120 sekund nasproti 30 minutam: zakaj centrifugalna sila naredi planetarne mešalnike tako veliko hitrejše

Nekateri materiali potrebujejo pol ure za mešanje.
Drugi pa le štirideset sekund.
Enaka viskoznost, ista družina formulacij – razlika ni v recepturi.
Razlika je v napravi in natančneje v fiziki, s katero naprava uporablja silo.

Če ste kdaj opazili, kako se mešalnik z impelerjem borí z gostim testom, ste videli težavo: loputica se vrti, a material v sredini skorajda ne premakne.
Sila strižnega napetja nastane ob robu loputice in hitro upada z razdaljo.
Gostejši je material, krajši je dosežek loputice – zato naprava kompenzira z daljšim vrtanjem, segrevanjem mešanice in porabo časa na proizvodni površini.

Delovni način: porazdelitev sile, ne hitrosti

Planetarni centrifugalni mešalnik deluje po popolnoma drugačnem načelu.
Namesto da material potiska z mešalno lopatico, vrti celotno mešanico.
Nosilec za posodice se vrti okoli sredinske osi naprave s hitro vrtenjem, hkrati pa se vsaka posodica vrti tudi okoli svoje lastne osi.

• Vrtitev ustvarja centrifugalno silo.
  Ta sila deluje hkrati na vsako delce v mešanici in s tem stiska material ter ga potiska navzven in navzdol.
  Ni nobenega »središča posodice«, ki bi izognilo mešanju – celoten prostorninski volumen je hkrati pod obremenitvijo.
• Vrtenje ustvarja strižno silo.
  Lastna vrtenja vsake posodice ustvarjajo strižno silo ob steni posodice ter vrtinasto pretok znotraj mešanice, kar razpršuje aglomerate, medtem ko mešanica nadaljuje z vrtenjem.
• Izpuščanje zraka pod vakuumom poteka vzporedno.
  Izbirni vakuumski sistem odstrani mehurčke med istim ciklom, zato mešanje in odzračevanje ne potekata kot dve ločeni operaciji.

Rezultat je trodimenzionalno tokovno polje, v katerem se vsak gram materiala udeleži vsake vrtenja.
Zato planetarni centrifugalni mešalnik razprši viskozno pasto v desetih sekundah do nekaj minut — delo, ki ga mešalnik z lopaticami opravi v pol ure ali več.

Kaj hitrejše mešanje resnično prinese

Hitrost ni dejanska nagrada.
Nagrada je to, kar hitrost omogoča:

• Višji pretok na eno napravo.
  Če skrajšate ciklus mešanja in odzračevanja z 30 minut na 3 minute, lahko ena naprava proizvede večkrat več serij na izmeno — pogosto celo izognejo nakupu druge naprave.
• Nižji vnos toplote.
  Krajši čas obdelave pomeni manj trenja in s tem manj toplote.
  Pri toplotno občutljivih materialih to lahko pomeni razliko med uporabno in pokvarjeno serijo.
• Manj časa operaterja in manj napak.
  Ker so parametri receptov shranjeni in jih je mogoče digitalno povrniti, se serije vedno izvajajo enako, operaterji pa so prosti za druga opravila.

Dvojna skodelica še enkrat podvoji produktivnost: dve skodelici delujeta v istem ciklu, zato lahko razvojne ekipe preizkušajo dve formulaciji – ali proizvodne linije izvedejo dve seriji – v času, ki ga enoskodelična naprava potrebuje za eno serijo.

Pogosto zastavljena vprašanja

Zakaj je planetarni centrifugalni mešalnik hitrejši od konvencionalnega mešalnika?

Ker se sila na celotno serijo nanese s pomočjo centrifugalnega pospeška namesto z robom mešalnega noža.
Vsaka delca se obremenijo hkrati, zato se čas mešanja za večino materialov skrajša z minut na serijo na sekunde na serijo.

Kako hitro deluje planetarni mešalnik SMIDA?

Vrtljajna hitrost je nastavljiva od 200 do 2000 vrt/min, pri čemer sta vrtljajna in vrtenjska hitrost neodvisno regulirani.
Prava hitrost je odvisna od viskoznosti in občutljivosti vašega materiala na strižno obremenitev – pomagamo vam jo določiti na podlagi preskusa vzorca.

Ali visoka hitrost poškoduje material?

Mešanje brez mešalnih lopatic izvaja strižno obremenitev nežno in enakomerno.
Na robu mešalne lopatice ni lokalne prekomerne strižne obremenitve, ki poškoduje ploščice, vlakna in polimere v konvencionalnih mešalnikih.

Kakšen razpon zmogljivosti je na voljo?

Od laboratorijskih vzorcev 1 g do proizvodnih naprav z zmogljivostjo 100 kg in več (razpon opreme: 150 g do 100 kg in več), z možnostmi za vakuum, temperaturno nadzorovane ter brez vakuuma.
Za višjo zmogljivost in hkratni razvoj in raziskave so na voljo modeli z dvema posodama.

Ključno zaključilo

Čas mešanja neposredno vpliva na zmogljivost, porabo energije in kakovost.
Planetarni centrifugalni mešalnik močno potegne to ročico: sekunde namesto minut, en korak namesto treh ter minimalno segrevanje.

Povejte nam, kaj mešate – lepilo, pasto, gel ali suspenzijo – in bomo vaš material preizkusili na mešalniku SMIDA v našem laboratoriju, pri čemer bomo izmerili trajanje cikla in vam prikazali rezultat.
Če vas hitrost ne prepriča, vas bodo prepričala preskusna podatka.