High-shear mixer
ઉચ્ચ શીયર મિશ્રણ એક તબક્કા અથવા ઘટક (પ્રવાહી, ઘન, ગેસ) ને મુખ્ય સતત તબક્કા (પ્રવાહી) માં ફેલાવે છે અથવા પરિવહન કરે છે, જેની સાથે તે સામાન્ય રીતે અમિશ્રણીય હોય છે. રોટર અથવા ઇમ્પેલર, સ્ટેટર તરીકે ઓળખાતા સ્થિર ઘટક સાથે, અથવા રોટર અને સ્ટેટરની શ્રેણીનો ઉપયોગ કાં તો મિશ્રિત કરવા માટેના દ્રાવણ ધરાવતી ટાંકીમાં અથવા પાઇપમાં થાય છે, જેમાંથી દ્રાવણ પસાર થાય છે, શીયર બનાવવા માટે થાય છે. ઉચ્ચ-શીયર મિશ્રણનો ઉપયોગ પ્રવાહી મિશ્રણ, સસ્પેન્શન, લ્યોસોલ્સ (પ્રવાહીમાં વિખેરાયેલા ગેસ) અને દાણાદાર ઉત્પાદનો બનાવવા માટે થઈ શકે છે. તેનો ઉપયોગ એડહેસિવ્સ, કેમિકલ, કોસ્મેટિક, ફૂડ, ફાર્માસ્યુટિકલ અને પ્લાસ્ટિક ઉદ્યોગોમાં પ્રવાહી મિશ્રણ, એકરૂપકરણ, કણોના કદમાં ઘટાડો અને વિખેરણ માટે થાય છે. કાર્યના સિદ્ધાંતો જ્યારે પ્રવાહીનો એક વિસ્તાર નજીકના વિસ્તારની તુલનામાં અલગ વેગ સાથે પ્રવાસ કરે છે ત્યારે પ્રવાહી શીયરમાંથી પસાર થાય છે. હાઇ-શીયર મિકસર ફરતા ઇમ્પેલર અથવા હાઇ-સ્પીડ રોટરનો ઉપયોગ કરે છે, અથવા આવા ઇમ્પેલર્સ અથવા ઇનલાઇન રોટર્સની શ્રેણી, જે સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા સંચાલિત હોય છે, પ્રવાહીને "કામ" કરવા માટે, પ્રવાહ અને શીયર બનાવે છે. ટોચનો વેગ, અથવા રોટરના બહારના વ્યાસ પર પ્રવાહીની ઝડપ, રોટરના કેન્દ્રમાં વેગ કરતા વધારે હશે, અને તે આ વેગ તફાવત છે જે શીયર બનાવે છે. સ્થિર ઘટકનો ઉપયોગ રોટર સાથે સંયોજનમાં થઈ શકે છે, અને તેને સ્ટેટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સ્ટેટર રોટર અને પોતાની વચ્ચે ક્લોઝ-ક્લિયરન્સ ગેપ બનાવે છે અને રોટરમાંથી બહાર નીકળતા જ સામગ્રી માટે અત્યંત ઉચ્ચ-શીયર ઝોન બનાવે છે. સંયુક્ત રોટર અને સ્ટેટરને ઘણીવાર મિક્સિંગ હેડ અથવા જનરેટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મોટા ઉચ્ચ-શીયર રોટર-સ્ટેટર મિશ્રણમાં સંખ્યાબંધ જનરેટર હોઈ શકે છે. મુખ્ય ડિઝાઇન પરિબળોમાં રોટરનો વ્યાસ અને તેની પરિભ્રમણ ઝડપ, રોટર અને સ્ટેટર વચ્ચેનું અંતર, મિશ્રણમાં સમય અને શ્રેણીમાં જનરેટરની સંખ્યાનો સમાવેશ થાય છે. ચલમાં દાંતની હરોળની સંખ્યા, તેમનો કોણ અને દાંત વચ્ચેના મુખની પહોળાઈનો સમાવેશ થાય છે. બેચના ઉચ્ચ-શીયર મિક્સર્સ બેચના ઉચ્ચ-શીયર મિક્સર્સમાં, મિશ્રિત કરવાના ઘટકો (ભલે તે મિશ્રણ ન કરી શકાય તેવા પ્રવાહી હોય કે પ્રવાહીમાં પાવડર) ટોચ પરથી મિશ્રણ ટાંકીમાં ખવડાવવામાં આવે છે જેમાં ટાંકીના તળિયે ફરતા શાફ્ટ પર મિશ્રણ હોય છે. એક બેચ ઉચ્ચ-શીયર મિશ્રણ સમાન પાવર રેટિંગના ઇનલાઇન રોટર-સ્ટેટર મિશ્રણ કરતા લગભગ બમણી ઝડપે સામગ્રીના આપેલ જથ્થા પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે; આવા મિશ્રણકારોનો ઉપયોગ ચાલુ રહે છે જ્યાં જથ્થા દ્વારા ઝડપી પ્રક્રિયા એ મુખ્ય જરૂરિયાત છે, અને જગ્યા મર્યાદિત નથી. ચીકણા દ્રાવણનું મિશ્રણ કરતી વખતે, કેટલાક ઉત્પાદનો ટાંકીમાં છોડી શકાય છે, જેના કારણે તેને સાફ કરવાની જરૂર પડે છે. જો કે, બેચ હાઇ-શીયર મિક્સર્સની ડિઝાઇન છે જે ઓપરેટિંગ રનના ભાગ રૂપે ટાંકીને સાફ કરે છે. કેટલાક હાઇ-શીયર મિક્સર્સની રચના સૂકવવા માટે કરવામાં આવી છે, જે ટાંકીમાં જરૂરી સફાઈની માત્રાને મર્યાદિત કરે છે. ઇનલાઇન હાઇ-શીયર મિક્સર્સ ઇનલાઇન હાઇ-શીયર રોટર-સ્ટેટર મિક્સર્સમાં, રોટર-સ્ટેટર એરે એક છેડે ઇનલેટ અને બીજા છેડે આઉટલેટ સાથે રહેઠાણમાં સમાયેલ હોય છે, અને રોટર સીલ દ્વારા સંચાલિત હોય છે. મિશ્રિત કરવાના ઘટકો સતત પ્રવાહમાં જનરેટર એરે દ્વારા દોરવામાં આવે છે, જેમાં સમગ્ર કેન્દ્રત્યાગી પંપીંગ ઉપકરણ તરીકે કામ કરે છે. ઇનલાઇન હાઇ-શીયર મિક્સર્સ વધુ નિયંત્રિત મિશ્રણ વાતાવરણ પ્રદાન કરે છે, ઓછી જગ્યા લે છે અને સતત પ્રક્રિયાના ભાગ રૂપે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઇનલાઇન હાઇ-શીયર મિશ્રણમાંથી ઉત્પાદનને એકથી વધુ વખત પસાર કરીને સંતુલન મિશ્રણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ઇનલાઇન પાવડર ઇન્ડક્શન પાવડર ઇન્ડક્શન માટે સજ્જ ઇનલાઇન રોટર-સ્ટેટર મિકસર વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ કદના બહુવિધ મિશ્રણ જહાજોને સેવા આપવા માટે લવચીકતા, ક્ષમતા અને પોર્ટેબિલિટી પ્રદાન કરે છે. તેની સીધી કામગીરી અને સગવડ સામગ્રીના સંચાલનને સરળ બનાવતી વખતે સાધનોની ઉપયોગિતાને વધુ મહત્તમ બનાવે છે. જ્યારે વેક્યૂમ પંપ અને હોપર સાથે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઇનલાઇન શીયર મિકસર પ્રવાહી પ્રવાહોમાં પાવડરનો સમાવેશ કરવાની ખૂબ જ અસરકારક રીત હોઈ શકે છે. અન્યથા ઉચ્ચ-શીયર પાવડર ઇન્ડક્ટર્સ તરીકે ઓળખાય છે, આ સિસ્ટમોને મેઝેનાઇન્સ પર ભારે બેગ સાથે કામ કરવાને બદલે ફ્લોર લેવલ પર પ્રક્રિયા રાખવાનો ફાયદો છે. હાઇ-શીયર પાવડર ઇન્ડક્શન સિસ્ટમ્સ બહુવિધ ટાંકીઓ સાથે સરળ વિનિમયક્ષમતા પણ પ્રદાન કરે છે. ઉચ્ચ શીયર ગ્રાન્યુલેટર ઉચ્ચ શીયર ગ્રાન્યુલેટર એ એક પ્રક્રિયા શ્રેણી છે જેમાં ઇનલાઇન અથવા બેચ ઉચ્ચ શીયર મિકસર અને પ્રવાહી-બેડ ડ્રાયરનો સમાવેશ થાય છે. દાણાદાર પ્રક્રિયામાં, મિશ્રણનો માત્ર નક્કર ઘટક જરૂરી છે. પ્રવાહીનો ઉપયોગ માત્ર પ્રક્રિયામાં સહાયક તરીકે થાય છે. ઉચ્ચ શીયર મિશ્રણકર્તા નક્કર સામગ્રીને ઇચ્છિત કણોના કદ સુધી પ્રક્રિયા કરે છે, અને પછી મિશ્રણને સૂકવણી પથારીમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે જ્યાં દાણાદાર ઉત્પાદનને છોડીને પ્રવાહી દૂર કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રા-હાઈ-શીયર ઇનલાઇન મિક્સર્સ અલ્ટ્રા-હાઈ-શીયર ઇનલાઇન મિક્સર્સમાં, હાઈ-શીયર મિશ્રણ રોટર-સ્ટેટર એરેમાંથી એક અથવા બહુવિધ પાસમાં થાય છે. મિશ્રણકર્તાની રચના પ્રમાણભૂત ઇનલાઇન રોટર-સ્ટેટર મિશ્રણકર્તાની સરખામણીમાં ઉત્પાદનને વધુ કાપવા અને મોટી સંખ્યામાં કાપવાની ઘટનાઓને આધિન કરવા માટે કરવામાં આવી છે, જે અપવાદરૂપે સાંકડા કણ-કદના વિતરણનું ઉત્પાદન કરે છે. અલ્ટ્રા-હાઈ-શીયર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને સબ-માઇક્રોમીટર કણોનું કદ શક્ય છે. આ હાંસલ કરવા માટે, મશીન ચોકસાઇ-મશીન છિદ્રો અથવા સ્લોટ સાથે સ્ટેટરથી સજ્જ છે, જેના દ્વારા ઉત્પાદનને રોટર દ્વારા દબાણ કરવામાં આવે છે. રોટર-સ્ટેટર એરેમાં એવી પદ્ધતિનો પણ સમાવેશ થઈ શકે છે જેમાં પ્રવાહની ગતિમાં ફેરફાર થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે તેને સ્ટેટર દ્વારા બાજુની બાજુએ દબાણ કરીને), જે એક જ પાસમાં વધુ પ્રક્રિયા માટે પરવાનગી આપે છે. સંતુલન મિશ્રણ ઉચ્ચ-શીયર મિક્સર્સનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં એવા ઘટકોના પ્રમાણભૂત મિશ્રણનું ઉત્પાદન કરવા માટે થાય છે જે કુદરતી રીતે ભળતા નથી. જ્યારે કુલ પ્રવાહી બે કે તેથી વધુ પ્રવાહીથી બનેલું હોય, ત્યારે અંતિમ પરિણામ પ્રવાહી મિશ્રણ હોય છે; જ્યારે ઘન અને પ્રવાહીથી બનેલું હોય, ત્યારે તેને સસ્પેન્શન કહેવામાં આવે છે અને જ્યારે વાયુ પ્રવાહીમાં વિખેરાય છે, ત્યારે પરિણામ લાયસોલ હોય છે. ઇનપુટ ઊર્જાની માત્રાના આધારે દરેક વર્ગ એકરૂપ થઈ શકે છે અથવા ન પણ હોઈ શકે. પ્રમાણભૂત મિશ્રણ પ્રાપ્ત કરવા માટે, સંતુલન મિશ્રણની તકનીકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. એક લક્ષ્ય લાક્ષણિકતા ઓળખવામાં આવે છે, જેમ કે એકવાર મિશ્ર ઉત્પાદન તે લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરી લે, તે પછી તે નોંધપાત્ર રીતે બદલાશે નહીં, પછી ભલે તે ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા ગમે તેટલી લાંબી હોય. વિખેરણ માટે, આ સંતુલન કણનું કદ છે. પ્રવાહી મિશ્રણ માટે, તે સંતુલન ટીપુંનું કદ છે. સંતુલન મિશ્રણ હાંસલ કરવા માટે જરૂરી મિશ્રણની માત્રા ટાંકીના ટર્નઓવરમાં માપવામાં આવે છે-સામગ્રીનું કદ ઉચ્ચ શીયર ઝોનમાંથી કેટલી વાર પસાર થવું જોઈએ. ઉચ્ચ-શીયર મિશ્રણ તકનીકનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-શીયર મિક્સર્સનો ઉપયોગ સમગ્ર રાસાયણિક પ્રક્રિયા ઉદ્યોગોમાં થાય છે, જ્યાં પણ કુદરતી રીતે ભળતા ન હોય તેવા ઘટકોના પ્રમાણિત મિશ્રણનું ઉત્પાદન કરવું જરૂરી છે. તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સસ્પેન્શનની તૈયારી અને દાણાદાર ઉત્પાદનો કાગળનું ઉત્પાદન, કાગળના પલ્પનું વિરંજન અને તૈયારી ખોરાકની તૈયારી, મસાલાઓ માટે પ્રવાહી મિશ્રણ, ચટણીઓ અને ડ્રેસિંગ્સ સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને પ્રસાધનોના ઉત્પાદન, રંગદ્રવ્યને રેઝિન અને દ્રાવક મિશ્રણમાં ફેલાવવા માટે, સામાન્ય રીતે વિમાન, પેકેજિંગ અને વ્યાપારી પરિવહન વાહનો સહિત ઔદ્યોગિક કોટિંગ્સ સાથે કાર પેઇન્ટમાં વપરાય છે. ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા મિશ્રણ સંદર્ભ પ્રયોગશાળાના સાધનો પણ જુઓ.