarını değerlendiren alıcılar için önemli soru bu nedenle basit bir şekilde "Karıştırıcının maliyeti ne kadardır?" değildir. Daha yararlı bir soru, üreticinin malzeme viskozitesini, dağılım gerekliliklerini, kesme talebini, sıcaklık kontrolünü, atmosfer gerekliliklerini ve malzeme uyumluluğunu uygulanabilir bir ekipman konfigürasyonuna dönüştürüp dönüştüremeyeceğidir.
İyi tasarlanmış üç şaftlı bir karıştırıcı sonuçta bir proses çözümüdür. Değeri, üretilen formülasyon etrafında koordineli bıçak kombinasyonu, bağımsız tahrikler, kesme, duvar kazıma, hız kontrolü, ısıtma veya soğutma, vakum veya inert gaz koruması ve malzeme uyumluluğundan gelir.
Teknolojiyi kimyasal, mürekkep, yapıştırıcı, sızdırmazlık maddesi, manyetik bulamaç ve kişisel bakım üretiminde geçerli kılan şey budur ve gerçek bir mühendislik üreticisini yalnızca standart bir karıştırma kabı sunan bir tedarikçiden ayıran şey budur.