در اکسترودر فضای کمی داریم و مواد به شدت ویسکوز هستند. در نتیجه نمیتوان از انواع ساده استاتیک میکسر بهره برد.
انتخاب طرح میکسر استاتیک مناسب برای مخلوط های ویسکوز
خلاصه فناوری
طرح های میکسر استاتیک بسیار متفاوت است و انتخاب مناسب کلید دستیابی به یک مخلوط همگن در افت فشار مجاز یا طول لوله در دسترس است. برای کاربردهای چسبناک با محدودیت فضا اما بدون افت فشار حداکثر، یک میکسر استاتیک ژنراتور سطحی سطحی توصیه می شود.
طرح های میکسر استاتیک
میکسر استاتیک دستگاهی است که در یک محفظه یا خط لوله با هدف دستکاری جریان های سیال برای تقسیم، ترکیب مجدد، پخش، چرخش یا تشکیل لایه ها در حین عبور از میکسر وارد می شود. عملکرد اختلاط بر اساس سرعت جریان، ویسکوزیته، چگالی، درصد اجزای مخلوط و ابعاد لوله به راحتی قابل پیش بینی است.
طرح‌های مختلفی در دسترس هستند، معمولاً شامل صفحات یا بافل‌هایی هستند که در زوایای دقیق قرار می‌گیرند تا جریان را هدایت کنند، آشفتگی را افزایش دهند و به اختلاط دست یابند.
سبک های میکسر استاتیک معمولی فوق برای کاربردهای با دبی بالا و ویسکوزیته کم ایده آل هستند. در چنین شرایط آشفته، اختلاط کامل به طور معمول تنها در 4 یا 6 عنصر با کاهش نسبتاً جزئی در فشار انجام می شود. با این حال، برای نیازهای جریان کم و/یا ویسکوزیته بالا، تعداد عناصر میکسر استاتیک این طرح که برای دستیابی به یک ترکیب همگن مورد نیاز است، به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. اگر تنظیم فرآیند از نظر طول محدود باشد، انتقال به یک میکسر استاتیک با سبک متفاوت توصیه می شود.
ژنراتورهای سطح رابط
ژنراتور سطح رابط راس (ISG) یک طرح میکسر بی حرکت منحصر به فرد است که دارای اجزای قطعه جامد است که با چهار سوراخ حفر شده است. انتهای عناصر به گونه ای شکل گرفته اند که وقتی در کنار هم قرار می گیرند، عناصر مجاور یک محفظه چهار وجهی را تشکیل می دهند. اگر دو جریان ورودی وارد میکسر استاتیک ISG شوند، تعداد لایه‌های بیرون آمده از عناصر اول، دوم و سوم 8، 32 و 128 است. این پیشرفت نمایی بیش از دو میلیون لایه را تنها در 10 عنصر ایجاد می‌کند.
مکانیسم اختلاط ISG برای کاربردهای ویسکوزیته بالا و جریان آرام با عدد رینولدز زیر 500 ایده آل است. مخلوط کردن یک جزء جزئی مانند رنگ، کاتالیزور یا افزودنی با ویسکوزیته پایین در یک سیال ویسکوز، یک کاربرد کلاسیک ISG است. این میکسر می تواند طیف وسیعی از محصولات از مواد غذایی گرفته تا پلیمرها، چسب ها، پلاستیک ها و کامپوزیت ها را مدیریت کند. ISG همچنین برای فرآیندهای بهداشتی مناسب است زیرا عناصر به راحتی از محفظه جدا می شوند تا به صورت جداگانه تمیز و ضد عفونی شوند.
با توجه به هندسه عناصر ISG، اختلاط کامل در طول بسیار کوتاه لوله حاصل می شود، بنابراین از این نوع میکسر استاتیک برای نیازهای جریان آشفته با محدودیت فضا و بدون افت فشار حداکثر استفاده می شود.
نمونه کاربرد: امولسیون ژل روغن در آب
آزمایش‌هایی در مقیاس آزمایشی برای تعیین اینکه میکسر استاتیک Ross ISG می‌تواند اندازه قطرات را برای یک امولسیون ژل چسبناک خاص کاهش دهد، انجام شد. اندازه قطره هدف: <5 میکرون.
امولسیون پایه شامل 98٪ ژل آبی و 2٪ روغن با استفاده از یک میکسر تیغه ای به سبک دسته ای تهیه شد. این ماده بسیار نازک کننده بود — 121000 cP در سرعت دوک 0.5 دور در دقیقه و تنها 31400 cP در 3 دور در دقیقه. از یک پمپ دنده ای برای عبور دادن محصول از طریق میکسر ISG استفاده شد. در یک پاس در 4.75 gpm، اندازه قطرات متوسط از 19.46 به 4.07 میکرون کاهش یافت. در اجرای دیگری، امولسیون پایه با دبی کمی بالاتر، 6.6 gpm تغذیه شد و اندازه قطرات حاصل پس از یک پاس 2.56 میکرون بود.