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Un miscelatore che gestisce un lotto da 1.000 litri non è necessariamente il miscelatore giusto per un lotto di resina, vernice, inchiostro o mastice da 1.000 litri. Nella produzione chimica, la vera sfida è spesso l'efficacia con cui l'attrezzatura sposta e tratta il materiale all'interno del recipiente.
I tradizionali miscelatori monoalbero possono avere difficoltà quando è necessario incorporare la polvere in un liquido viscoso o quando diventa difficile far circolare un lotto di grandi dimensioni. I problemi tipici includono l'agglomerazione della polvere, la lenta dissoluzione, le zone stagnanti, l'adesione del materiale alle pareti del recipiente e la circolazione insufficiente nelle formulazioni ad alta viscosità. Queste limitazioni diventano più evidenti con l’aumento del volume del lotto e della viscosità.
Per i produttori che producono mastice, vernice, inchiostro, pigmento, gel, resina e materiali simili, un miscelatore chimico a doppio albero risolve questi problemi combinando due diverse azioni di miscelazione in un unico recipiente: dispersione ad alta velocità e circolazione di massa a bassa velocità.
Il vantaggio principale non è semplicemente quello di avere due alberi. È il modo in cui i due agitatori azionati in modo indipendente svolgono contemporaneamente lavori diversi.
Il miscelatore a doppio albero di Rumi utilizza una disposizione ad albero concentrico con un dispersore ad alta velocità posizionato all'interno di un'ancora a bassa velocità o di un agitatore a telaio. Il disco di dispersione funziona ad alta velocità e genera un'elevata velocità lineare attorno al disco. Quando le polveri vengono aggiunte a un liquido, questa zona localizzata ad alto taglio aiuta a bagnare e rompere rapidamente le particelle, riducendo la tendenza della polvere a formare agglomerati persistenti.
L'ancora a bassa velocità svolge una funzione diversa. Invece di fare affidamento su un taglio elevato in tutta la nave, spinge continuamente il materiale sfuso attorno al serbatoio e alimenta il materiale verso il dispersore ad alta velocità. Ciò crea un percorso di circolazione tra la regione esterna del vaso e la zona di dispersione.
Questa distinzione è importante per i prodotti ad alta viscosità. Una singola girante ad alta velocità può creare una forte turbolenza locale lasciando materiale meno mobile vicino alla parete del serbatoio. Al contrario, un miscelatore a singola ancora può fornire un buon movimento di massa ma potrebbe non generare un taglio localizzato sufficiente per disperdere le polveri in modo efficiente. La combinazione dei due consente all'apparecchiatura di fornire sia la circolazione in massa che la dispersione localizzata ad alta velocità.
I raschiatori in PTFE montati sul telaio dell'ancora migliorano ulteriormente questo processo. Rimuovono continuamente il materiale dalla parete interna del serbatoio, riducendo la quantità di prodotto lasciato fuori dal circuito di circolazione principale. Ciò migliora anche il trasferimento di calore perché la superficie della parete rimane più attivamente esposta al materiale in movimento.
Per la produzione in lotti medio-grandi, questa soluzione è particolarmente utile perché l'aumento del volume del recipiente solitamente rende la circolazione più difficile. Il sistema a doppio albero mantiene il materiale in movimento mantenendo una zona di dispersione ad alta velocità dedicata.
Formulazioni diverse richiedono condizioni di miscelazione diverse. Un sistema di resina, ad esempio, può diventare sostanzialmente più viscoso al diminuire della temperatura. Le formulazioni di vernici e inchiostri possono richiedere un'efficace dispersione dei pigmenti senza eccessivo trascinamento di aria. I prodotti in mastice e gel possono richiedere un forte movimento di massa ma un taglio relativamente controllato.
Entrambi gli agitatori del miscelatore a doppio albero Rumi supportano il funzionamento a velocità variabile tramite il controllo del convertitore di frequenza. Ciò consente all'operatore di regolare il dispersore ad alta velocità e l'ancoraggio a bassa velocità in base alla formulazione e alla fase di produzione.
Durante l'incorporazione della polvere, il dispersore può funzionare a una velocità maggiore per migliorare la bagnatura, la dissoluzione e la deagglomerazione. Una volta incorporata la polvere, il processo può spostarsi verso l'omogeneizzazione in massa, dove il movimento controllato dell'ancora diventa più importante. La possibilità di regolare la velocità evita di trattare ogni formulazione come se richiedesse lo stesso profilo di miscelazione.
Il controllo della temperatura è altrettanto importante. Il serbatoio incamiciato può far circolare un mezzo di riscaldamento o raffreddamento, utilizzando un riscaldatore o un refrigeratore esterno. Per i sistemi di resina, vernice, inchiostro e gel ad alta viscosità, la temperatura influisce direttamente sulla viscosità e quindi sulla potenza richiesta per spostare il materiale. Il riscaldamento può ridurre la viscosità e migliorare la circolazione, mentre il raffreddamento può essere necessario per controllare la temperatura della formulazione dopo la dispersione o durante la lavorazione sensibile alla temperatura.
Il recipiente può anche funzionare sotto vuoto o protetto con gas inerte poiché il serbatoio è progettato per un funzionamento ermetico. La lavorazione sotto vuoto può essere utile quando è necessaria la deaerazione, mentre la protezione con gas inerte può aiutare quando la formulazione necessita di un'atmosfera controllata.
Il sollevamento idraulico aggiunge un altro vantaggio pratico. La testa di miscelazione può essere sollevata e abbassata costantemente nella posizione operativa, semplificando il caricamento, la pulizia, l'ispezione e la manutenzione. Per gli ambienti di produzione in cui le apparecchiature vengono utilizzate con diverse formulazioni, questo accesso meccanico può essere più prezioso della semplice aggiunta di potenza del motore.
Quando si confronta il prezzo di un miscelatore chimico a doppio albero, il volume di lavoro è solo una parte delle specifiche. Due miscelatori con la stessa capacità nominale possono avere prezzi sostanzialmente diversi perché i loro requisiti meccanici e di processo sono diversi.
Il primo fattore importante è la viscosità del materiale. Una resina o un gel ad alta viscosità possono richiedere una capacità di azionamento e una coppia maggiori rispetto a un liquido a bassa viscosità. La velocità del dispersore ad alta velocità richiesta è un altro fattore, in particolare quando la dispersione intensiva delle polveri fa parte del processo.
Anche la configurazione del sistema di miscelazione incide sui costi. Due agitatori azionati in modo indipendente richiedono più componenti meccanici e di controllo rispetto a un design ad albero singolo. Il sollevamento idraulico, il controllo del convertitore di frequenza, l'indicazione digitale della velocità e il controllo touch-screen PLC opzionale aggiungono ulteriori funzionalità.
La selezione dei materiali è un'altra considerazione importante. Rumi utilizza come standard l'acciaio inossidabile 304 per le parti a contatto con il fluido, mentre l'SS316L è disponibile come opzione dove è richiesta una maggiore resistenza alla corrosione. La scelta appropriata dovrebbe basarsi sulla composizione chimica della formulazione piuttosto che selezionare semplicemente il materiale più costoso.
Anche la camicia, il sistema del vuoto, la protezione del gas inerte, la disposizione delle tenute e il livello di automazione possono modificare il costo dell'attrezzatura finale. Pertanto, confrontare i fornitori solo in base alla capacità della nave o alla potenza del motore può produrre risultati fuorvianti.
Nel valutare i produttori di miscelatori chimici a doppio albero, gli acquirenti dovrebbero guardare oltre un preventivo per apparecchiature standard. La capacità del produttore di comprendere la formulazione e di tradurla in una configurazione meccanica adeguata è spesso più importante del prezzo iniziale più basso.
Un produttore competente dovrebbe essere in grado di discutere la viscosità, la dimensione del lotto, il caricamento della polvere, l'intensità di dispersione richiesta, la temperatura operativa, i requisiti di riscaldamento o raffreddamento, le condizioni di vuoto e il ciclo di produzione previsto prima di confermare la configurazione finale.
Rumi è un fornitore professionale focalizzato su apparecchiature e soluzioni chimiche, che serve clienti in tutto il mondo con prodotti affidabili, rigoroso controllo di qualità e un servizio efficiente. Dallo sviluppo del suo primo sistema di dosaggio ad alta precisione e di apparecchiature di miscelazione ad alta efficienza nel 2018, RUMI Technology si è concentrata su apparecchiature per la chimica fine e soluzioni di processo personalizzate.
La sua esperienza copre applicazioni tra cui il dosaggio di vernici e inchiostri, la miscelazione di resine e nuovi materiali, nonché soluzioni di apparecchiature per le industrie delle nuove energie e dei compositi. Dopo centinaia di iterazioni di ricerca e sviluppo, RUMI ha sviluppato tecnologie proprietarie e brevetti di invenzione relativi alle apparecchiature di dosaggio e miscelazione.
Per le apparecchiature di produzione, la qualità della produzione conta anche dopo l'installazione. Rumi gestisce un sistema di garanzia della qualità che include test di fabbrica 72 ore su 24, risposta post-vendita 24 ore su 24 e certificazioni ISO9001 e CE. Questi fattori sono rilevanti quando si prevede che il miscelatore funzioni ripetutamente in una produzione batch continua piuttosto che come attrezzatura di laboratorio occasionale.
Il giusto miscelatore chimico a doppio albero deve essere selezionato in base alla formulazione, non in base alle dimensioni del motore o del recipiente.
Per la produzione ad alta intensità di vernici e pigmenti, il dispersore ad alta velocità merita un'attenzione particolare. Per resina, mastice e gel ad alta viscosità, la circolazione dell'ancora, la geometria del raschiatore, la coppia motrice e la capacità del rivestimento diventano altrettanto importanti. Se la temperatura deve essere strettamente controllata, la camicia e il sistema di riscaldamento o raffreddamento dovrebbero essere valutati insieme al ciclo di miscelazione. Se è necessaria la rimozione dell'aria o il controllo dell'ossidazione, è necessario includere fin dall'inizio il recipiente ermetico e la configurazione con vuoto o gas inerte.
Per lotti medi e grandi, l'obiettivo non è semplicemente far girare l'agitatore. L'attrezzatura deve mantenere la circolazione, la dispersione, il rinnovamento delle pareti, il controllo della temperatura e la ripetibilità del processo per tutto il lotto.
Ecco perché la scelta di un miscelatore chimico a doppio albero dovrebbe comportare qualcosa di più del semplice confronto del prezzo del miscelatore chimico a doppio albero. L'efficienza della dispersione, la circolazione della massa, la raschiatura del PTFE, il controllo indipendente della velocità, le prestazioni della camicia, il materiale del recipiente, la capacità di vuoto e la capacità ingegneristica dei produttori di miscelatori chimici a doppio albero influenzano tutti il valore effettivo dell'apparecchiatura. Per i produttori di prodotti chimici, la configurazione migliore è quella che corrisponde in modo coerente alla viscosità, alle dimensioni del lotto, alla formulazione, ai requisiti di temperatura e al ciclo di produzione del processo.
