Wie funktioniert ein Hochschermischer?

Ein Hochschermischer ist ein industrielles Gerät, das zum Mischen und Homogenisieren von Materialien verwendet wird. Dies geschieht durch den Einsatz von schnellen Rotations- und Scherkräften, um Substanzen zu kombinieren.

Diese Mischer werden für verschiedene Sektoren wie Pharmazeutika, Kosmetika, Lebensmittel und Getränke sowie Chemikalien benötigt, in denen eine gleichmäßige Mischung sehr wichtig ist.
In diesem Artikel gehen wir auf die Funktionsweise, die Funktionsprinzipien und die Vorteile des Systems ein.

Wie funktioniert es?

Er funktioniert durch die schnelle Rotation eines Mischkopfes, der in der Regel aus Rotor und Stator besteht. Die Rotor-Stator-Konfiguration ist wichtig, weil sie hohe Scherkräfte erzeugt, die für ein effizientes Mischen erforderlich sind. Die folgenden Schritte erklären, wie es funktioniert:

1. Einlass: Die zu mischenden Materialien werden in die Mischkammer gefüllt, in der sich Rotor und Stator befinden.
2. Hochgeschwindigkeitsrotation: Angetrieben von einem leistungsstarken Motor dreht sich der Rotor mit hoher Geschwindigkeit. Dadurch entsteht eine starke Zentrifugalkraft, die die Materialien in die Mischzone saugt.
3. Scheren: Beim Durchgang durch den engen Spalt zwischen Rotor und Stator werden die Materialien starken Scherkräften ausgesetzt, die die Partikel oder Tröpfchen zerkleinern und so eine gründliche Vermischung gewährleisten.
4. Entladen: Dann wird die homogenisierte Mischung aus der Mischkammer entlassen und ist bereit für den nächsten Verarbeitungsschritt oder die endgültige Verwendung.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip eines Hochschermischers basiert auf der Erzeugung ausreichender Scherkräfte, um die Partikel in einer Mischung aufzubrechen und zu dispergieren.

Um dies zu erreichen, dreht sich der Rotor mit hoher Geschwindigkeit im Inneren des stationären Stators, was die folgenden Effekte bewirkt:

1. Geschwindigkeitsgradient: Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen diesen beiden Teilen führt zu einem hohen Geschwindigkeitsgradienten, der für das Scheren erforderlich ist.
2. Turbulenzen: Aufgrund seiner sehr schnellen Drehgeschwindigkeit erzeugt der Rotor Turbulenzen um den Punkt, an dem die Vermischung stattfindet, und erhöht so die Effizienz der Vermischung der verschiedenen Komponenten, die miteinander vermischt werden.
3. Kavitation: Bei extrem hohen Geschwindigkeiten können sich Hohlräume bilden, wenn durch Schaufeln, die sich durch Flüssigkeiten bewegen, Bereiche mit niedrigem Druck entstehen. Dieses Ereignis, das als Kavitation bezeichnet wird, führt zur Freisetzung von Energien, die in der Lage sind, feste Substanzen in der Nähe des Ereignisses zu zerstören.

Vorteile

Es gibt viele Gründe, warum Menschen den Einsatz von Hochleistungsmischern gegenüber anderen Typen bevorzugen. Einige davon sind die folgenden:

1. Effizientes Mischen: Die Schnelligkeit, mit der diese Geräte arbeiten, gepaart mit intensiven Scherkräften, sorgt für eine schnelle und gründliche Vermischung und damit für konsistente Produkte mit durchweg einheitlichen Eigenschaften.
2. Reduzierung der Partikelgröße: Diese Geräte sind sehr effizient bei der Verringerung der Partikelgröße, insbesondere in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie, wo glatte Texturen durch die Bildung stabiler Emulsionen erreicht werden müssen, die ein leichtes Eindringen in den Körper ermöglichen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
3. Vielseitigkeit: Sie können verschiedene Materialien verarbeiten, von Flüssigkeiten bis hin zu halbfesten Formen und Pulvern, wodurch sie sich für verschiedene Anwendungen wie Pulvermischung usw. eignen.
4. Verbesserte Produktqualität: Durch die gleichmäßige Verteilung aller Komponenten in einer bestimmten Charge verbessert diese Art von Mischer die allgemeinen Qualitätsstandards und garantiert somit die Stabilität in den letzten Phasen, wie z.B. bei der Verpackung oder der Lagerung, die aufgrund externer Faktoren, die u.a. die Verderblichkeitsrate beeinflussen, länger dauern kann als erwartet.
5. Skalierbarkeit: Mischer mit hoher Scherkraft sind in verschiedenen Größen erhältlich, angefangen von kleinen Labormischern für Forschungszwecke bis hin zu großen Industriemaschinen für die Massenproduktion. So können die Hersteller die Gleichmäßigkeit verschiedener Mengen aufrechterhalten, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.
6. Zeitsparend: Die höhere Effizienz dieser Mischer führt zu kürzeren Mischzeiten und damit zu einer höheren Produktivität, da mehr Chargen in der gleichen Zeit bearbeitet werden können. Dadurch sinken die Betriebskosten, die durch längere Arbeitszeiten des Personals entstehen.
7. Energie-Effizienz: Obwohl sie sehr schnell sind, sind die modernen Mischer mit hoher Scherkraft so konstruiert, dass sie Energie sparen, indem sie ein Minimum an Energie für eine maximale Mischleistung benötigen.
8. Hygiene und Reinigungsfähigkeit: Mischer mit hoher Scherkraft werden in der Regel unter hygienischen Bedingungen hergestellt und haben daher Oberflächen und Teile, die sich leicht reinigen lassen. Dies ist besonders wichtig in Branchen wie der Lebensmittel-, Pharma- oder Kosmetikindustrie, in denen Hygiene ein wichtiges Thema ist, da jede noch so kleine Verunreinigung zu fatalen Folgen führen kann.

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