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Ao processar materiais de média a alta viscosidade, um misturador convencional de eixo único pode não fornecer circulação ou dispersão de material suficiente. À medida que a viscosidade aumenta, o material torna-se menos móvel, dificultando a movimentação de todo o lote através da zona de mistura. Ao mesmo tempo, pós ou aditivos podem exigir cisalhamento mais forte para dispersão, enquanto o material próximo à parede do tanque pode se mover mais lentamente e permanecer preso à superfície.
Um misturador químico de eixo triplo atende a esses diferentes requisitos de processo combinando mecanismos de mistura acionados de forma independente em um único recipiente. Em vez de depender de um agitador para realizar todas as tarefas, a máquina pode usar um dispersor de alta velocidade para dispersão, um agitador helicoidal ou tipo âncora para circulação a granel e uma lâmina de âncora com raspador de parede para contato contínuo com a parede. Esta configuração torna os misturadores de eixo triplo particularmente úteis para formulações químicas onde a viscosidade, a dispersão, a transferência de calor e a uniformidade do material devem ser controladas em conjunto.
O princípio básico é utilizar três agitadores acionados de forma independente com diferentes funções mecânicas. Cada eixo pode ser configurado de acordo com a formulação e o processo de produção, em vez de forçar uma lâmina para realizar todas as operações de mistura.
Um dispersor de alta velocidade cria cisalhamento e turbulência localizados mais fortes ao redor do disco dispersante. É útil quando pigmentos, cargas ou outros componentes sólidos precisam ser incorporados em uma fase líquida ou viscosa. Para tintas de impressão, por exemplo, o dispersor pode suportar a umectação e dispersão do pigmento após os sólidos terem entrado na formulação.
Uma lâmina helicoidal tem uma função diferente. Em vez de se concentrar principalmente no alto cisalhamento localizado, ele ajuda a mover o material viscoso através do recipiente e apoia a mistura geral. Isto se torna importante quando a formulação tem um fluxo natural fraco e o material ao redor do recipiente deve ser levado para a zona de mistura principal.
Uma lâmina de ancoragem com raspador de parede trabalha com menor intensidade de mistura, mantendo contato próximo com a parede do tanque. O raspador ajuda a remover o material da parede e devolvê-lo à mistura a granel. Isso também pode melhorar o contato entre o produto e a superfície do tanque encamisado quando o aquecimento ou resfriamento faz parte do processo.
Os três eixos são acionados de forma independente, portanto as condições de operação de um agitador não precisam ser idênticas às dos outros. Uma formulação pode exigir dispersão mais forte durante um estágio e maior circulação ou raspagem da parede durante outro. Drives independentes oferecem flexibilidade para ajustar essas funções separadamente.
Esta é uma das principais razões pelas quais um misturador de eixo triplo pode ser mais adequado do que um sistema simples de agitador único para formulações difíceis e viscosas.
A resposta depende da viscosidade do material, dos requisitos de dispersão, das características de fluxo e da sensibilidade à temperatura. Os misturadores de eixo triplo são particularmente relevantes para formulações onde a mistura por si só não é suficiente.
A produção de tintas de impressão pode envolver pigmentos, aglutinantes, solventes e aditivos que requerem incorporação e dispersão. Um dispersor de alta velocidade pode fornecer o cisalhamento localizado necessário para a dispersão do pigmento, enquanto um agitador helicoidal ou âncora mantém a formulação mais viscosa circulando.
Para essas aplicações, um arranjo de dispersor de alta velocidade + lâmina helicoidal + raspador de âncora pode fornecer mecanismos separados para dispersão, movimento de massa e raspagem de parede.
Os selantes e adesivos muitas vezes tornam-se difíceis de mover à medida que a viscosidade aumenta. Um agitador convencional de alta velocidade pode criar uma zona de mistura forte, mas não consegue mover todo o lote de forma eficaz.
Um agitador helicoidal ou do tipo âncora pode suportar a circulação a granel, enquanto o dispersor de alta velocidade atende componentes que exigem cisalhamento mais forte. O raspador de parede ajuda a reduzir a quantidade de material remanescente contra a parede do vaso.
Para formulações que exigem cisalhamento localizado mais forte, uma configuração que combina um dispersor de alta velocidade + rotor/estator + raspador de âncora pode ser considerada. O rotor/estator fornece outro mecanismo para processamento intensivo, enquanto a âncora e o raspador permanecem responsáveis pelo movimento do volume e pelo contato com a parede.
Os adesivos hot melt introduzem outra consideração: a temperatura. O material muitas vezes deve permanecer dentro de uma condição de processamento apropriada para manter um fluxo trabalhável.
Um misturador de eixo triplo encamisado pode fornecer uma superfície controlada para aquecimento ou resfriamento. O raspador âncora ajuda a manter o contato entre o material e a parede do tanque, enquanto os demais agitadores realizam suas respectivas funções de mistura.
O projeto real da camisa e as condições operacionais devem ser determinados a partir da formulação e dos requisitos térmicos, em vez de serem selecionados apenas pelo tamanho do misturador.
A pasta de meio magnético pode exigir uma dispersão cuidadosa de partículas sólidas dentro de um sistema transportador viscoso. Aqui, a seleção do equipamento de dispersão torna-se particularmente importante.
Um dispersor de alta velocidade pode fornecer o cisalhamento localizado necessário, enquanto a âncora ou o agitador helicoidal suportam a circulação geral do lote. Se a formulação exigir uma homogeneização mais intensiva, uma configuração de dispersor de alta velocidade + rotor/estator + raspador de âncora pode oferecer um arranjo de processamento mais apropriado.
As formulações para cuidados pessoais e bucais podem ter comportamento reológico significativamente diferente dos líquidos convencionais de baixa viscosidade. Cremes, loções e cremes dentais requerem movimentação controlada do volume, incorporação de ingredientes e, dependendo da formulação, homogeneização.
A configuração apropriada depende se o desafio principal é a mistura em massa, a dispersão ou a homogeneização mais intensiva. É por isso que um misturador de eixo triplo deve ser selecionado de acordo com a formulação, em vez de simplesmente ser classificado como um misturador de uso geral.
A principal vantagem não é simplesmente ter três eixos. É a capacidade de atribuir diferentes funções mecânicas a diferentes agitadores.
Para uma formulação de alta viscosidade, o processo pode exigir simultaneamente:
Dispersão de alta velocidade para pós, pigmentos ou aditivos
Circulação em massa para mover o material viscoso através do recipiente
Raspagem da parede para evitar que o material permaneça contra a superfície do tanque
Homogeneização onde é necessário um mecanismo de mistura mais intensivo
Controle de temperatura quando o material deve ser aquecido ou resfriado durante o processamento
Tentar realizar todas essas tarefas com um agitador pode criar compromissos. Um sistema de eixo triplo separa as funções e permite que o engenheiro de processo configure o equipamento em torno da formulação real.
O controle do inversor de frequência variável (VFD) apoia ainda mais essa abordagem. Em vez de tratar a velocidade de mistura como uma especificação fixa da máquina, o operador pode ajustar a velocidade do eixo de acordo com o estágio de processamento e a ação de mistura necessária.
Um dispersor de alta velocidade pode, portanto, ser usado para um estágio de dispersão, enquanto a âncora ou agitador helicoidal mantém o movimento do volume. A sequência operacional exata depende da formulação e do projeto do processo.
Para compradores industriais, o fabricante deve ser avaliado com base na capacidade de engenharia e não apenas no preço do equipamento.
Primeiro, examine se o fabricante pode projetar a configuração do agitador em torno do material. Um fornecedor deve ser capaz de discutir por que uma formulação precisa de um dispersor de alta velocidade, lâmina helicoidal, raspador de âncora, rotor/estator ou uma combinação desses mecanismos.
Segundo, confirme a disponibilidade de três agitadores acionados de forma independente. O controle independente do acionamento é importante porque o cisalhamento e a circulação necessários não são necessariamente os mesmos durante todo o processo.
Terceiro, discuta a viscosidade do material, o tamanho do lote, os requisitos de cisalhamento e o controle de temperatura antes de selecionar o equipamento. Um fabricante confiável deve usar esses fatores para determinar o tanque, os agitadores e o arranjo de acionamento, em vez de simplesmente recomendar um modelo padrão.
O mesmo se aplica à operação com vácuo e gás inerte. O vácuo pode ser necessário quando o processo necessita de desaeração controlada, enquanto a proteção contra gás inerte pode ser relevante quando a formulação ou processo requer uma atmosfera controlada. O sistema de vedação e o projeto do recipiente devem, portanto, ser considerados em conjunto com a condição operacional pretendida.
O material molhado é outro importante fator de seleção. Tanto o aço inoxidável SUS304 quanto o 316L podem ser usados para equipamentos químicos, mas a escolha apropriada depende da compatibilidade química da formulação, das condições do processo e dos requisitos de limpeza.
O fabricante deve avaliar os materiais de contato reais e o ambiente químico em vez de selecionar o aço inoxidável apenas com base no preço.
A RUMI Technology é um fornecedor profissional focado em equipamentos e soluções químicas, atendendo clientes globais com produtos, controle de qualidade e serviços técnicos projetados para cooperação industrial de longo prazo.
Desde o lançamento de seu primeiro sistema de dosagem de alta precisão e equipamento de mistura de alta eficiência autodesenvolvido em 2018, a RUMI Technology desenvolveu sua posição como fornecedora de serviços de equipamentos de química fina. Seu desenvolvimento se concentrou nos requisitos de mistura e dosagem de tintas, tintas, resinas, novos materiais, novas energias e compósitos.
Para aplicações de mistura de eixo triplo, esta abordagem orientada ao processo é importante porque a configuração correta do equipamento depende da relação entre o comportamento do material e os requisitos de produção. A RUMI pode configurar diferentes combinações de dispersores de alta velocidade, pás helicoidais, pás âncora com raspadores e sistemas rotor/estator de acordo com o processo pretendido.
Seus equipamentos também podem ser configurados com agitadores acionados de forma independente, controle de velocidade VFD, aquecimento ou resfriamento de camisa, operação a vácuo ou gás inerte e materiais de contato SUS304 ou 316L de acordo com os requisitos da aplicação.
A RUMI estabeleceu um sistema de garantia de qualidade que inclui testes de fábrica 72 horas e uma resposta pós-venda 24 horas, e a empresa possui certificações ISO9001 e CE.
Para os compradores que avaliam os fabricantes de misturadores químicos de eixo triplo, a questão importante não é simplesmente: "Quanto custa o misturador?" Uma questão mais útil é se o fabricante pode traduzir a viscosidade do material, os requisitos de dispersão, a demanda de cisalhamento, o controle de temperatura, os requisitos de atmosfera e a compatibilidade do material em uma configuração de equipamento viável.
Um misturador de eixo triplo bem projetado é, em última análise, uma solução de processo. Seu valor vem da combinação coordenada de lâminas, acionamentos independentes, cisalhamento, raspagem de parede, controle de velocidade, aquecimento ou resfriamento, proteção contra vácuo ou gás inerte e compatibilidade de materiais em torno da formulação que está sendo produzida.
É isso que torna a tecnologia relevante na fabricação de produtos químicos, tintas, adesivos, selantes, pastas magnéticas e produtos para cuidados pessoais – e o que separa um fabricante de engenharia genuíno de um fornecedor que oferece apenas um recipiente de mistura padrão.
