Een gids voor soorten mengapparatuur

Verschillende sectoren zijn voor hun activiteiten afhankelijk van mengapparatuur. Deze apparaten zorgen ervoor dat stoffen gelijkmatig worden gemengd. Mengapparatuur wordt door de industrie gebruikt tijdens processen zoals emulgeren, homogeniseren of mengen. Er zijn verschillende soorten mixers ontworpen om aan verschillende industriële behoeften te voldoen, van mixers voor droge poeders tot mixers voor het mengen van viskeuze vloeistoffen. Als bedrijven weten welke soorten mixers er zijn, kunnen ze hun productieprocessen optimaliseren, want producten van goede kwaliteit komen voort uit goed gemengde ingrediënten.

Inleiding tot mengapparatuur

Definitie en doel

Wat is mengapparatuur?

Mengapparatuur verwijst naar alle machines of gereedschappen die worden gebruikt om twee of meer stoffen te combineren, zodat ze een uniform mengsel vormen. Het doel van deze machines is om gedurende het hele productieproces een consistente productkwaliteit te bereiken. Het gaat onder meer om apparaten zoals blenders, emulgatoren en homogenisatoren, waarvan de functies variëren naargelang de materialen die tijdens de productiefasen binnen een industrie worden verwerkt. Door mixers te ontwerpen met het oog op de verschillende toepassingen waarvoor ze nodig kunnen zijn, zijn er diverse types ontstaan die kunnen voldoen aan de verschillende behoeften in diverse industrieën.

Belang in industriële toepassingen

Veel industriële processen vereisen een efficiënte menging, zodat ingrediënten gelijkmatig worden verdeeld, waardoor de productkwaliteit wordt verbeterd en deze ook voorspelbaarder wordt. De gelijkmatigheid die door deze methode wordt bereikt, verbetert de prestaties van de producten, waardoor nog beter aan de verwachtingen van de klanten kan worden voldaan. Daarom zijn voedselverwerkende bedrijven, farmaceutische bedrijven, chemische fabrieken enz. sterk afhankelijk van dergelijke machines. Goed gemengde componenten leiden tot een grotere klanttevredenheid dankzij verbeterde productfunctionaliteiten. Bovendien versnelt het ook het werk, waardoor tijd wordt bespaard tijdens het productieproces.

Algemene categorieën

Batchmengers

Dit zijn machines die materialen in specifieke hoeveelheden tegelijk verwerken. Operators voeren een bepaalde hoeveelheid substantie in de mixer totdat de gewenste uniformiteit is bereikt, waarna ze stoppen. Dit biedt flexibiliteit bij het werken met verschillende formuleringen. Batchmixers worden vaak gebruikt wanneer er behoefte is aan nauwkeurige controle over de mengtijd en de verhoudingen van de ingrediënten die worden gebruikt bij het maken van producten. Dit maakt ze geschikt voor kleine tot middelgrote productieseries.

Continue mengers

Ze werken continu zonder onderbrekingen; materialen komen aan de ene kant de mixer binnen en komen aan de andere kant als een homogeen mengsel weer naar buiten. Continue mixers kunnen worden gebruikt voor de productie van grote hoeveelheden, omdat ze een uniforme output leveren en minder arbeidskosten met zich meebrengen. Continue mixers zijn noodzakelijk tijdens productieprocessen waarbij grote hoeveelheden goederen betrokken zijn. Het ontwerp van continue mixers maakt bijvoorbeeld een effectief gebruik van grondstoffen binnen de kortst mogelijke tijd mogelijk, waardoor de stilstandtijd in de materiaalverwerkende industrie wordt verminderd.

Soorten mengapparatuur

Mechanische mengers

Deze maken gebruik van mechanische kracht om verschillende stoffen op basis van specifieke behoeften te combineren. Mechanische mengers stellen hoge eisen aan het roeren. Ze omvatten roerwerken en waaiers.

Roerwerken

Industrieën creëren beweging in een vloeistof door tijdens het mengproces gebruik te maken van roerwerken. Roerwerken zorgen ervoor dat alle ingrediënten gelijkmatig worden verdeeld. Er bestaan verschillende soorten roerwerken die aan specifieke mengvereisten kunnen voldoen. Ze worden onder andere veel toegepast in de farmaceutische industrie of de voedselverwerkende sector, waar vloeistoffen moeten worden gemengd met gassen of andere vloeistoffen.

Waaier

Impellers zorgen voor stromingspatronen in de vloeistof om het vereiste mengniveau te bereiken. Impellers werken het beste wanneer ze worden toegepast in tanks of vaten waarvan de inhoud grondig moet worden geroerd. Verschillende impellerconfiguraties zijn afhankelijk van de gewenste intensiteitsniveaus die nodig zijn tijdens mengactiviteiten, zoals warmteoverdracht, dispersie, enz. De keuze van het type impeller is van cruciaal belang voor het bereiken van een betrouwbare consistentie tijdens industriële bewerkingen.

Statische mengers

Deze bevatten geen bewegende onderdelen en worden daarom statische mengers genoemd, omdat ze hun werk doen zonder fysieke beweging. Inline-mengers en bewegingsloze mengers vallen onder deze categorie.

Inline-mengers

Vloeistoffen worden gemengd terwijl ze nog door leidingen stromen dankzij de werking van inline mixers. De turbulentie die door het ontwerp van de inline mixer wordt gecreëerd, verbetert de effectieve vermenging. Wanneer continu gebruik nodig is, bieden inline mixers goede prestaties met een laag energieverbruik. Betrouwbaarheid bij het mengen van chemicaliën en de behandeling van afvalwater wordt bereikt door het gebruik van inline mixers gedurende de hele duur van dergelijke taken.

Bewegingsloze mixers

In een buis kunnen bewegingsloze mengers mengen door middel van statische componenten. Bewegingsloze mengers zijn zo ontworpen dat ze efficiënt kunnen mengen. Deze mengers hebben onder andere homogeniserende en emulgerende functies. Hierdoor zijn ze geschikt voor toepassingen waarbij de ruimte beperkt is. Bovendien zijn ze onderhoudsvrij.

Speciale mixers

Speciale mengers zijn bedoeld voor specifieke uitdagingen die zich tijdens het mengproces voordoen. Ze bestaan uit verschillende soorten, zoals mengers met hoge schuifkracht of planetaire mengers.

High Shear Mixers

High shear mixers genereren sterke krachten die worden gebruikt bij het mengen. Deze krachten kunnen worden toegepast op stoffen met verschillende dichtheden en viscositeiten, waardoor ze ideaal zijn voor dit doel. Een ander gebied waarop ze goed presteren, is het emulgeren en dispergeren tijdens productieprocessen. Daarnaast gebruiken veel industrieën ze onder andere voor de productie van crèmes en lotions, omdat ze dit effectief kunnen doen en tegelijkertijd een uniforme textuur en stabiliteit garanderen.

Planetaire mengers

Materialen die met planetaire mengers worden gemengd, worden grondig en gelijkmatig gemengd dankzij het ontwerp dat voldoende oppervlakte biedt voor een grondige mengactie tussen deeltjes die ontstaan door de verschillende viscositeitsniveaus van de materialen. Dit type menger is zeer geschikt voor het regelen van de mengnauwkeurigheid bij toepassingen waar dit het meest nodig is, bijvoorbeeld in de deegindustrie, waar elke keer nauwkeurig de juiste hoeveelheden moeten worden afgemeten voordat ze tot één batch worden gemengd, zodat altijd consistente resultaten worden gegarandeerd, ondanks schommelingen tijdens moeilijke processen zoals deze.

Voordelen en uitdagingen

Mechanische mengers

Voordelen

Mechanische mengers bieden aanzienlijke voordelen in verschillende industriële toepassingen, omdat ze meer controle over het proces bieden dan enig ander type tot nu toe. Sommige experts beweren zelfs dat er geen ander type bestaat dat consistent betere resultaten kan bieden in verschillende industrieën zonder concessies te doen aan andere vereisten, zoals veelzijdigheid. Veel bedrijven vertrouwen op deze mixers, alleen al omdat ze hierdoor veel geld besparen dat anders zou worden uitgegeven aan de aanschaf van nieuwe mixers voor elke specifieke werkplek, waar toch nog steeds veelzijdigere mixers nodig zouden zijn. Dankzij hun flexibele ontwerp kunnen deze units met verschillende materialen werken. Het belangrijkste is echter (en dat is misschien niet verrassend) dat mechanische mixers de productie versnellen door de tijd die nodig is tijdens de verwerkingsfasen te verkorten, waardoor ook de algehele efficiëntie toeneemt. Bovendien zijn ze zeer eenvoudig te reinigen.

Uitdagingen

Er zijn verschillende uitdagingen verbonden aan het gebruik van mechanische mengers. Ten eerste kan onderhoud een probleem worden, vooral bij grootschalige systemen, omdat de kosten voor het vervangen van defecte onderdelen hoger kunnen uitvallen dan de verwachte begroting, wat leidt tot hogere operationele kosten. Ten tweede kunnen tijdens het werkproces geluid en trillingen worden geproduceerd, maar dit kan eenvoudig worden opgelost door middel van goede isolatie en dempingsmaatregelen in ruimtes waar deze machines worden gebruikt of in de buurt van gevoelige apparatuur die hierdoor negatief kan worden beïnvloed als er niet tijdig maatregelen worden genomen. Ten derde is het energieverbruik hoog in vergelijking met andere beschikbare types, waardoor er bij de selectie zorgvuldig moet worden nagedacht, omdat sommige industrieën soms beperkte stroombronnen en ook ruimtebeperkingen hebben.

Statische mengers

Voordelen

Een uniek kenmerk van alle statische mengers is dat ze continu kunnen worden toegepast, ongeacht of ze bewegingsloze of dynamische elementen gebruiken. Dit betekent dat er geen bewegende onderdelen aan te pas komen, waardoor er op lange termijn minder slijtage optreedt en er minder vaak onderhoud nodig is. Een ander belangrijk voordeel van dit type is dat er efficiënt kan worden gemengd zonder veel energie te verbruiken, aangezien de meeste ontwerpen gebaseerd zijn op een toename van de stroomsnelheid terwijl de drukval over de lengte van het apparaat constant blijft, zoals hieronder weergegeven: ΔP = ηQ/J waarbij ΔP staat voor drukval, η de dynamische viscositeit is van de vloeistof die wordt gemengd, Q het volumetrische debiet door de mixer vertegenwoordigt en J het oppervlak per volume-eenheid aangeeft dat wordt ingenomen binnen een bepaald dwarsdoorsnedevlak loodrecht op de richting die langs de as wordt genomen; hieruit volgt dat grotere afmetingen betere resultaten opleveren vanwege de grotere contactmogelijkheden tussen verschillende componenten die op verschillende punten in het betreffende systeem aanwezig zijn.

Uitdagingen

Er zijn echter enkele scenario's waarin statische mengers voor uitdagingen kunnen komen te staan.

Mengmachines zijn van essentieel belang in verschillende sectoren. Ze bieden verschillende oplossingen door middel van mechanische mengers, statische mengers en gespecialiseerde mengers. Al deze soorten mengapparatuur voorzien in verschillende industriële behoeften. De kracht van de mengactie is wat mechanische mengers onderscheidt van andere, terwijl continue processen het meest geschikt zijn voor statische mengers. Unieke menguitdagingen kunnen daarentegen alleen worden aangepakt door gespecialiseerde mengers. Voordat men een mengmachine kiest, moet men weten waar men deze wil gebruiken, aangezien de keuze alleen van deze factor afhangt, gezien het feit dat er tegenwoordig veel van dergelijke machines beschikbaar zijn. Bij de keuze van deze machines moet de industrie onder andere rekening houden met het type materiaal en de productieschaal, want zonder deze factoren zal er nooit sprake zijn van efficiënte processen of zelfs maar producten van goede kwaliteit.