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让雷诺兹参与进来

连续混合适用于热熔胶的制造

混合的历史

一开始,当人们想要混合一些东西时,并没有太多可用的东西。虽然我当时不在那里,但我能想象出棍子、船桨、桨和人们能想到的任何东西来移动他们使用的船里的产品。随着混合变得越来越复杂,人们开始使用机械搅拌机。随着对涡轮式搅拌器的研究和完善,混合技术开始向前发展。今天,混合设备可以非常复杂。混合系统现在包含了完全集成的控制,操作员可以从个人计算机控制整个过程。

高粘度的产品

为了本文的目的,我想对粘度范围作一些非常一般的定义。低粘度将被定义为在1至10,000厘泊范围内的任何液体。中等粘度定义为10,000厘泊至30,000厘泊,高粘度定义为30,000厘泊及以上。比重在本文中不会起作用,但不应忽略作为选择搅拌机的标准。

高粘度搅拌

低粘度混合很容易完成与传统轴向和径向涡轮搅拌器。这些搅拌器的马力范围从5马力和生产模式取决于叶片直径,速度,和产品特性。中等粘度的混合也可以用相同类型的搅拌机完成,但这种粘度状态是我们看到传统的混合经验法则被打破的地方。随着粘度的增加,叶片直径相对于储罐直径开始增大。这样做的主要原因是为了实现连续的离职。随着粘度的增加,连续周转变得越来越困难。离刀片越远,产品移动的倾向就越小。随着叶片直径的增加,所需的马力也随之增加。当你从中等粘度状态进入高粘度状态时,常规涡轮搅拌器无法解决串联翻转的问题。刀片将在靠近刀片的地方移动产品,但刀片下方、中间和上方的任何产品都不会移动。 If dry or liquid raw materials are to be added or the product has to be heated or cooled, the problems are compounded. These problems sent mixer designers back to the drawing board.

针对中、高粘度混合中出现的问题,研制了几种不同的叶片和叶片布置方式。我要讲的第一个刀片是传统的锚刀片。使用常规涡轮型叶片进行中、高粘度混合的最大问题之一是在容器壁上缺乏产品运动。

为了解决这一问题,研制了锚叶片。该叶片的设计工作在接近容器壁,从而加强传热。这个设计有几个固有的问题。主要的问题是缺乏连续的人员流动。锚叶片设计有两个或三个垂直臂,通常呈三角形。典型的刀片与壁间隙为0.75到1英寸的锚刀片。它们通常只是扰乱血管壁的产物。为了解决这个问题,制造商在设计中添加了各种泵叶,试图增加系列营业额。一些公司甚至增加了带螺旋钻或闸刀的第二轴,试图增加连续营业额。这一切都使混合机的价格、安装和运行成本上升。

这就引出了另一个问题。是否有一种叶片设计可以提供更强的连续周转,增加容器壁上的传热,并有助于干粉的加入?答案是肯定的,螺旋叶片。而不是有笔直的垂直手臂螺旋叶片设计与弯曲的垂直手臂,其中包括一个扭转。典型的叶片与容器壁间隙与锚叶片相同。这种设计在系列周转中已被证明是优越的。这就是它的工作原理。螺旋叶片从理论上取一段与叶片本身一样宽的材料,并在叶片顺时针方向旋转时将其向下和向内移动。这个动作会在刀片后面留下一个空白,由一种新的材料填充。基本的流动模式是向下和向容器中心和向上的中心轴。 This flow pattern is what we call serial turnover. Why is serial turnover so important? From the standpoint of hot melt adhesives, it's all about transferring the heat at the vessel wall quickly and evenly throughout the batch. Without serial turnover, the material at or near the vessel wall stays there and continues to get hotter and hotter. The closer you get to the center of the vessel the product is cooler, especially in larger vessels. If the product has insulating properties this can make heat up times even longer. Serial turnover allows a batch to have even heat distribution throughout the entire batch. This heat distribution will decrease batch time and increase product quality. The enhancement of heat transfer is the main reason why this blade should appeal to the hot melt industry.

在这一点上,我想创建一个场景,我已经在我们的试点混合器和现场目睹。你有填充热熔胶的配方。粘度在75至100,000厘泊的范围内。该配方要求将基础粘合剂加热到375华氏度。在加热期间,必须加入填料,以将最终粘度提高到最大。这个场景有两个挑战。第一个是产品离开容器壁进行传热。如果移动得太少,你要么冒着产品因壁温过高而烧焦的风险,要么花太多时间达到温度。通过叶片设计,不断地将产品移离墙壁,并允许新产品在其后面移动,这一挑战被克服了。热量可以以更快的速度通过血管壁增加,从而减少加热时间。另一个挑战是使填料充分混合到批次中。 The lighter they are the harder they are to mix in. Serial turnover solves this problem as well. Without the benefit of serial turnover this scenario could become a nightmare for a chemist, plant manager and an operator.

对介质到高粘度产品的独立测试证明,螺旋叶片提供的传热系数比传统搅拌器高出5到10倍。一项测试实际上是在热熔胶中进行的粘度约为30,000厘泊。如果你还记得粘度范围的一般定义,这个粘度在中等粘度和高粘度之间。在这个测试中,螺旋叶片与客户目前正在生产中使用的轴向涡轮叶片进行了测试。轴向涡轮的平均传热系数为8。螺旋叶片的平均传热系数为40。加热时间明显快与螺旋叶片。显然,这表明连续的人员流动是取得结果的关键。

结论

综上所述,混合中、高粘度产品的方法和方法很多。有些不是很有效,而另一些则提供了更理想的结果。在一个完美的世界里,所有的产品都是薄的,很容易混合。但在现实世界里,情况并非如此。根据您的应用程序,在选择正确的混频器时,有许多变量需要考虑。

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