comment fonctionne un mélangeur à cisaillement élevé

Un mélangeur à haut cisaillement est un appareil industriel utilisé pour mélanger et homogénéiser des matériaux. Pour ce faire, des forces de rotation et de cisaillement rapides sont utilisées pour combiner les substances.

Ces mélangeurs sont nécessaires dans différents secteurs tels que les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les aliments et boissons et les produits chimiques, entre autres, où il est très important d'obtenir un mélange uniforme.
Dans cet article, nous examinerons son fonctionnement, ses principes de fonctionnement et ses avantages.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Il fonctionne en faisant tourner rapidement une tête de mélange, qui se compose généralement d'un rotor et d'un stator. La configuration rotor-stator est importante car elle génère les forces de cisaillement élevées nécessaires à un mélange efficace. Les étapes suivantes expliquent son fonctionnement :

  1. Prise en charge: Les matériaux à mélanger sont introduits dans la chambre de mélange où se trouvent le rotor et le stator.
  2. Rotation à grande vitesse: Entraîné par un puissant moteur, le rotor tourne à grande vitesse. Cela crée une forte force centrifuge qui aspire les matériaux dans la zone de mélange.
  3. Cisaillement: En passant à travers l'espace étroit entre le rotor et le stator, les matériaux subissent des forces de cisaillement intenses qui brisent les particules ou les gouttelettes en les rendant de petite taille, assurant ainsi un mélange complet.
  4. Décharge: Le mélange homogénéisé sort ensuite de la chambre de mélange, prêt pour l'étape de traitement suivante ou l'utilisation finale.

Mélangeur à haut cisaillement

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'un mélangeur à haut cisaillement consiste à générer des forces de cisaillement suffisantes pour perturber et disperser les particules au sein d'un mélange.

Pour ce faire, le rotor tourne à grande vitesse à l'intérieur du stator stationnaire, ce qui provoque les effets suivants :

  1. Gradient de vitesse: La différence de vitesse entre ces deux parties entraîne la création d'un gradient de vitesse élevé nécessaire au cisaillement.
  2. Turbulences: En raison de sa vitesse de rotation très rapide, le rotor induit des turbulences autour du point où le mélange a lieu, ce qui augmente l'efficacité du mélange entre les différents composants mélangés.
  3. Cavitation: À des taux extrêmement élevés, des cavités peuvent se former lorsque des régions de basse pression sont produites par des lames se déplaçant dans des liquides - cet événement appelé cavitation entraîne la libération d'énergies capables de provoquer la rupture de substances solides situées à proximité de l'événement.

Avantages

Il y a de nombreuses raisons pour lesquelles les gens préfèrent utiliser des mélangeurs à cisaillement élevé plutôt que d'autres types de mélangeurs. En voici quelques-unes :

  1. Mélange efficaceLa rapidité avec laquelle ces appareils fonctionnent, associée à des forces de cisaillement intenses, garantit des mélanges rapides et complets, ce qui permet d'obtenir des produits homogènes présentant des caractéristiques uniformes dans l'ensemble.
  2. Réduction de la taille des particules: Ces équipements sont très efficaces pour réduire la taille des particules et sont particulièrement utiles dans les industries pharmaceutiques et cosmétiques où des textures lisses doivent être obtenues par la formation d'émulsions stables, permettant ainsi une pénétration facile dans les systèmes corporels pour la réalisation des effets désirés.
  3. Polyvalence: Ils peuvent traiter différents matériaux allant des liquides aux formes semi-solides en passant par les poudres, ce qui les rend adaptés à différentes applications telles que le mélange de poudres, etc.
  4. Amélioration de la qualité des produits: En garantissant une distribution uniforme de tous les composants présents dans un lot donné, ce type de mélangeur améliore les normes de qualité globales et garantit la stabilité au cours des étapes finales telles que l'emballage ou la période de stockage, qui peut durer plus longtemps que prévu en raison de facteurs externes affectant le taux de périssabilité, entre autres.
  5. Évolutivité: Les mélangeurs à haut cisaillement sont disponibles en différentes tailles, depuis les petits mélangeurs de laboratoire utilisés pour les travaux de recherche jusqu'aux machines industrielles à grande échelle utilisées pour la production de masse, ce qui permet aux fabricants de maintenir l'uniformité des différents volumes sans compromettre la qualité.
  6. Gain de temps: Les niveaux d'efficacité plus élevés atteints par ces mélangeurs permettent de réduire les temps de mélange et donc d'améliorer la productivité, car il est possible de traiter davantage de lots dans le même laps de temps, ce qui réduit les coûts d'exploitation associés aux heures de travail prolongées du personnel.
  7. Efficacité énergétique: Bien que très rapides, les mélangeurs à haut cisaillement modernes sont conçus pour économiser de l'énergie en utilisant la quantité minimale d'énergie requise pour une performance de mélange maximale.
  8. Hygiène et nettoyabilité: Les mélangeurs à haut cisaillement sont généralement créés en tenant compte des conditions sanitaires ; ils ont donc des surfaces et des pièces qui peuvent être facilement nettoyées. Ceci est très important dans les industries telles que la transformation des aliments, la fabrication de produits pharmaceutiques ou même la production de cosmétiques où l'hygiène est un sujet de préoccupation car la moindre contamination peut avoir des conséquences fatales.

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