Designguide for blandetank: Dimensjonering, agitatorer, jakker, sanitærdetaljer

En melkeprosessor bestilte en gang en 3000 L blandetank, fylte den til 2600 L, og ventet fortsatt i 25 minutter på at melkepulveret var oppløst. Tanken var ikke for liten. Agitatoren var. Et enkelt pumpehjul satt 900 mm fra bunnen på et driv med rask hastighet, uten ledeplater, så pulveret kjørt og langsom overflatevirvel i stedet for å bli trukket ned og fuktet.

Den saken oppsummerer disiplinen: blandetankdesign er først et væskeproblem og deretter et fabrikasjonsproblem. Å kar med identiske skal kunne oppføre seg helt forskjellig når impellertypen, ledeplaten, fyllnivået og kappeoverflaten endres. Arbeid deg gjennom avgjørelsene i rekkefølgen nedenfor og de fleste overraskelsene forsvinner før tegningene slipper.

Fiks plikten før noen trekker tanken

Skriv ned prosessdataene før geometri. De fem punktene nedenfor er de som oftest hopper over, og de bestemmer alt som følger.

Tallene som er verdt å låse på først

• Viskositet ved prosesstemperatur, ikke ved omgivelsestemperatur, siden et produkt som leser 200 cP kaldt kan falle til 20 cP ved 60 °C.
• Tørrstoffinnhold, partikkelstørrelse og tetthetsgapet mellom pulver og væske, som avgjør om du trenger skjærkraft eller ren flyt.
• Minimum og maksimum batchvolum, fordi en tank med størrelse på 5000 L ofte blander seg dårlig ved 1000 L.
• Blandingstid og homogenitetsmål, for eksempel 95 % ensartethet innen 10 minutter.
• Oppvarmings- eller nedkjølingshastighet, pluss rengjøringsmetoden, siden begge endrede innsiden.

Det hjelper også å være presis om hva en blandetank faktisk gjør : skallet lagre produkt, mens løpehjulet, ledeplatene og bunnformen skaper flytmønsteret som gjør jobben. En tank spesifisert kun etter volum er en beholder, ikke en mikser.

Størrelse: Volum, Fyllnivå og Headspace

Totalt volum og arbeidsvolum er forskjellige tall, og å forveksle dem er den vanlige størrelsesfeilen. Et agitert fartøy går normalt kl 70–80 % av det totale volumet , med den gjenværende plassen reservert for skum, sprut og spraykulen.

Til praktiske regler følger av tabellen. Et fartøy med en væskehøyde over omtrent 1,5 ganger diameteren trenger vanligvis å pumpehjul på en aksel, og en tank som konsekvent kjører under 40 % av arbeidsvolumet er en kandidat for et mindre fartøy eller en sideinngangsrøreverk.

Innvendig og bunngeometri

Innvendige deler er billige å legge til på tegningsstadiet og dyre å ettermontere når tanken er ført inn i rør.

• Fire ledeplater i 90 grader, forskjøvet fra utløpet, forblir standard for lavviskøs bruk; de konverterer virvling til topp-til-bunn-omsetning.
• En oppvasket bunn med kort kjegle drenerer bedre enn en flat bunn og etterlater mindre krengning mellom partiene.
• Bruk et spylende, fullt drenerende utløp på det laveste punktet i stedet for et stort dykkerrør som fanger produkt.
• Toppmontering passer for fartøyer fra omtrent 1 til 30 m³, mens røreverk med sideinngang tjener sin plass i høye tanker hvor aksellengden blir upraktisk.

Sensorlommer, prøveventiler og reservedyser skal tegnes nå. Hver som legges til senere betyr en ny sveis, en ny polering og en ny rengjøringssjekk.

Tilpasse impelleren til væsken

Kjernespørsmålet er om å trenge flyt eller skjæring. Væsker med lav viskositet trenger bulk-omsetning, høyviskositetsprodukter trenger veggkontakt, og ublandbare væsker eller pulver som er vanskelig å fukte, trenger skjæring ved bladspissen.

• Under ca. 100 cP: pumpehjul med hydrofoil eller skråblad, dimensjonert for pumpehastighet i stedet for hestekrefter.
• 100–5 000 cP: turbiner med stigningsblad med større diameter-til-tank-forhold, ofte i trinn.
• Over 5000 cP: ankere, porter eller spiralformede bånd som løper nær veggen, som også forbedrer kappens varmeoverføring.
• Emulsjons- og spredningsplikt: rotor-statorhoder, noen ganger under vakuum.

For enkel blanding med lav viskositet er et enkelt-vegget omrørt ofte det mest økonomiske svaret, med det sparte budsjettet som går til bafler og en girkasse med riktig størrelse. En 500 L til 5000 L SS304 blandetank dekker et bredt spekter av drikkevarer, sauser og lett kjemiske partier når omrøreren er tilpasset væsken.

500L–5000L SS304 Enkeltlags blandingstank for vaskemidler Blandetank i rustfritt stål for lavviskøsemidler, drikkevarer og lett kjemiske partier, med tilpassbar padle- eller ankerrøring og kapasitet på 500–5000 L. Se produkt →

Når prosessen virkelig trenger høy skjærkraft

Rotor-statorhoder dreier med spisshastigheter på omtrent 15–25 m/s og reduserer dråper eller agglomerater i området 2–50 µm, og det er derfor de er spesifisert for emulsjoner, gummier og pigmentdispersjoner i stedet for bulkblanding. De er ikke en kur for dårlig flyt: Et høyskjærhode inne i en uforstyrret tank etterlater fortsatt døde soner i hjørnene.

3000 RPM Emulgeringstank med høy skjærkraft med rotor-statorsystem Høyskjærende rotor-stator-homogenisator for stabile emulsjoner, kremer og partikkelreduksjon, med SS316L-kontaktdeler og hastigheter opp til 3000 RPM. Se produkt →

Varmeoverføring: Jakker, spoler og temperaturtilnærming

Hvis produktet må varmes opp eller avkjøles, er kappearealet ofte begrenset, fordi en kontrollsløyfe kan fungere med overflaten du bygger. Dimple jackets er det vanlige valget for fartøyer opp til ca. 20 m³, half-pipe coils håndteres høyere trykk, og interne coils tilfører areal på bekostning av rengjøringstilgang.

• Match mediet: damp for rask oppvarming, varmt vann for skånsom bruk, glykol for avkjøling under omgivelsestemperatur.
• Sjekk temperaturtilnærmingen, siden en 10 °C-tilnærming trenger langt mer areal enn en 40 °C-tilnærming.
• Isoler skalet og jakken for å redusere kondens og stabilisere batchtemperaturen.

Et mantlet kar med fordypningskappe og en omrører med variabel hastighet håndterer både blandingen og temperaturrampen i én enhet, noe som fjerner og overføringslinjen mellom karene og rengjøringen som følger med.

1000L Dimple Jacketed termisk blandebeholder for jevn oppvarming Beholder med groper for sirup og kjemiske harpikser, ved hjelp av PLC-temperaturkontroll, PT100-sensorer og steinullisolasjon for å redusere varme flekker under oppvarming. Se produkt →

Materialer, finish og renholdbarhet

Karaktervalg følger produktet og rengjøringskjemikaliene, ikke tilgjengelig. SS304 dekker de fleste meieriprodukter, drikkevarer og lett kjemikalier, mens SS316L er det sikre valget for klorideksponering, sikre produkter, arbeid med høy renhet og lengre levetid.

• En innvendig finish på omtrent Ra 0,4–0,8 µm passer de fleste sanitæroppgaver; farmasøytisk arbeid krever ofte speilpolering.
• Hell bunnen mot utløpet og de indre hjørnene med radius slik at produktet ikke kan samle seg.
• Kontroller at spraykulen dekker hele arbeidsvolumet, inkludert det øvre skallet og undersiden av topphodet.
• Eliminer døde ben på instrumentdyser, siden de er en vanlig kilde til gjentatte kontamineringsfunn.

Drive, tetninger og kontroll

Spesifiser dreiemoment og strømning, ikke RPM. Girkassen bør ha en servicefaktor på minst 1,5 mot det beregnede blandemomentet, fordi oppstartsmomentet i en rask viskos batch kan være flere ganger det løpende tallet. For tetting holder en sanitær mekanisk tetning eller en skyllbar leppetetting smøremiddel fjernes fra produktet.

• En driver med variabel frekvens for flere oppskrifter én tank og unngår overskjæring av følsomme produkter.
• Lasteceller, en PT100-sonde og en konduktivitets- eller pH-sensor gjør karet til et overvåket prosesstrinn.
• Oppskriftskontroll på en PLS med datalogging forenkler batch-poster og rengjøringsverifisering.

Seks feil som dukker opp etter oppstart

1. Dimensjonerer på totalt volum, og lurer på hvorfor en halv batch aldri blander seg.
2. Utelate bafler på et lavviskositetsprodukt, slik at det dannes en overflatevirvel og pulverflyter.
3. Montering av impelleren for høyt fra bunnen, og etterlater et sedimentlag som aldri løfter seg.
4. Undermåler jakkeområdet, og prøver deretter å korrigere det med en større kontrollventil.
5. Ignorerer CIP-dekning for topphodet og dysene.
6. Kjøper på RPM i stedet for dreiemoment og flyt, som senere vises som motoroverbelastning i en kald, viskos batch.

En sjekkliste for å godkjenne før fremstilling

• Driftsdata: viskositetskurve, faste stoffer, batchområde, blandingstidsmål.
• Geometri: arbeidsvolum, væskehøydeforhold, baffelstørrelse og -antall, impellertype, diameter og avstand fra bunnen.
• Varmeoverføring: kappetype, overflateareal, media, temperaturtilnærming, isolasjon.
• Materialer og finish: grad, overflateruhet, sveisebehandling, helling til drenering.
• Driv og tetninger: dreiemoment, servicefaktor, tetningstype, VFD-område.
• Instrumentering og rengjøring: sensordyser, sprayenheter, kontrollfilosofi.

God blandetankdesign er for det meste et om rekkefølge: spørsmål plikter, dimensjoner geometrien, velg pumpehjulet for væsken, bli kreft deretter ved kappen, finishen og drivverket kan levere prosessen med om. Gjør de fire trinnene riktige, og en 1000 L kar vil oppføre seg nøyaktig som forutsagt ved 600 L, ved 60 °C og i den tiende rengjøringssyklusen.

YME Equipment Co., Ltd bygger sanitærbeholdere med én vegg, kappe, høyskjærings- og vakuumblandingsbeholdere for meieri, drikke, brygging, bioteknologi og kjemisk bruk. Hvis du har tjenestedata og et batchområde, sende dem til ingeniørteamet og få agitatoren og jakken sjekket mot tallene før tegningene fryses.