Lâminas raspadoras em misturadores de alta viscosidade: por que o contato com a parede determina a uniformidade da mistura.

O adesivo para parede é um produto separado.

Em um recipiente agitado, o material junto à parede é mantido por atrito contra uma superfície que não se move. A maior parte da mistura é cisalhada e revolvida pelo elemento de mistura, mas os poucos milímetros junto à parede permanecem essencialmente estacionários, e nenhuma quantidade de velocidade adicional do eixo altera isso, porque o elemento de mistura nunca os toca.

O que torna isso um problema de qualidade, e não apenas estético, é que o filme tem um histórico diferente do lote. Ele sofreu muito menos cisalhamento, então os aglomerados permanecem intactos. Ele fica em contato com a camisa de aquecimento/resfriamento, portanto, se a camisa estiver aquecendo ou resfriando, ele estará em uma temperatura diferente. Ele permanece ali durante todo o tempo de processamento do lote, então, se o produto for reativo ou contiver solvente, ele teve muito mais tempo para reagir ou liberar solvente.

Na descarga, o filme retorna ao lote, seja porque o recipiente está inclinado ou porque a última porção escorre pela parede. É nesse momento que a consequência aparece: partículas de gel em um revestimento, pontos de pigmento não dispersos em uma tinta ou uma diferença de tonalidade entre o primeiro e o último tambor preenchido com o mesmo lote.

Por que uma maior velocidade do eixo não resolve o problema?

O instinto, quando um lote não é uniforme, é processá-lo por mais tempo ou mais rápido. Para a película de parede, nenhuma das duas opções funciona bem, e a razão é geométrica, não uma questão de potência.

Um disco dispersor cria um vórtice e um forte padrão de fluxo radial, mas a velocidade do fluxo cai a zero exatamente onde a parede está, porque a parede é a condição de contorno. Aumentar a velocidade move o conteúdo mais rapidamente e torna a película mais fina, mas também aumenta o aquecimento por cisalhamento no conteúdo e aumenta o arraste de ar, de modo que a mistura fica mais quente e mais aerada enquanto a película ainda está presente.

O raspador resolve o problema removendo-o fisicamente, em vez de tentar alcançá-lo com o fluxo. A lâmina varre a parede e retorna o filme para a zona onde o elemento de mistura atua. É por isso que o raspador está no braço de baixa velocidade: ele não precisa de velocidade, precisa fazer contato a cada revolução, e o braço de baixa velocidade é o que varre toda a circunferência do recipiente.

Onde o raspador se posiciona em uma máquina real

Em um misturador concêntrico de eixo duplo, a configuração é explícita: um eixo interno de alta velocidade realiza a dispersão, enquanto um braço externo de baixa velocidade suporta o raspador de parede e lida com a mistura a granel. Os dois eixos funcionam independentemente, permitindo que o braço de baixa velocidade varra lentamente enquanto o disco interno gira em alta velocidade periférica.

A gama de PCM publicada mostra como as duas funções são divididas. A velocidade de mistura é fixa por modelo e diminui à medida que o recipiente aumenta de tamanho, enquanto a velocidade de dispersão permanece na mesma faixa em toda a gama. Essa divisão é o objetivo: o braço da estrutura não precisa de velocidade para raspar, portanto, em um tanque grande, ele pode girar lentamente e ainda assim varrer toda a parede.

Faixa de eixo duplo concêntrico PCM. O braço da estrutura de baixa velocidade suporta o raspador de parede de PTFE; o eixo interno suporta o elemento dispersor.

Especificando a lâmina: Material, folga, desgaste

Uma vez que um raspador é incluído nas especificações, três decisões definem se ele funcionará por anos ou se tornará um item de manutenção.

O material da lâmina

O PTFE é o padrão porque é quimicamente inerte a quase todos os veículos usados ​​em revestimentos, tintas e selantes, e porque seu baixo atrito permite que ele deslize sobre a parede do recipiente em vez de abrasá-la. Uma lâmina de metal desgastaria a parede, e em um recipiente encamisado, a parede é a superfície de transferência de calor, portanto, o desgaste não é apenas um problema mecânico. A lâmina é tratada como a peça substituível, o que é o correto: ela é barata, e a parede não.

A autorização

A lâmina deve remover a película sem pré-carregar contra a parede. Se estiver muito frouxa, uma camada estagnada permanece por baixo; se estiver muito apertada, tanto a lâmina quanto a parede se desgastam. Além disso, em vasos com camisa de aquecimento, a folga varia com a temperatura, de modo que uma lâmina ajustada com folga insuficiente em operação a frio pode emperrar quando a camisa aquecer. A abordagem prática é ajustar a folga a frio, aquecer o vaso até a temperatura de operação e verificar novamente.

O caminho de desgaste

Em um raspador de produto abrasivo, o desgaste é mais rápido na borda de ataque e no ponto onde a lâmina encontra o raio da base do recipiente, pois é ali que a geometria muda e a carga se concentra. Verificar esses dois pontos é o que transforma uma peça de desgaste em um item de manutenção programada, em vez de uma falha que se manifesta como uma reclamação de contaminação.

• LâminaPTFE, substituído em intervalos de desgaste em vez de em caso de falha.
• Braço, aço inoxidável, que suporta a lâmina e define seu ângulo
• Liquidação, configurado para frio, verificado a quente, registrado como valor de comissionamento
• Pontos de inspeção, borda de ataque e transição do raio da base

O que muda quando o vaso é encamisado ou submetido a vácuo?

Duas opções comuns alteram a função do raspador sem modificar seu design.

Um recipiente com camisa de aquecimento introduz uma diferença de temperatura ao longo da parede. A película na parede é o material mais próximo da superfície de transferência de calor, sendo, portanto, o material mais afetado por ela. Em uma aplicação de resfriamento, essa película pode se tornar consideravelmente mais viscosa do que o restante do recipiente. Isso aumenta a espessura da camada que a lâmina precisa remover, o que explica, em parte, a maior utilidade de um raspador em um recipiente com camisa de aquecimento em comparação com um sem.

Sob vácuo, a situação se inverte de uma maneira interessante. A mistura está sendo desgaseificada e uma película estagnada na parede é o último lugar de onde o ar aprisionado escapará, porque não está sendo recirculada. A varredura da parede mantém essa película em circulação, permitindo que ela seja desaerada junto com o restante da mistura, em vez de reter ar até a descarga.

Três suposições que vale a pena verificar

• O fato de um tempo de processamento em lote mais longo compensar a ausência de um raspador.Não, porque o filme não considera o tempo extra como tempo de mistura. Ele o considera como tempo de permanência contra uma parede quente ou fria, o que é diferente.
• Que um disco dispersor maior alcance a parede.Um disco cria um vórtice e um padrão de fluxo radial, e ambos se anulam na parede por definição. Nada que não esteja em contato com a parede pode remover o que está sobre ela.
• Que o raspador serve apenas para pastas muito espessas.O limite útil é aquele em que o fluxo em massa para de substituir a película superficial, o que ocorre bem antes de o produto adquirir a aparência de uma pasta.

O teste prático é simples. Após um lote, observe a parede acima do nível de descarga antes da lavagem do recipiente. Se houver uma película de produto sobre ela, o lote teve duas origens.

Onde esses misturadores são construídos

Os braços da estrutura, os suportes dos raspadores e os vasos encamisados ​​são fabricados e usinados na mesma planta, razão pela qual a folga do raspador pode ser definida com base nas dimensões reais do vaso, em vez de uma tolerância de desenho.

Perguntas frequentes