Hướng dẫn thiết kế bể trộn: Định cỡ, Máy khuấy, Vỏ bọc, Chi tiết vệ sinh

Một nhà chế biến sữa từng đặt mua một thùng trộn 3.000 L, đổ đầy đến 2.600 L và vẫn đợi 25 phút để sữa bột hòa tan. Chiếc xe tăng không quá nhỏ. Người kích động là. Một cánh quạt duy nhất nằm cách đáy 900 mm trên một bộ truyền động tốc độ cố định, không có vách ngăn, do đó bột sẽ chuyển động xoáy trên bề mặt chậm thay vì bị kéo xuống và làm ướt.

Trường hợp đó tóm tắt kỷ luật: thiết kế bể trộn trước hết là vấn đề về chất lỏng và sau đó là vấn đề chế tạo. Hai bình có vỏ giống hệt nhau có thể hoạt động hoàn toàn khác nhau khi loại cánh quạt, bộ vách ngăn, mức lấp đầy và bề mặt vỏ thay đổi. Hãy thực hiện các quyết định theo thứ tự dưới đây và hầu hết những điều ngạc nhiên sẽ biến mất trước khi các bức vẽ được công bố.

Hoàn thành nhiệm vụ trước khi bất kỳ ai rút xe tăng

Viết dữ liệu quá trình xuống trước hình học. Năm mục dưới đây là những mục thường bị bỏ qua nhất và chúng quyết định mọi thứ tiếp theo.

Những con số đáng để khóa đầu tiên

• Độ nhớt ở nhiệt độ quy trình, không phải ở nhiệt độ môi trường xung quanh, vì sản phẩm có giá trị 200 cP ở nhiệt độ lạnh có thể giảm xuống 20 cP ở 60 °C.
• Hàm lượng chất rắn, kích thước hạt và khoảng cách mật độ giữa bột và chất lỏng, quyết định xem bạn cần dòng chảy cắt hay dòng chảy thông thường.
• Thể tích mẻ tối thiểu và tối đa, vì bể có dung tích 5.000 L thường trộn không tốt ở mức 1.000 L.
• Mục tiêu pha trộn về thời gian và độ đồng nhất, ví dụ độ đồng đều 95% trong vòng 10 phút.
• Tốc độ tăng nhiệt hoặc hạ nhiệt, cộng với phương pháp làm sạch, vì cả hai đều thay đổi bộ phận bên trong.

Nó cũng giúp xác định chính xác bể trộn thực sự làm gì : vỏ lưu trữ sản phẩm, trong khi cánh quạt, vách ngăn và hình dạng đáy tạo ra mô hình dòng chảy thực hiện công việc. Bể chỉ được xác định theo thể tích là thùng chứa chứ không phải máy trộn.

Định cỡ: Âm lượng, Mức lấp đầy và Khoảng trống

Tổng khối lượng và khối lượng làm việc là những con số khác nhau và việc nhầm lẫn chúng là lỗi định cỡ phổ biến nhất. Một bình có khuấy động thường chạy với tốc độ 70–80% tổng khối lượng , với không gian còn lại dành cho bọt, bắn tung tóe và bóng phun.

Sau đây là hai quy tắc thực tế được đưa ra từ bảng. Một bình có chiều cao chất lỏng trên khoảng 1,5 lần đường kính của nó thường cần hai cánh quạt trên một trục và một bể luôn chạy dưới 40% thể tích làm việc của nó là ứng cử viên cho một bình nhỏ hơn hoặc một máy khuấy từ bên cạnh.

Hình học bên trong và đáy

Các bộ phận bên trong không tốn kém để bổ sung ở giai đoạn vẽ và tốn kém để trang bị thêm sau khi bể được đưa vào.

• Bốn vách ngăn ở góc 90 độ, lệch khỏi ổ cắm, vẫn là mặc định cho chế độ làm việc có độ nhớt thấp; họ chuyển đổi vòng xoáy thành doanh thu từ trên xuống dưới.
• Đáy có hình nón ngắn thoát nước tốt hơn đáy phẳng và để lại ít gót hơn giữa các mẻ.
• Sử dụng ổ cắm xả, xả hết nước ở điểm thấp nhất thay vì ống nhúng nâng cao để giữ sản phẩm.
• Giá lắp đầu vào phù hợp với các tàu có kích thước từ khoảng 1 đến 30 m³, trong khi máy khuấy đầu vào phù hợp với vị trí của chúng trong các bể cao nơi chiều dài trục trở nên không thực tế.

Các túi cảm biến, van mẫu và vòi phun dự phòng nên được rút ra ngay bây giờ. Mỗi thứ được thêm vào sau có nghĩa là một mối hàn khác, một chất đánh bóng khác và một lần kiểm tra làm sạch khác.

Kết hợp bánh công tác với chất lỏng

Câu hỏi cốt lõi là liệu quá trình này cần dòng chảy hay cắt. Chất lỏng có độ nhớt thấp cần luân chuyển số lượng lớn, các sản phẩm có độ nhớt cao cần tiếp xúc với thành và chất lỏng không trộn lẫn hoặc bột khó ướt cần cắt ở đầu lưỡi dao.

• Dưới khoảng 100 cP: cánh quạt cánh ngầm hoặc cánh quạt hình cánh dốc, có kích thước phù hợp với tốc độ bơm hơn là mã lực.
• 100–5.000 cP: tua bin cánh dốc có tỷ lệ đường kính trên thùng lớn hơn, thường ở hai giai đoạn.
• Trên 5.000 cP: các neo, cổng hoặc dải xoắn ốc chạy sát tường, cũng giúp cải thiện khả năng truyền nhiệt của áo khoác.
• Nhiệm vụ nhũ tương và phân tán: đầu rôto-stator, đôi khi hoạt động trong chân không.

Để trộn đơn giản với độ nhớt thấp, bình khuấy một vách thường là câu trả lời tiết kiệm nhất, với ngân sách tiết kiệm được sẽ dành cho các vách ngăn và hộp số có kích thước chính xác. Bể trộn 500 L đến 5.000 L SS304 bao gồm nhiều loại đồ uống, nước sốt và hóa chất nhẹ khi máy khuấy phù hợp với chất lỏng.

Bể trộn một lớp 500L–5000L SS304 cho chất tẩy rửa Thùng trộn bằng thép không gỉ dành cho các mẻ chất tẩy rửa, đồ uống và hóa chất nhẹ có độ nhớt thấp, với cánh khuấy hoặc cánh khuấy có thể tùy chỉnh và dung tích 500–5.000 L. Xem sản phẩm →

Khi quá trình thực sự cần độ cắt cao

Đầu rôto-stator quay ở tốc độ đầu khoảng 15–25 m/s và giảm các giọt hoặc chất kết tụ thành phạm vi 2–50 µm, đó là lý do tại sao chúng được chỉ định cho nhũ tương, gôm và phân tán sắc tố thay vì trộn số lượng lớn. Chúng không phải là giải pháp khắc phục tình trạng dòng chảy kém: đầu cắt cao bên trong một bể không có vách ngăn vẫn để lại các vùng chết ở các góc.

Bể nhũ hóa cắt cao 3000 vòng / phút với hệ thống rôto-Stator Bộ đồng nhất rôto-stator cắt cao giúp ổn định nhũ tương, kem và giảm hạt, với các bộ phận tiếp xúc SS316L và tốc độ lên tới 3.000 vòng/phút. Xem sản phẩm →

Truyền nhiệt: Áo khoác, cuộn dây và phương pháp tiếp cận nhiệt độ

Nếu sản phẩm phải được làm nóng hoặc làm mát, diện tích vỏ bọc thường là yếu tố hạn chế vì vòng điều khiển chỉ có thể hoạt động với diện tích bề mặt bạn chế tạo. Vỏ bọc lõm là lựa chọn thông thường cho các bình chứa có dung tích lên đến khoảng 20 m³, cuộn dây nửa ống xử lý áp suất cao hơn và cuộn dây bên trong tăng thêm diện tích nhưng phải trả chi phí cho việc tiếp cận làm sạch.

• Phù hợp với các chất liệu: hơi nước để làm nóng nhanh, nước nóng để làm việc nhẹ nhàng, glycol để làm mát dưới nhiệt độ môi trường xung quanh.
• Kiểm tra phương pháp tiếp cận nhiệt độ, vì phương pháp 10 ° C cần nhiều diện tích hơn phương pháp 40 ° C.
• Cách nhiệt vỏ và áo khoác để giảm ngưng tụ và ổn định nhiệt độ mẻ.

Một bình có vỏ bọc với một lớp vỏ lõm và một máy khuấy có tốc độ thay đổi xử lý cả hỗn hợp và đường tăng nhiệt độ trong một thiết bị, giúp loại bỏ bước chuyển giữa các bình và quá trình làm sạch đi kèm với nó.

Bình trộn nhiệt có vỏ bọc 1000L để sưởi ấm đồng đều Bình có vỏ lõm dành cho xi-rô và nhựa hóa học, sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ PLC, cảm biến PT100 và vật liệu cách nhiệt bằng len đá để giảm các điểm nóng trong quá trình gia nhiệt. Xem sản phẩm →

Vật liệu, hoàn thiện và khả năng làm sạch

Việc lựa chọn cấp độ tuân theo sản phẩm và hóa chất tẩy rửa chứ không phải theo thói quen. SS304 bao gồm hầu hết các nhiệm vụ về sữa, đồ uống và hóa chất nhẹ, trong khi SS316L là lựa chọn an toàn hơn khi tiếp xúc với clorua, các sản phẩm có tính axit, công việc có độ tinh khiết cao và tuổi thọ dài hơn.

• Lớp hoàn thiện bên trong khoảng Ra 0,4–0,8 µm phù hợp với hầu hết các nhiệm vụ vệ sinh; công việc dược phẩm thường yêu cầu đánh bóng gương.
• Nghiêng đáy về phía cửa thoát và xoay quanh các góc bên trong để sản phẩm không thể đọng lại.
• Xác minh phạm vi phủ bóng phun trên toàn bộ khối lượng làm việc, bao gồm cả vỏ trên và mặt dưới của đầu trên.
• Loại bỏ các chân chết trên vòi phun của dụng cụ vì chúng là nguồn phổ biến gây ra các phát hiện ô nhiễm lặp lại.

Lái xe, niêm phong và kiểm soát

Chỉ định mô-men xoắn và lưu lượng, không phải RPM. Hộp số phải có hệ số sử dụng ít nhất là 1,5 so với mômen trộn được tính toán, vì mômen khởi động trong một mẻ nhớt đã ổn định có thể gấp vài lần số đang chạy. Để bịt kín, phốt cơ khí hợp vệ sinh hoặc phốt môi có thể xả được sẽ giữ chất bôi trơn tránh xa sản phẩm.

• Bộ truyền động tần số thay đổi cho phép một thùng phục vụ nhiều công thức nấu ăn và tránh cắt quá mức các sản phẩm nhạy cảm với lực cắt.
• Cảm biến tải trọng, đầu dò PT100 và cảm biến độ dẫn điện hoặc pH biến thùng chứa thành một bước quy trình được giám sát.
• Kiểm soát công thức trên PLC với tính năng ghi dữ liệu giúp đơn giản hóa việc ghi lại lô và xác minh quá trình làm sạch.

Sáu lỗi xuất hiện sau khi khởi động

1. Định cỡ trên tổng khối lượng, sau đó tự hỏi tại sao một nửa mẻ không bao giờ trộn lẫn.
2. Việc bỏ qua các vách ngăn trên sản phẩm có độ nhớt thấp, do đó tạo thành dòng xoáy trên bề mặt và bột nổi lên.
3. Lắp bánh công tác quá cao so với đáy, để lại lớp trầm tích không bao giờ nổi lên.
4. Diện tích áo khoác quá nhỏ, sau đó cố gắng khắc phục bằng van điều khiển lớn hơn.
5. Bỏ qua phạm vi bảo hiểm CIP cho đầu trên và vòi phun.
6. Mua dựa trên RPM thay vì mô-men xoắn và lưu lượng, điều này xuất hiện sau này do quá tải động cơ trong một mẻ nhớt lạnh.

Danh sách kiểm tra cần phê duyệt trước khi chế tạo

• Dữ liệu về nhiệm vụ: đường cong độ nhớt, chất rắn, phạm vi mẻ, mục tiêu thời gian pha trộn.
• Hình học: khối lượng làm việc, tỷ lệ chiều cao chất lỏng, kích thước và số lượng vách ngăn, loại cánh quạt, đường kính và khoảng cách ngoài đáy.
• Truyền nhiệt: loại áo khoác, diện tích bề mặt, phương tiện, phương pháp tiếp cận nhiệt độ, cách nhiệt.
• Vật liệu và hoàn thiện: cấp độ, độ nhám bề mặt, xử lý mối hàn, độ dốc thoát nước.
• Truyền động và vòng đệm: mô-men xoắn, hệ số dịch vụ, loại vòng đệm, phạm vi VFD.
• Thiết bị đo và làm sạch: vòi phun cảm biến, thiết bị phun, triết lý điều khiển.

Thiết kế bể trộn tốt chủ yếu phụ thuộc vào thứ tự: xác định công suất, kích thước hình học, chọn cánh quạt cho chất lỏng, sau đó xác nhận vỏ bọc, lớp hoàn thiện và dẫn động có thể đáp ứng những gì quy trình yêu cầu. Thực hiện đúng bốn bước đó và bình 1.000 L sẽ hoạt động chính xác như dự đoán ở 600 L, ở 60°C và ở chu trình làm sạch thứ mười.

Công ty TNHH Thiết bị YME chế tạo các bình trộn vách đơn, có vỏ bọc, độ cắt cao và chân không hợp vệ sinh cho các nhiệm vụ về sữa, nước giải khát, sản xuất bia, công nghệ sinh học và hóa chất. Nếu bạn có dữ liệu nhiệm vụ và phạm vi lô, gửi chúng đến đội ngũ kỹ thuật và kiểm tra máy khuấy và vỏ bọc theo các con số trước khi đóng băng bản vẽ.