Karıştırma Tankı Tasarım Kılavuzu: Boyutlandırma, Karıştırıcılar, Ceketler, Hijyen Detayları

Bir süt ürünleri işleyicisi bir keresinde 3.000 L'lik bir karıştırma tankı sipariş etmiş, onu 2.600 L'ye doldurmuş ve yine de süt tozunun çözünmesi için 25 dakika beklemişti. Tank çok küçük değildi. Karıştırıcı öyleydi. Tek bir pervane, hiçbir bölme olmadan sabit hızlı bir tahrik üzerinde tabandan 900 mm yukarıda oturuyordu, böylece toz aşağı çekilip ıslanmak yerine yavaş bir yüzey girdabında hareket ediyordu.

Bu vaka disiplini özetliyor: karıştırma tankı tasarımı öncelikle bir akışkan problemi, ikinci olarak da bir imalat problemidir. Aynı kabuklara sahip iki kap, pervane tipi, bölme seti, dolum seviyesi ve ceket yüzeyi değiştiğinde tamamen farklı davranabilir. Kararları aşağıdaki sırayla uygulayın; çoğu sürpriz, çizimler yayınlanmadan önce ortadan kaybolur.

Herkes Tankı Çekmeden Görevi Onarın

İşlem verilerini geometriden önce yazın. Aşağıdaki beş öğe en sık atlananlardır ve bundan sonraki her şeye onlar karar verir.

İlk önce kilitlemeye değer sayılar

• Soğukta 200 cP değeri okunan bir ürün 60 °C'de 20 cP'ye düşebileceğinden ortam sıcaklığında değil proses sıcaklığında viskozite.
• Kayma veya düz akışa ihtiyacınız olup olmadığına karar veren katı madde içeriği, parçacık boyutu ve toz ile sıvı arasındaki yoğunluk boşluğu.
• Minimum ve maksimum parti hacmi, çünkü 5.000 L'lik bir tank 1.000 L'de sıklıkla kötü şekilde karışır.
• Harmanlama süresi ve homojenlik hedefi, örneğin 10 dakika içinde � homojenlik.
• Isınma veya soğuma hızı artı temizleme yöntemi, çünkü her ikisi de iç kısımları değiştirir.

Aynı zamanda kesin olmaya da yardımcı olur Bir karıştırma tankı aslında ne yapar? : Kabuk ürünü depolarken pervane, bölmeler ve alt şekil işi yapan akış düzenini oluşturur. Yalnızca hacmi belirtilen bir tank, bir karıştırıcı değil, bir kaptır.

Boyutlandırma: Hacim, Doldurma Seviyesi ve Üst Boşluk

Toplam hacim ve çalışma hacmi farklı sayılardır ve bunların karıştırılması en yaygın boyutlandırma hatasıdır. Çalkalanmış bir kap normalde Toplam hacminin p-80'i , kalan alan köpük, sıçrama ve püskürtme topu için ayrılmıştır.

Tablodan iki pratik kural çıkmaktadır. Sıvı yüksekliği çapının kabaca 1,5 katından fazla olan bir kap genellikle bir şaft üzerinde iki pervaneye ihtiyaç duyar ve sürekli olarak çalışma hacminin @'ının altında çalışan bir tank, daha küçük bir kap veya yandan girişli bir karıştırıcı için adaydır.

İç Parçalar ve Alt Geometri

İç parçaların çizim aşamasında eklenmesi ucuzdur ve tank boruları takıldıktan sonra yeniden donatılması pahalıdır.

• Çıkıştan kaydırılmış 90 derecelik dört saptırma plakası, düşük viskoziteli işler için varsayılan olarak kalır; dönmeyi yukarıdan aşağıya dönüşe dönüştürürler.
• Kısa konili bombeli bir taban, düz bir tabana göre daha iyi drenaj sağlar ve partiler arasında daha az topuk bırakır.
• Ürünü hapseden yükseltilmiş bir daldırma borusu yerine, en alçak noktada, tamamen boşaltılan bir çıkış kullanın.
• Üstten girişli montaj yaklaşık 1 ila 30 m³ arası tanklara uygundur, yandan girişli karıştırıcılar ise şaft uzunluğunun kullanışsız olduğu yüksek tanklarda yerini alır.

Sensör cepleri, numune valfleri ve yedek nozullar şimdi çizilmelidir. Daha sonra eklenen her biri, başka bir kaynak, başka bir cila ve başka bir temizlik kontrolü anlamına gelir.

Pervaneyi Sıvıyla Eşleştirme

Temel soru, sürecin akışa mı yoksa kaymaya mı ihtiyacı olduğudur. Düşük viskoziteli sıvılar toplu devire ihtiyaç duyar, yüksek viskoziteli ürünler duvarla temasa ihtiyaç duyar ve karışmayan sıvılar veya ıslanması zor tozlar bıçak ucunda kesmeye ihtiyaç duyar.

• Yaklaşık 100 cP'nin altında: beygir gücü yerine pompalama hızına göre boyutlandırılmış hidrofoil veya eğimli kanatlı çarklar.
• 100–5.000 cP: daha büyük çap/tank oranına sahip, genellikle iki aşamalı, eğimli kanatlı türbinler.
• 5.000 cP'nin üzerinde: duvara yakın uzanan ankrajlar, kapılar veya sarmal şeritler, aynı zamanda ceket ısı transferini de artırır.
• Emülsiyon ve dispersiyon görevi: bazen vakum altında çalışan rotor-stator kafaları.

Basit, düşük viskoziteli bir harmanlama için, tasarruf edilen bütçenin bölmelere ve doğru boyuttaki bir dişli kutusuna aktarılmasıyla, tek duvarlı çalkalanmış bir kap genellikle en ekonomik çözümdür. 500 L ila 5.000 L arası SS304 karıştırma tankı, karıştırıcı sıvıyla eşleştirildiğinde çok çeşitli içecek, sos ve hafif kimyasal partilerini kapsar.

500L–5000L SS304 Deterjanlar için Tek Katlı Karıştırma Tankı Düşük viskoziteli deterjan, içecek ve hafif kimyasal partileri için özelleştirilebilir kürek veya çapalı çalkalama ve 500-5.000 L kapasiteye sahip paslanmaz çelik karıştırma tankı. Ürünü Görüntüle →

Proses gerçekten yüksek kesmeye ihtiyaç duyduğunda

Rotor-statör kafaları yaklaşık 15-25 m/s'lik uç hızlarında döner ve damlacıkları veya topakları 2-50 µm aralığına azaltır; bu nedenle toplu karıştırma yerine emülsiyonlar, zamklar ve pigment dispersiyonları için tercih edilirler. Bunlar zayıf akışın çaresi değildir: Dengesiz bir tankın içindeki yüksek kesme kuvvetine sahip bir kafa hala köşelerde ölü bölgeler bırakmaktadır.

Rotor-Stator Sistemli 3000 RPM Yüksek Kesme Emülsiyon Tankı Stabil emülsiyonlar, kremler ve partikül azaltımı için SS316L temas parçalarına sahip ve 3.000 RPM'ye varan hızlara sahip yüksek kesmeli rotor-stator homojenleştirici. Ürünü Görüntüle →

Isı Transferi: Ceketler, Bobinler ve Sıcaklık Yaklaşımı

Ürünün ısıtılması veya soğutulması gerekiyorsa, ceket alanı genellikle sınırlayıcı faktördür çünkü bir kontrol döngüsü yalnızca oluşturduğunuz yüzey alanıyla çalışabilir. Çukur ceketler yaklaşık 20 m³'e kadar olan tanklar için olağan seçimdir, yarım borulu serpantinler daha yüksek basınçlara dayanır ve dahili serpantinler temizleme erişimi pahasına alan ekler.

• Medyayı eşleştirin: hızlı ısınma için buhar, hassas çalışma için sıcak su, ortamın altında soğutma için glikol.
• 10 °C'lik bir yaklaşım, 40 °C'lik bir yaklaşımdan çok daha fazla alana ihtiyaç duyduğundan sıcaklık yaklaşımını kontrol edin.
• Yoğuşmayı azaltmak ve parti sıcaklığını dengelemek için kabuğu ve ceketi yalıtın.

Çukur ceketli ve değişken hızlı bir karıştırıcıya sahip ceketli bir kap, hem karışımı hem de sıcaklık rampasını tek bir ünitede yönetir, bu da kaplar arasındaki aktarım adımını ve bununla birlikte gelen temizliği ortadan kaldırır.

Düzgün Isıtma için 1000L Çukur Ceketli Termal Karıştırma Kabı Şuruplar ve kimyasal reçineler için çukur ceketli kap, PLC sıcaklık kontrolü, PT100 sensörleri ve ısıtma sırasında sıcak noktaları azaltmak için taş yünü izolasyonu kullanıyor. Ürünü Görüntüle →

Malzemeler, Kaplama ve Temizlenebilirlik

Sınıf seçiminde alışkanlık değil, ürün ve temizlik kimyasalları dikkate alınır. SS304 çoğu süt ürünleri, içecek ve hafif kimyasal görevlerini kapsarken, SS316L klorüre maruz kalma, asidik ürünler, yüksek saflıkta çalışma ve daha uzun hizmet ömrü için daha güvenli bir seçimdir.

• Kabaca Ra 0,4–0,8 µm'lik iç yüzey çoğu sıhhi görevlere uygundur; farmasötik işler sıklıkla ayna cilalamayı gerektirir.
• Ürünün birikmemesi için alt kısmı çıkışa doğru eğin ve iç köşeleri yarıçaplayın.
• Üst kabuk ve üst başlığın alt tarafı da dahil olmak üzere, tüm çalışma hacmi boyunca püskürtme topu kapsamını doğrulayın.
• Tekrarlanan kontaminasyon bulgularının yaygın bir kaynağı olduğundan, alet püskürtme uçlarındaki ölü bacakları ortadan kaldırın.

Tahrik, Contalar ve Kontrol

RPM'yi değil, torku ve akışı belirtin. Dişli kutusunun, hesaplanan karıştırma torkuna karşı en az 1,5'lik bir servis faktörü taşıması gerekir, çünkü yerleşik bir viskoz partideki başlatma torku, çalışma rakamının birkaç katı olabilir. Sızdırmazlık için, hijyenik bir mekanik conta veya yıkanabilir dudaklı conta, yağlayıcıyı üründen uzak tutar.

• Değişken frekanslı tahrik, bir tankın birden fazla tarife hizmet vermesine olanak tanır ve kesmeye duyarlı ürünlerin aşırı yırtılmasını önler.
• Yük hücreleri, bir PT100 probu ve bir iletkenlik veya pH sensörü, kabı izlenen bir proses adımına dönüştürür.
• Veri günlüğüne sahip bir PLC üzerindeki reçete kontrolü, parti kayıtlarını ve temizlik doğrulamasını basitleştirir.

Başlangıçtan Sonra Ortaya Çıkan Altı Hata

1. Toplam hacme göre boyutlandırma, ardından yarım partinin neden hiç karışmadığını merak etme.
2. Düşük viskoziteli bir üründe saptırma plakalarının çıkarılması, böylece bir yüzey girdabı oluşur ve tozlar yüzer.
3. Pervanenin alttan çok yükseğe monte edilmesi, hiçbir zaman kalkmayan bir tortu tabakasının oluşmasına neden olur.
4. Ceket bölgesinin boyutunun küçültülmesi, ardından daha büyük bir kontrol vanasıyla düzeltilmeye çalışılması.
5. Üst kafa ve nozullar için CIP kapsamının göz ardı edilmesi.
6. Daha sonra soğuk, viskoz bir partide motorun aşırı yüklenmesi olarak ortaya çıkan tork ve akış yerine RPM üzerinden satın alma.

İmalat Öncesi Onaylanması Gereken Bir Kontrol Listesi

• Görev verileri: viskozite eğrisi, katı maddeler, parti aralığı, karışım süresi hedefi.
• Geometri: çalışma hacmi, sıvı yükseklik oranı, bölme boyutu ve sayısı, pervane tipi, çap ve dipten uzak mesafe.
• Isı transferi: ceket tipi, yüzey alanı, ortam, sıcaklık yaklaşımı, yalıtım.
• Malzemeler ve kaplama: kalite, yüzey pürüzlülüğü, kaynak işlemi, drenaj eğimi.
• Tahrik ve contalar: tork, servis faktörü, conta tipi, VFD aralığı.
• Aletler ve temizlik: sensör nozulları, püskürtme cihazları, kontrol felsefesi.

İyi bir karıştırma tankı tasarımı çoğunlukla bir düzen meselesidir: görevi sabitleyin, geometriyi boyutlandırın, akışkan için pervaneyi seçin, ardından ceketi onaylayın, bitirin ve tahrikin sürecin gerektirdiğini sunabilmesini sağlayın. Bu dört adımı doğru uyguladığınızda 1.000 L'lik bir kap, 600 L'de, 60 °C'de ve onuncu temizleme döngüsünde tam olarak tahmin edildiği gibi davranacaktır.

YME Equipment Co., Ltd, süt ürünleri, içecek, bira yapımı, biyoteknoloji ve kimya işleri için sıhhi tek duvarlı, ceketli, yüksek kesmeli ve vakumlu karıştırma kapları üretmektedir. Görev verileriniz ve parti aralığınız varsa, onları mühendislik ekibine gönder ve çizimler dondurulmadan önce karıştırıcıyı ve ceketi rakamlara göre kontrol ettirin.