Vật liệu có độ nhớt cao hoạt động rất khác so với chất lỏng có độ nhớt thấp trong quá trình trộn. Chất kết dính, chất bịt kín, silicone, nhựa, vật liệu pin, hợp chất điện tử và các công thức dày khác có thể di chuyển chậm bên trong bình và tạo ra lực cản đáng kể đối với máy khuấy. Với máy trộn thông thường, điều này có thể dẫn đến lưu thông kém, các vùng không được trộn, bột kết tụ, vật liệu dính vào thành bình và chu kỳ trộn dài hơn đáng kể.
Đối với các nhà sản xuất, thách thức không chỉ đơn giản là đạt được tốc độ trộn cao hơn. Máy trộn phải tạo ra đủ mô-men xoắn để di chuyển vật liệu, cung cấp hình dạng máy khuấy phù hợp để tuần hoàn và phân tán, đồng thời duy trì nhiệt độ và điều kiện xử lý thích hợp. Điều này làm cho việc lựa chọn nhà sản xuất máy trộn có độ nhớt cao nhỏ cũng quan trọng như việc chọn chính thiết bị, đặc biệt khi máy trộn sẽ được sử dụng để phát triển công thức, sản xuất hàng loạt nhỏ hoặc sản xuất quy mô thí điểm.
Máy trộn có độ nhớt cao được thiết kế chủ yếu xoay quanh mối quan hệ giữa lực cản vật liệu và lực cơ học. Khi độ nhớt tăng lên, máy khuấy cần nhiều mô-men xoắn hơn để duy trì chuyển động, đặc biệt là trong quá trình khởi động hoặc khi công thức chứa nồng độ bột hoặc chất độn cao.
Bộ truyền động mô-men xoắn cao cho phép máy trộn hoạt động ở tốc độ được kiểm soát mà không cần tải cơ học quá mức. Điều này thường hữu ích hơn là chỉ lắp đặt một động cơ tốc độ cao. Đối với các vật liệu có độ nhớt cao, quá trình này có thể yêu cầu tốc độ quay tương đối thấp nhưng mô-men xoắn lớn để duy trì sự lưu thông khối lượng lớn.
Bản thân máy khuấy cũng quan trọng không kém. Máy khuấy neo có thể tạo ra sự chuyển động khối mạnh mẽ và cải thiện sự tiếp xúc với thành bình, trong khi các hệ thống hành tinh di chuyển qua các khu vực khác nhau của mẻ và có thể có hiệu quả khi sự lưu thông tự nhiên bị hạn chế. Các bộ phận phân tán có độ cắt cao phù hợp hơn khi các sắc tố, bột, chất độn hoặc các hạt rắn khác cần được kết hợp và phân tán nhanh chóng.
Do đó, thiết bị trộn có độ nhớt cao phải được cấu hình theo cơ chế trộn thực tế được yêu cầu thay vì chỉ chọn theo công suất động cơ hoặc thể tích bình.
Mô-men xoắn là một trong những thông số kỹ thuật quan trọng nhất khi đánh giá thiết bị dành cho vật liệu dày. Máy trộn có thể hoạt động thành công với chất lỏng có độ nhớt thấp ở tốc độ cao nhưng bị quá tải khi cùng một bình chứa đầy nhựa, chất bịt kín hoặc hợp chất silicon.
Mô-men xoắn yêu cầu phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm độ nhớt của vật liệu, khối lượng mẻ, hàm lượng chất rắn, hình dạng máy khuấy, tốc độ quay và nhiệt độ. Mô-men xoắn khởi động cũng có thể cao hơn đáng kể so với mô-men xoắn cần thiết sau khi vật liệu bắt đầu di chuyển.
Đây là lý do tại sao người mua nên yêu cầu nhà sản xuất cung cấp thông tin mô-men xoắn thực tế thay vì chỉ đánh giá động cơ bằng công suất định mức. Một hệ thống truyền động phù hợp phải duy trì hoạt động ổn định trong suốt chu trình trộn mà không bị nóng, rung hoặc quá tải.
Đối với các kỹ sư quy trình, mục tiêu thực tế là tìm ra sự kết hợp giữa mô-men xoắn và tốc độ để tạo ra đủ chuyển động của vật liệu đồng thời tránh lực cắt và sinh nhiệt không cần thiết.
Máy khuấy không phù hợp có thể hạn chế hiệu suất trộn ngay cả khi hệ thống truyền động có đủ công suất.
Máy khuấy kiểu neo thường hữu ích cho các công thức có độ nhớt cao vì hình dạng hình học của chúng thúc đẩy chuyển động khối và có thể quét vật liệu đến gần thành bình. Việc bổ sung hệ thống cạp có thể làm giảm hơn nữa sự tích tụ thành và cải thiện khả năng truyền nhiệt qua vỏ bình.
Trộn hành tinh cung cấp một cách tiếp cận khác. Thay vì chỉ quay quanh một vị trí trung tâm cố định, máy khuấy di chuyển qua bình trong khi quay, để lộ các phần khác nhau của mẻ trộn vào vùng trộn. Điều này có thể giúp giảm bớt các khu vực ứ đọng khi vật liệu có dòng chảy tự nhiên kém.
Đối với các công thức có chứa bột hoặc chất màu, có thể tích hợp bộ phân tán tốc độ cắt cao với hệ thống trộn sơ cấp. Máy khuấy khối di chuyển toàn bộ khối vật liệu, trong khi bộ phận phân tán cung cấp lực cắt cục bộ ở những nơi cần phân hủy hạt và làm ướt.
Cấu hình tốt nhất phụ thuộc vào việc liệu quy trình có ưu tiên trộn số lượng lớn, trộn bột, phân tán, cạo thành, khử khí hay đồng thời một số chức năng này hay không.
Khả năng hút chân không có giá trị khi không khí cuốn vào ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng. Chất kết dính, chất bịt kín, hợp chất silicon và công thức nhựa có thể giữ không khí trong quá trình thêm và trộn bột. Nếu thành phẩm phải có độ rỗng thấp hoặc hình thức đồng nhất, việc trộn chân không có thể giúp loại bỏ không khí cuốn theo.
Tuy nhiên, chân không không nên tự động được coi là thông số kỹ thuật bắt buộc. Nhu cầu phụ thuộc vào công thức, lượng chất rắn, phương pháp trộn và yêu cầu về sản phẩm cuối cùng.
Kiểm soát nhiệt độ cũng quan trọng tương tự. Vật liệu có độ nhớt cao có thể trở nên khó xử lý hơn đáng kể khi nhiệt độ của chúng giảm, làm tăng yêu cầu mô-men xoắn. Đồng thời, sự cắt quá mức có thể tạo ra nhiệt có thể ảnh hưởng đến các công thức nhạy cảm với nhiệt độ.
Bình có vỏ bọc có khả năng sưởi ấm hoặc làm mát cho phép kỹ sư xử lý duy trì phạm vi hoạt động được kiểm soát tốt hơn. Kết hợp với việc cạo tường, nó cũng có thể cải thiện khả năng truyền nhiệt khi vật liệu quá nhớt để lưu thông tự nhiên hiệu quả.
Máy trộn nhỏ có độ nhớt cao đặc biệt hữu ích cho các phòng thí nghiệm, phát triển công thức, sản xuất thí điểm và sản xuất hàng loạt nhỏ.
Các nhóm phòng thí nghiệm có thể cần thử nghiệm công thức keo hoặc nhựa mới chỉ bằng cách sử dụng vài kg vật liệu. Một nhà sản xuất nhỏ có thể sản xuất số lượng giới hạn keo silicon hoặc hợp chất điện tử. Trong cả hai trường hợp, sử dụng máy trộn công nghiệp lớn có thể làm tăng chi phí thiết bị, yêu cầu về không gian sàn, thời gian làm sạch và tiêu thụ nguyên liệu.
Một máy trộn nhỏ gọn có thể mang lại sự linh hoạt hơn cho quy trình trong khi vẫn kết hợp các bộ truyền động mô-men xoắn cao, điều khiển tốc độ thay đổi, hệ thống chân không, hệ thống sưởi hoặc làm mát và máy khuấy chuyên dụng.
Tuy nhiên, “nhỏ” nên đề cập đến công suất và diện tích hơn là kỹ thuật đơn giản hóa. Một mẻ nhỏ vật liệu có độ nhớt cao vẫn có thể yêu cầu mô-men xoắn đáng kể. Do đó, việc lựa chọn thiết bị nên xem xét khối lượng làm việc thực tế, cỡ mẻ tối thiểu, độ nhớt, hàm lượng chất rắn, thời gian trộn cần thiết và đặc tính của công thức.
Độ nhớt của vật liệu chỉ là một phần của quá trình lựa chọn. Kích thước lô và thời gian trộn cũng phải được xem xét.
Ví dụ, một mẻ 10 lít hỗn hợp rất đặc có thể yêu cầu cấu hình bộ truyền động và máy khuấy khác với công thức chất lỏng 10 lít có độ nhớt thấp. Tương tự, nếu quy trình yêu cầu nhiều giai đoạn trộn, máy có thể cần điều khiển tốc độ thay đổi để chuyển động khối ở tốc độ thấp có thể được kết hợp với phân tán tốc độ cao hơn khi cần thiết.
Vùng chết cũng cần được đánh giá. Các khu vực xung quanh thành bình, đáy, góc hoặc trục có thể giữ lại vật liệu nếu máy khuấy không tạo ra đủ lưu thông. Dụng cụ nạo, cấu trúc neo hoặc chuyển động của hành tinh có thể được sử dụng để giải quyết những vấn đề này tùy thuộc vào công thức.
Việc vệ sinh không nên bỏ qua. Đối với các ứng dụng kết dính, silicone, nhựa và chất bịt kín, vật liệu còn sót lại có thể gây khó khăn cho việc chuyển đổi sản phẩm. Các bộ phận có thể sử dụng được, hình dạng bình thích hợp, hoàn thiện bề mặt phù hợp và việc tháo máy khuấy thực tế có thể ảnh hưởng đáng kể đến thời gian bảo trì.
Sự khác biệt chính giữa hệ thống nhỏ và hệ thống công nghiệp không chỉ đơn giản là năng lực.
Máy trộn nhỏ có độ nhớt cao thường ưu tiên tính linh hoạt, kích thước nhỏ gọn, khối lượng làm việc nhỏ, kiểm tra công thức và làm sạch thuận tiện. Chúng rất phù hợp với hoạt động R&D và sản xuất hàng loạt nhỏ nơi công thức nấu ăn có thể thay đổi thường xuyên.
Thiết bị trộn có độ nhớt cao công nghiệp thường phải hỗ trợ cỡ mẻ lớn hơn, chu kỳ vận hành dài hơn, tải cơ học liên tục cao hơn và kiểm soát quy trình tích hợp hơn. Các hệ thống này có thể yêu cầu dự trữ mô-men xoắn lớn hơn, hệ thống truyền động mạnh mẽ hơn, cấp liệu tự động, điều khiển chân không, hệ thống sưởi và làm mát cũng như giám sát phức tạp hơn.
Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào giai đoạn sản xuất. Phòng thí nghiệm phát triển công thức silicon có thể ưu tiên tính linh hoạt và điều chỉnh quy trình chính xác, trong khi nhà sản xuất chất bịt kín công nghiệp có thể chú trọng hơn vào công suất mô-men xoắn liên tục, kiểm soát nhiệt, hiệu suất chân không, tự động hóa và độ ổn định cơ học lâu dài.
Một nhà sản xuất đáng tin cậy phải có khả năng kết nối các thông số kỹ thuật của thiết bị với các yêu cầu quy trình thực tế.
Người mua nên kiểm tra công suất làm việc, phạm vi độ nhớt thực tế, mô-men truyền động, loại máy khuấy, cấu hình máy cạo, phạm vi tốc độ, khả năng hút chân không, hiệu suất làm nóng và làm mát, vật liệu tiếp xúc, mức độ tự động hóa và các yêu cầu làm sạch.
Quan trọng hơn, nhà cung cấp phải có khả năng giải thích tại sao một cấu hình cụ thể lại phù hợp với vật liệu đó. Nếu nhà sản xuất chỉ cung cấp bình và động cơ tiêu chuẩn mà không thảo luận về độ nhớt, cỡ mẻ, tải chất rắn, thời gian trộn và hình dạng máy khuấy thì khả năng giải quyết các ứng dụng phức tạp có độ nhớt cao có thể bị hạn chế.
Khả năng kiểm tra là một cân nhắc quan trọng khác. Thử nghiệm thí điểm với công thức thực tế có thể tiết lộ liệu máy khuấy được chọn có tạo ra sự lưu thông đầy đủ hay không, liệu bột có phân tán đúng cách hay không, cần bao nhiêu mô-men xoắn và liệu nhiệt độ có duy trì trong phạm vi mong muốn hay không.
RUMI Technology là nhà cung cấp chuyên nghiệp tập trung vào các giải pháp và thiết bị hóa học, phục vụ khách hàng toàn cầu với các sản phẩm đáng tin cậy, kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và dịch vụ hiệu quả.
Kể từ khi ra mắt hệ thống định lượng có độ chính xác cao và thiết bị trộn hiệu suất cao tự phát triển đầu tiên vào năm 2018, RUMI Technology đã tập trung vào việc trở thành nhà cung cấp dịch vụ thiết bị hóa chất chuyên nghiệp. Sự phát triển của nó bao gồm hàng trăm lần lặp lại hoạt động R&D và thiết lập các khả năng kỹ thuật độc quyền được hỗ trợ bởi các bằng sáng chế phát minh.
RUMI đã phát triển các giải pháp tùy chỉnh cho các nhà sản xuất sơn và mực yêu cầu định lượng chính xác, các công ty nhựa và vật liệu mới yêu cầu pha trộn hiệu quả cao cũng như khách hàng trong ngành công nghiệp năng lượng và vật liệu tổng hợp mới. Kinh nghiệm định hướng quy trình này đặc biệt phù hợp khi thiết bị trộn tiêu chuẩn không thể đáp ứng đầy đủ các đặc tính nguyên liệu của khách hàng.
Hệ thống đảm bảo chất lượng của nó bao gồm thử nghiệm tại nhà máy 72 giờ và phản hồi sau bán hàng 24 giờ, được hỗ trợ bởi các chứng nhận ISO 9001 và CE. Những khả năng này cho phép RUMI tiếp cận thiết bị trộn không chỉ đơn giản như một máy độc lập mà còn là một phần của giải pháp xử lý nguyên liệu hoàn chỉnh.
Thiết bị trộn có độ nhớt cao phù hợp nhất không nhất thiết phải là máy có tốc độ cao nhất, động cơ lớn nhất hoặc công suất lớn nhất. Câu hỏi quan trọng là liệu thiết bị có thể duy trì cơ chế trộn cần thiết theo độ nhớt thực tế của vật liệu, cỡ mẻ, hàm lượng chất rắn, nhiệt độ và thời gian xử lý hay không.
Để phát triển công thức và sản xuất quy mô nhỏ, Máy trộn có độ nhớt cao nhỏ có thể cung cấp mô-men xoắn cần thiết và hiệu suất trộn đồng thời giảm yêu cầu về không gian và cải thiện tính linh hoạt của quy trình. Đối với sản xuất công nghiệp, một hệ thống tùy chỉnh lớn hơn có thể hợp lý khi khối lượng sản xuất, hoạt động liên tục, tự động hóa và kiểm soát nhiệt hoặc chân không trở nên khắt khe hơn.
Cuối cùng, nhà sản xuất máy trộn độ nhớt cao nhỏ phù hợp phải có khả năng chuyển các đặc tính vật liệu và yêu cầu quy trình thành cấu hình thiết bị thực tế. Điều đó có nghĩa là hiểu mô-men xoắn, hình dạng máy khuấy, sự tuần hoàn, độ phân tán, nhiệt độ, chân không, công suất và bảo trì như các yếu tố liên kết với nhau—không phải các thông số kỹ thuật riêng biệt. Cách tiếp cận dựa trên quy trình này mang lại cho người mua B2B cơ sở đáng tin cậy hơn nhiều để lựa chọn thiết bị có thể hoạt động ổn định từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho đến sản xuất ở quy mô công nghiệp.