Hochgeschwindigkeitsdispergierer | Funktionsprinzip, Typen und Auswahl des richtigen Typs

Wenn eine Charge Farbe oder Klebstoff nach dem Einfüllen des Rohmaterials in einem Panzer verbleibt, schwimmt das trockene Pigment immer noch in Klumpen. Bei einem langsamen Rührwerk kann es 40 Minuten dauern, bis diese Cluster das Harz benetzen. Ein Hochgeschwindigkeitsdispergierer verkürzt diese Zeit auf Minuten, da er viel mehr Leistung in ein kleineres Materialvolumen bringt. Das praktische Ergebnis ist eine glattere Aufschlämmung, kürzere Zykluszeiten und weniger nachgelagertes Mahlen.

Was ist ein Hochgeschwindigkeitsdispergierer?

Ein Hochgeschwindigkeitsdispergierer ist eine Verarbeitungseinheit, die dazu dient, Feststoffe in einem flüssigen Träger zu desagglomerieren und zu benetzen. Branchenführer beschreiben sie oft als leistungsstarke Pumpe mit geringem Volumen, da sie eine hohe Energiedichte pro Gallone Flüssigkeit liefert. Die Maschine besteht normalerweise aus einem Motor, einer Antriebswelle und einem Sägezahnmesser am Boden des Tanks.

Die Klinge ist das einzige rotierende Element, das das Produkt berührt. Seine Sägezahnkante erzeugt die hohe Scherung, die Agglomerate aufbricht. Da die Schaufel nahe am Tankboden verläuft, wird die gesamte Charge in ein kontinuierliches Zirkulationsmuster versetzt.

Wie funktioniert ein Hochgeschwindigkeitsdispergierer?

Die Klinge dreht sich mit hoher Geschwindigkeit und erzeugt einen starken Geschwindigkeitsgradienten zwischen den Flüssigkeitsschichten. Die Sägezähne beschleunigen die Flüssigkeit an der Klingenkante, während die umgebende Flüssigkeit relativ ruhig bleibt. Durch die entstehenden Scherkräfte werden Agglomerate auseinandergerissen.

Die Spitzengeschwindigkeit ist die bevorzugte Steuervariable, da sie bei Änderungen des Tankvolumens konstant bleibt. Anbieter von Dispergiergeräten geben durchweg 4.000 bis 6.000 ft/min als Arbeitsbereich für die meisten Farben, Tinten und Pigmentschlämmen an. Niedrigere Geschwindigkeiten neigen dazu, Sedimente zurückzulassen, während höhere Geschwindigkeiten zu übermäßiger Wirbelbildung und Lufteinschlüssen führen können.

Hochgeschwindigkeitsdispergierer vs. Rührwerk

Wenn es bei dem Prozess nur darauf ankommt, dass die gemischte Aufschlämmung gleichmäßig bleibt, ist ein Standardrührwerk das richtige Werkzeug. Wenn das Ziel darin besteht, Pulverklumpen zu zerkleinern und die Partikeloberflächen vollständig zu benetzen, ist ein Hochgeschwindigkeitsdispergierer erforderlich. Die Schlussfolgerung ist einfach: Der Dispergierer gewinnt immer dann, wenn die Aufgabe die Dispersion fester Partikel umfasst, und der Rührer gewinnt, wenn das Material bereits homogen ist.

In einer Beschichtungsanlage läuft oft zuerst der Dispergierer, um eine konzentrierte Mahlpaste herzustellen. Das Rührwerk übernimmt dann die Aufgabe, nachdem die Paste mit dem restlichen Harz und Lösungsmittel abgelassen wurde. Die Verwendung des falschen Geräts in der falschen Phase verlängert die Zykluszeit und kann zur Bildung von Agglomeraten führen.

Auswahl des richtigen Hochgeschwindigkeitsdispergierers

Drei Faktoren bestimmen eine funktionierende Installation: Tankdurchmesser, Schaufeldurchmesser und Motorleistung. Als praktische Regel gilt, dass der Flügeldurchmesser etwa ein Drittel des Tankdurchmessers beträgt. Die Motorleistung ergibt sich aus der Chargenviskosität und der erwarteten Feststoffbeladung.

1. Überprüfen Sie die Produktviskosität bei der Betriebsschergeschwindigkeit, nicht im Ruhezustand.
2. Wählen Sie einen Antrieb mit variabler Frequenz, wenn die Feststoffbeladung zwischen den Chargen variiert.
3. Erwägen Sie einen hydraulischen Aufzug, wenn der Prozess mehrere Tankwechsel am Tag erfordert.
4. Nutzen Sie einen Lieferanten, der Sie bei der Prozessgestaltung unterstützt CFD-Strömungsanalyse um Kurzschlussströmungen und Totzonen zu vermeiden.

Häufige Betriebsprobleme und praktische Lösungen

Dispergierer fallen häufiger aufgrund von Betriebsgewohnheiten als aufgrund von Maschinendefekten aus. Die Hauptprobleme zeigen sich in einem Anstieg der Chargentemperatur, schlechter Benetzung, Klingenverschleiß und Motorüberlastung.

• Überhitzung: Verringern Sie die Spitzengeschwindigkeit oder lassen Sie den Dispergierer in kurzen Abständen laufen. Auch ein wasserummantelter Tank hilft.
• Schlechte Benetzung: Geben Sie das Pulver langsam in den Wirbel, um schwebende Agglomerate zu vermeiden, und verwenden Sie bei Bedarf ein Benetzungsmittel.
• Klinge wear: Überprüfen Sie die Sägezähne monatlich. Eine abgerundete Kante reduziert die Scherkraft und erhöht die Variation von Charge zu Charge.
• Motorüberlastung: Beginnen Sie mit einer geringen Feststoffmenge und geben Sie das restliche Pulver erst hinzu, nachdem sich die Grundpaste bewegt hat.
• Lufteintrag: Halten Sie die Klinge unter der Oberfläche und vermeiden Sie eine übermäßige Wirbeltiefe.

Dispergierlösungen für Produktionslinien

Für eine spezielle Hochgeschwindigkeits-Dispergierstufe bei der Herstellung von Farben, Tinten oder Batterieschlämmen bietet der Hochgeschwindigkeits-Dispergierer der FL-Serie eine eigenständige Chargeneinheit mit kompakter Stellfläche.

Hochgeschwindigkeits-Dispergiergerät der Serie TOPH51 FL für Farbe, Tinte und Batterieschlamm Die FL-Serie bietet eine eigenständige Batch-Einheit mit kompakter Stellfläche, ideal für die Hochgeschwindigkeitsdispergierung in der chemischen Verarbeitung. Sein gezahnter Dispergierteller sorgt für effizientes Mischen und Partikelgrößenreduzierung. Produkt anzeigen →

Wenn der Prozess ein Top-Entry-Design erfordert, das in einen vorhandenen Tank passt, bietet die FS1-Serie eine praktische stationäre oder hydraulische Hubkonfiguration mit dem gleichen Sägezahnblatt-Ansatz.

Hochgeschwindigkeitsdispergierer der Serie TOPA005 FS1 mit stationärer oder hydraulischer Hubkonfiguration Die FS1-Serie bietet ein Top-Entry-Design für vorhandene Tanks mit stationären oder hydraulischen Hebeoptionen. Es verfügt über hocheffiziente Laufräder, einen Antrieb mit variabler Frequenz und eine robuste Konstruktion für einen zuverlässigen Betrieb. Produkt anzeigen →

Beide Maschinen werden mit einem Frequenzumrichter und einer maßgeschneiderten Messergeometrie geliefert. Anwendungserfahrung aus dem Unternehmen Fallstudien aus der chemischen Industrie zeigt an, dass der Dispergierer nur einen Teil der Lösung darstellt; Mischkammer, Einspeisestelle und Wellendichtung müssen als System aufeinander abgestimmt sein.

Häufig gestellte Fragen