راهنمای مخزن طراحی مخلوط: اندازه، همزن، ژاکت، جزئیات بهداشتی

یک پردازشگر لبنیات یک بار یک مخزن مخلوط 3000 لیتری را سفارش داد، آن را تا 2600 لیتر پر کرد و هنوز 25 دقیقه صبر کرد تا پودر شیر حل شود. مخزن خیلی کوچک نبود. همزن بود. یک پروانه تکی روی یک درایو با سرعت ثابت 900 میلی‌متر از پایین قرار داشت، بدون حفره، بنابراین پودر به جای اینکه به سمت پایین کشیده شود و خیس شود، گرداب سطحی آهسته را طی کرد.

این مورد این رشته را خلاصه می کند: طراحی مخزن اختلاط ابتدا یک مشکل سیال و در مرحله بعد یک مشکل ساخت است. پس از تغییر نوع پروانه، تنظیم بافل، سطح پر و سطح ژاکت، دو کشتی با پوسته‌های یکسان می‌توانند کاملاً متفاوت رفتار کنند. تصمیمات را به ترتیب زیر بررسی کنید و بیشتر شگفتی ها قبل از انتشار نقشه ها ناپدید می شوند.

قبل از اینکه کسی تانک را بکشد، وظیفه را رفع کنید

داده های فرآیند را قبل از هندسه بنویسید. پنج مورد زیر مواردی هستند که اغلب نادیده گرفته می شوند و هر چیزی که در ادامه می آید تصمیم می گیرند.

اعدادی که ارزش قفل کردن را دارند

• ویسکوزیته در دمای فرآیند، نه در محیط، زیرا محصولی که 200 cP سرد می خواند ممکن است در 60 درجه سانتی گراد به 20 cP برسد.
• محتوای جامدات، اندازه ذرات و شکاف چگالی بین پودر و مایع، که تعیین می کند که آیا شما به جریان برشی یا ساده نیاز دارید.
• حداقل و حداکثر حجم دسته ای، زیرا یک مخزن با اندازه 5000 لیتر اغلب در 1000 لیتر مخلوط می شود.
• زمان ترکیب و هدف همگنی، به عنوان مثال یکنواختی 95٪ در 10 دقیقه.
• سرعت گرم کردن یا خنک کردن، به علاوه روش تمیز کردن، زیرا هر دو قسمت داخلی را تغییر می دهند.

همچنین به دقت در مورد کمک می کند آنچه که یک مخزن اختلاط در واقع انجام می دهد : پوسته محصول را ذخیره می کند، در حالی که پروانه، بافل و شکل پایین، الگوی جریانی را ایجاد می کند که کار را انجام می دهد. مخزنی که فقط بر اساس حجم مشخص می شود یک ظرف است نه میکسر.

اندازه: حجم، سطح پر و فضای سر

حجم کل و حجم کار اعداد متفاوتی هستند و اشتباه گرفتن آنها رایج ترین خطای اندازه است. یک رگ متلاطم معمولاً در حرکت است 70-80 درصد از حجم کل آن ، با فضای باقی مانده برای فوم، پاشیدن و توپ اسپری.

دو قانون عملی از جدول به دست می آید. یک کشتی با ارتفاع مایع بالاتر از تقریباً 1.5 برابر قطر آن معمولاً به دو پروانه روی یک شفت نیاز دارد و مخزنی که به طور مداوم کمتر از 40٪ حجم کاری خود دارد، کاندیدای یک کشتی کوچکتر یا یک همزن جانبی است.

داخلی و هندسه پایین

افزودن قطعات داخلی در مرحله کشش ارزان است و پس از لوله کشی مخزن، مقاوم سازی آنها گران است.

• چهار بافل در 90 درجه که از خروجی منحرف شده‌اند، پیش‌فرض برای کار با ویسکوزیته کم باقی می‌مانند. آنها چرخش را به گردش مالی بالا به پایین تبدیل می کنند.
• ته ظرف با مخروط کوتاه بهتر از کف صاف تخلیه می شود و پاشنه کمتری بین دسته ها باقی می گذارد.
• از یک خروجی هموار و کاملاً تخلیه کننده در پایین ترین نقطه به جای یک لوله غوطه ور برجسته که محصول را به دام می اندازد استفاده کنید.
• نصب در ورودی بالا برای کشتی‌هایی با ابعاد تقریباً 1 تا 30 مترمکعب مناسب است، در حالی که همزن‌های ورودی جانبی جای خود را در مخازن بلندی پیدا می‌کنند که طول شفت غیرعملی می‌شود.

جیب های سنسور، دریچه های نمونه و نازل های یدکی باید اکنون کشیده شوند. هر یک که بعدا اضافه می شود به معنای جوش دیگری، پولیش دیگر و بررسی تمیز کردن دیگری است.

تطبیق پروانه با سیال

سوال اصلی این است که آیا فرآیند نیاز به جریان دارد یا برش. مایعات با ویسکوزیته پایین نیاز به چرخش حجیم دارند، محصولات با ویسکوزیته بالا نیاز به تماس با دیوار دارند و مایعات غیرقابل اختلاط یا پودرهای سخت مرطوب نیاز به برش در نوک تیغه دارند.

• کمتر از حدود 100 cP: پروانه های هیدروفویل یا تیغه ای شیب دار، به اندازه سرعت پمپاژ به جای اسب بخار.
• 100-5000 cP: توربین های شیب دار با نسبت قطر به مخزن بزرگتر، اغلب در دو مرحله.
• بالای 5000 cP: لنگرها، دروازه ها یا نوارهای مارپیچ که نزدیک به دیوار قرار دارند، که انتقال حرارت ژاکت را نیز بهبود می بخشد.
• وظیفه امولسیون و پراکندگی: سرهای روتور-استاتور، گاهی اوقات تحت خلاء کار می کنند.

برای اختلاط ساده با ویسکوزیته پایین، یک کشتی تک جداره همزن اغلب مقرون به صرفه ترین راه حل است، با صرفه جویی در بودجه صرفه جویی در حفره ها و یک جعبه دنده با اندازه مناسب. یک مخزن ترکیبی 500 تا 5000 لیتری SS304 طیف وسیعی از نوشیدنی، سس و دسته های شیمیایی سبک را زمانی که همزن با سیال مطابقت دارد پوشش می دهد.

مخزن ترکیبی تک لایه 500L–5000L SS304 برای مواد شوینده مخزن مخلوط کن از جنس استنلس استیل برای مواد شوینده کم ویسکوزیته، نوشیدنی ها و دسته های شیمیایی سبک، با قابلیت تنظیم دست و پا زدن یا هم زدن لنگر و ظرفیت 500 تا 5000 لیتر. مشاهده محصول →

زمانی که فرآیند واقعاً به برش بالا نیاز دارد

سرهای روتور-استاتور با سرعت نوک تقریباً 25-15 متر بر ثانیه می چرخند و قطرات یا آگلومره ها را در محدوده 2 تا 50 میکرومتر کاهش می دهند، به همین دلیل است که برای امولسیون ها، صمغ ها و پراکندگی رنگدانه ها به جای ادغام توده ای مشخص می شوند. آنها راه حلی برای جریان ضعیف نیستند: یک سر با برش بالا در داخل یک مخزن بدون ابهام هنوز مناطق مرده را در گوشه ها باقی می گذارد.

مخزن امولسیون کننده برشی بالا 3000 RPM با سیستم روتور-استاتور هموژنایزر روتور-استاتور با برش بالا برای امولسیون های پایدار، کرم ها و کاهش ذرات، با قطعات تماس SS316L و سرعت تا 3000 RPM. مشاهده محصول →

انتقال حرارت: ژاکت، کویل و رویکرد دما

اگر محصول باید گرم یا سرد شود، ناحیه ژاکت اغلب عامل محدود کننده است، زیرا یک حلقه کنترل فقط می تواند با سطحی که شما می سازید کار کند. ژاکت‌های فرورفتگی انتخاب معمولی برای کشتی‌های تا حدود 20 مترمکعب هستند، سیم‌پیچ‌های نیمه‌لوله فشار بیشتری را تحمل می‌کنند، و کویل‌های داخلی به قیمت دسترسی تمیز کردن، مساحت را افزایش می‌دهند.

• مواد را مطابقت دهید: بخار برای گرم شدن سریع، آب داغ برای کار ملایم، گلیکول برای خنک کردن زیر محیط.
• رویکرد دما را بررسی کنید، زیرا یک رویکرد 10 درجه سانتیگراد به مساحت بسیار بیشتری از 40 درجه سانتیگراد نیاز دارد.
• برای کاهش تراکم و تثبیت دمای دسته، پوسته و ژاکت را عایق بندی کنید.

یک ظرف روکش دار با یک ژاکت گودی و یک همزن با سرعت متغیر، هم ترکیب و هم سطح شیب دار دما را در یک واحد کنترل می کند، که یک مرحله انتقال بین ظروف و تمیز کردن همراه با آن را حذف می کند.

مخزن اختلاط حرارتی 1000 لیتری فرورفتگی برای گرمایش یکنواخت ظرف گودی برای شربت ها و رزین های شیمیایی، با استفاده از کنترل دمای PLC، سنسورهای PT100 و عایق پشم سنگ برای کاهش نقاط داغ در حین گرم کردن. مشاهده محصول →

مواد، پایان و قابلیت تمیز کردن

انتخاب درجه به دنبال محصول و مواد شیمیایی پاک کننده است نه عادت. SS304 بیشتر لبنیات، نوشیدنی‌ها و مواد شیمیایی سبک را پوشش می‌دهد، در حالی که SS316L برای قرار گرفتن در معرض کلرید، محصولات اسیدی، کار با خلوص بالا و عمر طولانی‌تر انتخاب مطمئن‌تری است.

• پوشش داخلی تقریباً 0.4-0.8 میکرومتر Ra برای اکثر وظایف بهداشتی مناسب است. کارهای دارویی اغلب نیاز به پرداخت آینه ای دارند.
• پایین را به سمت خروجی و گوشه های داخلی شعاع شیب دهید تا محصول نتواند جمع شود.
• پوشش توپ اسپری را در کل حجم کار، از جمله پوسته بالایی و قسمت زیرین سر بالایی بررسی کنید.
• پاهای مرده روی نازل های ابزار را از بین ببرید، زیرا آنها منبع رایج یافته های تکرار آلودگی هستند.

درایو، مهر و موم و کنترل

گشتاور و جریان را مشخص کنید، نه RPM. گیربکس باید دارای ضریب سرویس حداقل 1.5 در برابر گشتاور اختلاط محاسبه شده باشد، زیرا گشتاور راه اندازی در یک دسته چسبناک ته نشین شده می تواند چندین برابر رقم در حال اجرا باشد. برای آب بندی، یک مهر و موم مکانیکی بهداشتی یا یک لب بند قابل شستشو، روان کننده را از محصول دور نگه می دارد.

• یک درایو با فرکانس متغیر به یک مخزن اجازه می دهد چندین دستور غذا را ارائه دهد و از برش بیش از حد محصولات حساس به برش جلوگیری می کند.
• لودسل ها، یک پروب PT100 و یک حسگر رسانایی یا pH، ظرف را به یک مرحله فرآیند نظارت شده تبدیل می کنند.
• کنترل دستور غذا در یک PLC با ثبت داده ها، سوابق دسته ای و تأیید تمیز کردن را ساده می کند.

شش خطا که پس از راه اندازی ظاهر می شوند

1. اندازه گیری بر روی حجم کل، سپس تعجب می کنم که چرا نیم دسته هرگز با هم ترکیب نمی شوند.
2. حذف بافل روی یک محصول با ویسکوزیته کم، بنابراین گرداب سطحی تشکیل می شود و پودرها شناور می شوند.
3. پروانه را خیلی بالا از پایین نصب کنید و یک لایه رسوبی باقی بماند که هرگز بلند نمی شود.
4. ناحیه ژاکت را کوچکتر کنید، سپس سعی کنید آن را با یک شیر کنترل بزرگتر اصلاح کنید.
5. نادیده گرفتن پوشش CIP برای سر و نازل های بالا.
6. خرید در RPM به جای گشتاور و جریان، که بعداً به عنوان اضافه بار موتور در یک دسته سرد و چسبناک ظاهر می شود.

چک لیستی برای تایید قبل از ساخت

• داده های وظیفه: منحنی ویسکوزیته، مواد جامد، محدوده دسته ای، هدف زمان ترکیب.
• هندسه: حجم کار، نسبت ارتفاع مایع، اندازه و تعداد بافل، نوع پروانه، قطر و فاصله پایین.
• انتقال حرارت: نوع ژاکت، سطح، رسانه، رویکرد دما، عایق.
• مواد و پایان: درجه، زبری سطح، عملیات جوش، شیب به تخلیه.
• درایو و مهر و موم: گشتاور، ضریب سرویس، نوع مهر و موم، محدوده VFD.
• ابزار دقیق و تمیز کردن: نازل های حسگر، دستگاه های اسپری، فلسفه کنترل.

طراحی خوب مخزن اختلاط عمدتاً یک امر سفارشی است: وظیفه را اصلاح کنید، هندسه را اندازه بگیرید، پروانه را برای سیال انتخاب کنید، سپس تأیید کنید که ژاکت، پایان و درایو می توانند آنچه را که فرآیند خواسته است ارائه دهند. این چهار مرحله را درست انجام دهید و یک ظرف 1000 لیتری دقیقاً همانطور که در 600 لیتر، در 60 درجه سانتیگراد و در دهمین چرخه تمیز کردن پیش بینی شده است، رفتار خواهد کرد.

شرکت YME Equipment با مسئولیت محدود، مخازن اختلاط بهداشتی تک جداره، ژاکت دار، با برش بالا و خلاء را برای لبنیات، نوشیدنی، آبجوسازی، بیوتکنولوژی و مواد شیمیایی می سازد. اگر داده های وظیفه و محدوده دسته ای دارید، آنها را برای تیم مهندسی ارسال کنید و قبل از منجمد شدن نقشه ها، همزن و ژاکت را با اعداد بررسی کنید.