Bekijk
Type: Whitepaper
Batch (high) shear mixers worden breed toegepast in industriële processen waar flexibiliteit en gecontroleerde procesopbouw essentieel zijn. Hoewel deze systemen vaak worden beoordeeld op basis van toerental of vermogen, geven deze parameters slechts beperkt inzicht in de daadwerkelijke procesprestaties.
De effectiviteit van een batch mixer wordt bepaald door een combinatie van factoren: mechanisch ontwerp, stromingsgedrag, snijcapaciteit en de interactie met producteigenschappen. Daarbij is vooral de manier waarop energie wordt overgedragen — en hoe vaak het product wordt blootgesteld aan deze energie — bepalend voor het eindresultaat.
Binnen batchprocessen bestaan verschillende typen high shear mixers, waaronder rotor-stator systemen, high speed dispersers en high flow impact shear mixers. Deze systemen verschillen fundamenteel in werkingsmechanisme en toepassingsgebied.
Rotor-stator mixers genereren shear door product door een nauwe spleet en statoropeningen te forceren. Het dominante mechanisme is shear (knippen).
Kenmerken:
Sterk in:
Deze systemen werken met een open stator en combineren:
Kenmerken:
Dispersers genereren shear via een roterende schijf en werken primair op turbulentie.
Kenmerken:
High flow impact mixers werken fundamenteel anders dan rotor-stator systemen. Het dominante mechanisme is impact (hakken): product wordt versneld en ondergaat mechanische botsingen.
Kenmerken:
Voor effectieve werking is een minimale tip speed van circa 12 m/s vereist.
Onder deze grens:
Boven deze grens:
Een high flow impact shear mixer is op lagere RPM een efficient roerwerk die zowel voor shear (hoge RPM) and circuleren (largere RPM) ingezet kan worden.
Het onderscheid tussen shear en impact is fundamenteel:
Dit bepaalt:
Shear is nauwkeurig en controleerbaar, impact is snel maar minder voorspelbaar.
Snijcapaciteit bepaalt hoeveel mechanische bewerking plaatsvindt.
Afhankelijk van:
Belangrijk onderscheid:
Veel processen worden beperkt door capaciteit, niet intensiteit.
Meer snijpunten verhogen capaciteit sterk, maar verlagen flow.
Flow bepaalt:
Batchsystemen zijn afhankelijk van:
Systemen verschillen:
Extra waaier bij hogere viscositeit
Bij hogere viscositeiten neemt de door de mengkop gegenereerde stroming sterk af, waardoor circulatie beperkt blijft en het aantal passages door de shear zone daalt. In zulke gevallen wordt vaak een extra aswaaier toegepast om de bulkstroming te verbeteren. Deze ondersteunt het transport van product door de tank, vermindert dode zones en verhoogt de uniformiteit van bewerking. De optimale werking ontstaat door een goede balans tussen shear (structuurverandering) en flow (producttransport).
High flow mixers zijn hier goed toepasbaar, omdat:
Door hoge flow ontstaat:
Gevolgen:
Procescontrole is essentieel.
| Ingrediënt | Rotor-stator (fijn) | Rotor-stator (grof) | Open/twin rotor | Dispergeer schijven | High flow impact mixer | + Bulkroerwerk |
| Poeders | Matig | Goed | Goed | Zeer goed | Zeer goed | Zeer goed |
| Lange vezels | Matig | Goed | Zeer goed | Goed | Slecht | Zeer goed |
| Vetten / oliën | Zeer goed | Goed | Goed | Matig | Goed | Goed |
| Indikkingsmiddelen | Matig | Goed | Goed | Goed | Zeer goed | Zeer goed |
| Eiwitten | Goed | Goed | Goed | Matig | Goed (lucht!) | Goed |
Batch high shear mixers verschillen fundamenteel in mechanisme, ontwerp en toepassingsgebied. De prestaties worden bepaald door de balans tussen shear, impact, snijcapaciteit en flow.
High flow impact mixers bieden hoge efficiëntie en snelle distributie, mits ze boven de kritische tip speed opereren. Tegelijkertijd brengen ze specifieke risico’s met zich mee, zoals luchtinslag en ongecontroleerde mechanische belasting.
De optimale keuze is altijd afhankelijk van de combinatie van producteigenschappen en procesdoelstellingen. Door deze factoren integraal te benaderen kunnen robuuste, efficiënte en reproduceerbare processen worden gerealiseerd.
Batch (high) shear mixers worden breed toegepast in industriële processen waar flexibiliteit en gecontroleerde procesopbouw essentieel zijn. Hoewel deze systemen vaak worden beoordeeld op basis van toerental of vermogen, geven deze parameters slechts beperkt inzicht in de daadwerkelijke procesprestaties.
De effectiviteit van een batch mixer wordt bepaald door een combinatie van factoren: mechanisch ontwerp, stromingsgedrag, snijcapaciteit en de interactie met producteigenschappen. Daarbij is vooral de manier waarop energie wordt overgedragen — en hoe vaak het product wordt blootgesteld aan deze energie — bepalend voor het eindresultaat.
Binnen batchprocessen bestaan verschillende typen high shear mixers, waaronder rotor-stator systemen, high speed dispersers en high flow impact shear mixers. Deze systemen verschillen fundamenteel in werkingsmechanisme en toepassingsgebied.
Rotor-stator mixers genereren shear door product door een nauwe spleet en statoropeningen te forceren. Het dominante mechanisme is shear (knippen).
Kenmerken:
Sterk in:
Deze systemen werken met een open stator en combineren:
Kenmerken:
Dispersers genereren shear via een roterende schijf en werken primair op turbulentie.
Kenmerken:
High flow impact mixers werken fundamenteel anders dan rotor-stator systemen. Het dominante mechanisme is impact (hakken): product wordt versneld en ondergaat mechanische botsingen.
Kenmerken:
Voor effectieve werking is een minimale tip speed van circa 12 m/s vereist.
Onder deze grens:
Boven deze grens:
Een high flow impact shear mixer is op lagere RPM een efficient roerwerk die zowel voor shear (hoge RPM) and circuleren (largere RPM) ingezet kan worden.
Het onderscheid tussen shear en impact is fundamenteel:
Dit bepaalt:
Shear is nauwkeurig en controleerbaar, impact is snel maar minder voorspelbaar.
Snijcapaciteit bepaalt hoeveel mechanische bewerking plaatsvindt.
Afhankelijk van:
Belangrijk onderscheid:
Veel processen worden beperkt door capaciteit, niet intensiteit.
Meer snijpunten verhogen capaciteit sterk, maar verlagen flow.
Flow bepaalt:
Batchsystemen zijn afhankelijk van:
Systemen verschillen:
Extra waaier bij hogere viscositeit
Bij hogere viscositeiten neemt de door de mengkop gegenereerde stroming sterk af, waardoor circulatie beperkt blijft en het aantal passages door de shear zone daalt. In zulke gevallen wordt vaak een extra aswaaier toegepast om de bulkstroming te verbeteren. Deze ondersteunt het transport van product door de tank, vermindert dode zones en verhoogt de uniformiteit van bewerking. De optimale werking ontstaat door een goede balans tussen shear (structuurverandering) en flow (producttransport).
High flow mixers zijn hier goed toepasbaar, omdat:
Door hoge flow ontstaat:
Gevolgen:
Procescontrole is essentieel.
| Ingrediënt | Rotor-stator (fijn) | Rotor-stator (grof) | Open/twin rotor | Dispergeer schijven | High flow impact mixer | + Bulkroerwerk |
| Poeders | Matig | Goed | Goed | Zeer goed | Zeer goed | Zeer goed |
| Lange vezels | Matig | Goed | Zeer goed | Goed | Slecht | Zeer goed |
| Vetten / oliën | Zeer goed | Goed | Goed | Matig | Goed | Goed |
| Indikkingsmiddelen | Matig | Goed | Goed | Goed | Zeer goed | Zeer goed |
| Eiwitten | Goed | Goed | Goed | Matig | Goed (lucht!) | Goed |
Batch high shear mixers verschillen fundamenteel in mechanisme, ontwerp en toepassingsgebied. De prestaties worden bepaald door de balans tussen shear, impact, snijcapaciteit en flow.
High flow impact mixers bieden hoge efficiëntie en snelle distributie, mits ze boven de kritische tip speed opereren. Tegelijkertijd brengen ze specifieke risico’s met zich mee, zoals luchtinslag en ongecontroleerde mechanische belasting.
De optimale keuze is altijd afhankelijk van de combinatie van producteigenschappen en procesdoelstellingen. Door deze factoren integraal te benaderen kunnen robuuste, efficiënte en reproduceerbare processen worden gerealiseerd.
Batch (High) Shear Mixers: mechanisch ontwerp, snijcapaciteit en geschiktheid voor verschillende ingrediënten
Download
