Máy trộn lực cắt thấp là gì?

Máy trộn lực cắt thấp tạo ra ba hiệu ứng với lưu chất: lưu lượng, độ xoáy và lực cắt.

Tùy theo loại cánh khuấy, tốc độ và (do đó) mức tiêu thụ điện, lưu lượng càng thấp thì lực cắt càng cao. Lấy ví dụ, năng lượng được phân tán quanh bộ cánh khuấy tua-bin dưới dạng ứng suất cắt, còn bộ cánh khuấy chân vịt sẽ phân tán năng lượng theo dòng chảy hướng trục. Bộ cánh khuấy chân vịt sẽ được dùng cho máy trộn có lực cắt thấp và tốc độ quay thấp, vì ứng suất cắt sẽ tăng lên theo tốc độ đầu mũi và tốc độ quay.

Một vài ứng dụng đòi hỏi lưu lượng cao, lực cắt thấp (để tối ưu hóa mức tiêu thụ điện), chẳng hạn như hỗn dịch rắn, và có ứng dụng phải tránh hoàn toàn lực cắt, ví dụ: quá trình keo tụ trong xử lý nước (tích tụ các hạt trong nước) – lực cắt có thể phá vỡ phần kết tụ.

Trộn cắt có nghĩa là gì?

Lực cắt xuất hiện do sự chênh lệch về tốc độ giữa hai dòng lưu chất. Khi bạn áp dụng lực cắt cho lưu chất phi Newton (độ nhớt thay đổi theo lực cắt), độ nhớt của lưu chất này sẽ thay đổi: 

  • Giảm đi: lưu chất giả dẻo
  • Tăng lên: lưu chất trương nở
  • Hóa rắn khi lực cắt vượt một mức nhỏ: lưu chất Bingham
  • Giảm đi theo thời gian khi chịu lực cắt: lưu chất thixotropic
  • Giảm đi theo thời gian khi chịu lực cắt: lưu chất rheopectic

Lực cắt phụ thuộc vào gradient tốc độ trong lưu chất. Công suất riêng (W/m3) cũng có thể cung cấp thông tin về ứng suất cắt.

Milton Roy Mixing có nhiều bộ cánh khuấy với các gradient tốc độ khác nhau, dùng cho các cỡ hạt khác nhau. VC tối đa (Vcmax) xuất hiện quanh các lưỡi của bộ cánh khuấy.

Mục đích của hoạt động trộn có lực cắt thấp là gì?

Một số quy trình trộn đòi hỏi lực cắt rất thấp, như keo tụ hoặc polyelectrolyte. Lực cắt thường sẽ phá hủy các phần kết tụ trong quá trình keo tụ. Khi đó, hoạt động trộn cần phải nhẹ nhàng và có lực cắt thấp. Hoạt động trộn có lực cắt thấp còn có thể được áp dụng cho hỗn dịch đặc, cần đến lưu lượng cao.

Máy trộn lực cắt thấp và lực cắt cao có gì khác nhau?

Mỗi loại máy có lợi ích gì, nên sử dụng trong các trường hợp nào và vào lúc nào? 

Điều này phụ thuộc vào loại cánh khuấy và tốc độ quay. Tốc độ quay phải cao đối với bộ cánh khuấy tua-bin và thấp đối với bộ cánh khuấy chân vịt. Một số quy trình đòi hỏi lực cắt rất thấp như keo tụ, vì lực cắt sẽ phá hủy phần kết tụ. Hỗn dịch rắn, truyền nhiệt và đồng nhất hóa (các lưu chất trộn lẫn được) cũng ưu tiên dòng chảy nên cần lực cắt thấp.

Mặt khác, lực cắt cao sẽ cần cho hoạt động nhũ hóa, đồng nhất hóa lưu chất không trộn lẫn được, phân tán khí hoặc dung dịch.

Trong lĩnh vực xử lý nước, khác với quy trình keo tụ, quy trình đông tụ đòi hỏi lực cắt cao để trộn nhanh chất đông tụ với nước.

Thiết kế lưỡi có tác động như thế nào đến lực cắt?

Bộ cánh khuấy được thiết kế để tạo ra lưu lượng cao hoặc thấp và lực cắt cao hoặc thấp. Với cùng một định mức công suất, lưu lượng càng thấp thì lực cắt càng cao.

Bộ cánh khuấy chân vịt như SABRE sẽ cho lưu lượng cao nhưng lực cắt thấp. Bộ cánh khuấy tua-bin (ví dụ: Rushton), được thiết kế để tạo dòng chảy hướng tâm, sẽ cho lưu lượng thấp nhưng lực cắt cao.

Máy trộn lực cắt cao và lực cắt thấp cùng hoạt động ở mức tốc độ nào?

Tốc độ rất thấp được sử dụng để hạn chế tốc độ đầu mũi và lực cắt. Máy trộn keo tụ thông thường sẽ sử dụng bộ cánh khuấy hướng trục có tốc độ đầu mũi dưới 1,5 mét/giây.

Những điểm cần cân nhắc khi chọn máy trộn lực cắt thấp?

Khi lựa chọn thiết bị trộn lực cắt thấp, cần xem xét hình dạng tổng thể của bộ cánh khuấy. Nên ưu tiên bộ cánh khuấy phù hợp với lưu lượng hơn là lực cắt, cũng như là với tốc độ quay thấp.

Ngoài ra, cần cân nhắc cả gradient tốc độ. Công suất riêng (W/m3) cũng có thể cung cấp thông tin về ứng suất cắt.

Máy trộn lực cắt thấp của Milton Roy

Máy trộn HELISEM dòng FRF của Milton Roy được thiết kế riêng để có lực cắt thấp trong quy trình keo tụ. Sản phẩm được trang bị bộ cánh khuấy SABRE hai lưỡi, nổi bật trên thị trường nhờ hiệu suất và mức tiết kiệm điện.

Giải pháp trộn của Milton Roy

Milton Roy Mixing sản xuất các máy khuấy từ bên vào và từ trên xuống cho tất cả các ngành. Chúng tôi cung cấp máy khuấy ROBIN từ trên xuống tiêu chuẩn vì chúng tôi chắc chắn có giải pháp phù hợp với nhu cầu của bạn.