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Al procesar materiales de viscosidad media a alta, es posible que un mezclador convencional de un solo eje no proporcione suficiente circulación o dispersión del material. A medida que aumenta la viscosidad, el material se vuelve menos móvil, lo que dificulta que todo el lote se mueva a través de la zona de mezcla. Al mismo tiempo, los polvos o aditivos pueden requerir un corte más fuerte para su dispersión, mientras que el material cercano a la pared del tanque puede moverse más lentamente y permanecer adherido a la superficie.
Un mezclador químico de triple eje aborda estos diferentes requisitos de proceso combinando mecanismos de mezcla accionados independientemente en un solo recipiente. En lugar de depender de un agitador para realizar cada tarea, la máquina puede usar un dispersor de alta velocidad para la dispersión, un agitador helicoidal o de tipo ancla para la circulación a granel y una hoja de ancla con raspador de pared para un contacto continuo con la pared. Esta configuración hace que los mezcladores de triple eje sean particularmente útiles para formulaciones químicas donde la viscosidad, la dispersión, la transferencia de calor y la uniformidad del material deben controlarse juntas.
El principio básico es utilizar tres agitadores accionados independientemente con diferentes funciones mecánicas. Cada eje se puede configurar de acuerdo con el proceso de formulación y producción en lugar de obligar a una sola paleta a manejar todas las operaciones de mezclado.
Un dispersor de alta velocidad crea turbulencias y cizallas localizadas más fuertes alrededor del disco dispersor. Es útil cuando es necesario incorporar pigmentos, cargas u otros componentes sólidos en una fase líquida o viscosa. Para tintas de impresión, por ejemplo, el dispersor puede soportar la humectación y dispersión del pigmento después de que los sólidos hayan entrado en la formulación.
Una pala helicoidal tiene una función diferente. En lugar de concentrarse principalmente en un alto cizallamiento localizado, ayuda a mover el material viscoso a través del recipiente y favorece la mezcla general. Esto se vuelve importante cuando la formulación tiene un flujo natural deficiente y el material alrededor del recipiente debe llevarse a la zona de mezcla principal.
Una hoja de anclaje con raspador de pared funciona con una intensidad de mezcla más baja mientras mantiene un contacto cercano con la pared del tanque. El raspador ayuda a eliminar el material de la pared y devolverlo a la mezcla a granel. Esto también puede mejorar el contacto entre el producto y la superficie del tanque con camisa cuando el calentamiento o enfriamiento es parte del proceso.
Los tres ejes se accionan de forma independiente, por lo que las condiciones de funcionamiento de un agitador no tienen por qué ser idénticas a las de los demás. Una formulación puede requerir una dispersión más fuerte durante una etapa y una mayor circulación en masa o raspado de la pared durante otra. Las unidades independientes brindan la flexibilidad de ajustar estas funciones por separado.
Esta es una de las principales razones por las que un mezclador de triple eje puede ser más adecuado que un sistema simple de agitador único para formulaciones viscosas difíciles.
La respuesta depende de la viscosidad del material, los requisitos de dispersión, las características de flujo y la sensibilidad a la temperatura. Los mezcladores de triple eje son particularmente relevantes para formulaciones donde la mezcla por sí sola no es suficiente.
La producción de tintas de impresión puede implicar pigmentos, aglutinantes, disolventes y aditivos que requieren tanto incorporación como dispersión. Un dispersor de alta velocidad puede proporcionar el cizallamiento localizado necesario para la dispersión del pigmento, mientras que un agitador helicoidal o de anclaje mantiene circulando la formulación más viscosa.
Para estas aplicaciones, una disposición de dispersor de alta velocidad + cuchilla helicoidal + raspador de anclaje puede proporcionar mecanismos separados para dispersión, movimiento a granel y raspado de paredes.
Los selladores y adhesivos a menudo resultan difíciles de mover a medida que aumenta la viscosidad. Un agitador convencional de alta velocidad puede crear una zona de mezcla fuerte pero no logra mover todo el lote de manera efectiva.
Un agitador helicoidal o de tipo ancla puede soportar la circulación masiva, mientras que el dispersor de alta velocidad se ocupa de los componentes que requieren un corte más fuerte. El raspador de pared ayuda a reducir la cantidad de material que queda contra la pared del vaso.
Para formulaciones que requieren un corte localizado más fuerte, se puede considerar una configuración que combine un dispersor de alta velocidad + rotor/estator + raspador de anclaje. El rotor/estator proporciona otro mecanismo para el procesamiento intensivo, mientras que el ancla y el raspador siguen siendo responsables del movimiento masivo y el contacto con la pared.
Los adhesivos termofusibles introducen otra consideración: la temperatura. El material a menudo debe permanecer dentro de una condición de procesamiento adecuada para mantener un flujo viable.
Un mezclador de triple eje con camisa puede proporcionar una superficie controlada para calentar o enfriar. El raspador de anclaje ayuda a mantener el contacto entre el material y la pared del tanque, mientras que los demás agitadores realizan sus respectivas funciones de mezclado.
El diseño real de la chaqueta y las condiciones operativas deben determinarse a partir de la formulación y los requisitos térmicos en lugar de seleccionarse únicamente a partir del tamaño del mezclador.
La suspensión de medios magnéticos puede requerir una dispersión cuidadosa de las partículas sólidas dentro de un sistema portador viscoso. Aquí cobra especial importancia la selección del equipo de dispersión.
Un dispersor de alta velocidad puede proporcionar el cizallamiento localizado necesario, mientras que el ancla o el agitador helicoidal apoyan la circulación general del lote. Si la formulación requiere una homogeneización más intensiva, una configuración de dispersor de alta velocidad + rotor/estator + raspador de anclaje puede ofrecer una disposición de procesamiento más adecuada.
Las formulaciones para el cuidado personal y bucal pueden tener un comportamiento reológico significativamente diferente al de los líquidos convencionales de baja viscosidad. Las cremas, lociones y pastas de dientes requieren un movimiento de volumen controlado, la incorporación de ingredientes y, según la formulación, la homogeneización.
La configuración adecuada depende de si el desafío principal es la mezcla en masa, la dispersión o una homogeneización más intensiva. Esta es la razón por la que se debe seleccionar un mezclador de triple eje según la formulación en lugar de clasificarlo simplemente como mezclador de uso general.
La ventaja clave no es simplemente tener tres ejes. Es la capacidad de asignar diferentes funciones mecánicas a diferentes agitadores.
Para una formulación de alta viscosidad, el proceso puede requerir simultáneamente:
Dispersión de alta velocidad para polvos, pigmentos o aditivos.
Circulación masiva para mover el material viscoso a través del recipiente.
Raspado de paredes para evitar que quede material contra la superficie del tanque.
Homogeneización donde se requiere un mecanismo de mezcla más intensivo.
Control de temperatura cuando el material debe calentarse o enfriarse durante el procesamiento.
Intentar realizar todas estas tareas con un solo agitador puede generar compromisos. Un sistema de triple eje separa las funciones y permite al ingeniero de procesos configurar el equipo en torno a la formulación real.
El control del variador de frecuencia (VFD) respalda aún más este enfoque. En lugar de tratar la velocidad de mezclado como una especificación fija de la máquina, el operador puede ajustar la velocidad del eje de acuerdo con la etapa de procesamiento y la acción de mezclado requerida.
Por lo tanto, se puede utilizar un dispersor de alta velocidad para una etapa de dispersión, mientras que el ancla o el agitador helicoidal mantienen el movimiento del volumen. La secuencia operativa exacta depende de la formulación y el diseño del proceso.
Para los compradores industriales, el fabricante debe ser evaluado por su capacidad de ingeniería y no sólo por el precio del equipo.
Primero, examine si el fabricante puede diseñar la configuración del agitador en función del material. Un proveedor debería poder explicar por qué una formulación necesita un dispersor de alta velocidad, una paleta helicoidal, un raspador de anclaje, un rotor/estator o una combinación de estos mecanismos.
En segundo lugar, confirmar la disponibilidad de tres agitadores accionados de forma independiente. El control de accionamiento independiente es importante porque el corte y la circulación requeridos no son necesariamente los mismos durante todo el proceso.
En tercer lugar, analice la viscosidad del material, el tamaño del lote, los requisitos de corte y el control de temperatura antes de seleccionar el equipo. Un fabricante creíble debería utilizar estos factores para determinar el tanque, los agitadores y la disposición del accionamiento en lugar de simplemente recomendar un modelo estándar.
Lo mismo se aplica al funcionamiento en vacío y con gas inerte. Puede ser necesario vacío cuando el proceso necesita desaireación controlada, mientras que la protección con gas inerte puede ser relevante cuando la formulación o el proceso requiere una atmósfera controlada. Por lo tanto, el sistema de sellado y el diseño del recipiente deben considerarse junto con las condiciones operativas previstas.
El material mojado es otro factor de selección importante. Tanto el acero inoxidable SUS304 como el 316L se pueden utilizar para equipos químicos, pero la elección adecuada depende de la compatibilidad química de la formulación, las condiciones del proceso y los requisitos de limpieza.
El fabricante debe evaluar los materiales de contacto reales y el entorno químico en lugar de seleccionar el acero inoxidable basándose únicamente en el precio.
RUMI Technology es un proveedor profesional centrado en equipos y soluciones químicos, que presta servicios a clientes globales con productos, control de calidad y servicio técnico diseñados para una cooperación industrial a largo plazo.
Desde el lanzamiento de su primer sistema de dosificación de alta precisión y equipo de mezcla de alta eficiencia de desarrollo propio en 2018, RUMI Technology ha desarrollado su posición como proveedor de servicios de equipos de química fina. Su desarrollo se ha centrado en los requisitos de mezcla y dosificación de pinturas, tintas, resinas, nuevos materiales, nuevas energías y compuestos.
Para aplicaciones de mezcla de triple eje, este enfoque orientado al proceso es importante porque la configuración correcta del equipo depende de la relación entre el comportamiento del material y los requisitos de producción. RUMI puede configurar diferentes combinaciones de dispersores de alta velocidad, palas helicoidales, palas de anclaje con raspadores y sistemas rotor/estator según el proceso previsto.
Su equipo también se puede configurar con agitadores accionados independientemente, control de velocidad VFD, calentamiento o enfriamiento de camisas, operación con vacío o gas inerte y materiales de contacto SUS304 o 316L según los requisitos de la aplicación.
RUMI ha establecido un sistema de garantía de calidad que incluye pruebas de fábrica las 72 horas y una respuesta posventa las 24 horas, y la empresa cuenta con las certificaciones ISO9001 y CE.
Por lo tanto, para los compradores que evalúan los fabricantes de mezcladores de triple eje de Chemical, la pregunta importante no es simplemente: "¿Cuánto cuesta el mezclador?" Una pregunta más útil es si el fabricante puede traducir la viscosidad del material, los requisitos de dispersión, la demanda de corte, el control de la temperatura, los requisitos de la atmósfera y la compatibilidad del material en una configuración de equipo viable.
Un mezclador de triple eje bien diseñado es, en última instancia, una solución de proceso. Su valor proviene de la combinación coordinada de cuchillas, accionamientos independientes, corte, raspado de paredes, control de velocidad, calentamiento o enfriamiento, protección al vacío o gas inerte y compatibilidad de materiales alrededor de la formulación que se produce.
Eso es lo que hace que la tecnología sea relevante en la fabricación de productos químicos, tintas, adhesivos, selladores, lodos magnéticos y productos de cuidado personal, y lo que separa a un verdadero fabricante de ingeniería de un proveedor que ofrece solo un recipiente de mezcla estándar.
