Bekijk
Type: Whitepaper
In lijn high shear mixers worden toegepast in processen waar reproduceerbaarheid, controle en efficiëntie centraal staan. In tegenstelling tot batchsystemen, waarin product vrij circuleert, wordt in in lijn systemen het product actief door een gedefinieerde shear zone geleid. Hierdoor kan het proces nauwkeurig worden gestuurd en ontstaat een consistente behandeling per passage.
De prestaties van een in lijn mixer worden bepaald door een combinatie van:
Binnen in lijn systemen bestaan verschillende configuraties, variërend van single-stage mixers tot multi-stage en ultra high shear varianten. Deze configuraties verschillen niet alleen in intensiteit, maar vooral in hoe energie wordt verdeeld en toegepast.
In lijn rotor-stator mixers bestaan uit een gesloten behuizing waarin een rotor-stator assemblage is geplaatst. Product wordt via de inlaat aangezogen, versneld door de rotor en door statoropeningen geperst.
Tijdens dit proces ontstaat:
Het resultaat is:
Belangrijk verschil met batchsystemen:
Elke passage door een in lijn mixer is gecontroleerd en reproduceerbaar.
Dit is de meest eenvoudige in lijn configuratie met één rotor-stator set. Deze mixer is in de meeste gevallen voorzien van een scherm (stator) met grote gaten (algemeen gebruikt), sleuven (dispergeren) of kleine gaten (emulgeren). De rotor heeft in de meeste gevallen een waaier met 3 armen.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Belangrijk: hoewel de bovengenoemde rotor-stator configuratie de meest voorkomende zijn bij dit type apparatuur zijn er ook varianten op deze rotor-stator types.
Deze machine configuratie gebruikt dezelfde opbouw als een standaard single-stage mixer, maar werkt met aanzienlijk hogere tip speeds (hogere RPM) en vaak geoptimaliseerde geometrie. Deze mixer is ook in de meeste gevallen voorzien van een scherm (stator) met grote gaten (algemeen gebruikt), sleuven (dispergeren) of kleine gaten (emulgeren). De rotor heeft in de meeste gevallen een waaier met 3 armen. In dit type shearmixers worden ook met regelmaat rotoren en statoren met kantelen en meedere snijzones toegepast, afhankelijk van het product.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Belangrijk inzicht: Een 1-stage UHS mixer verhoogt de intensiteit, maar niet het aantal shear events zoals bij multi-stage systemen.
Bij twee-traps machines wordt het product binnen één passage twee keer blootgesteld aan shear zones. Twee traps mixers hebben namelijk een axiale en radiale shear zone. Deze mixers zijn meestal voorzien van een scherm (stator) met grote gaten (algemeen gebruikt), sleuven (dispergeren) of kleine gaten (emulgeren). De rotor heeft in de meeste gevallen een waaier met 3 armen die radiale shear leveren. De axiale shear wordt geleverd door een “mes” die op de aandrijfas is geïnstalleerd voor een gatenscherm die zich in een over gedimensioneerde inlaat van de shear mixer bevinden.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Drie-traps systemen verhogen het aantal shear momenten verder door meerdere rotor-stator sets in serie te installeren. Bij drie-traps systemen wordt het product binnen één passage drie keer blootgesteld aan shear. Drie traps mixers zijn in de meeste gevallen voorzien van rotoren en statoren met kantelen om maximale snij actie, afschuiving en turbulentie te creëren. Per kop hebben deze rotoren en statoren meerder rijen met kantelen die resulteren in 3 tot 7 snijzones per kop.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Dit is de meest intensieve in lijn configuratie als het gaat om in lijn shear mixers. Ultra high shear mixers draaien op toerentallen van 7500 – 13000 RPM waarbij ze gebruik maken van drie shear trappen. Bij drie-traps ultra high shear mixers wordt het product binnen één passage drie keer blootgesteld aan shear. Drie traps mixers zijn meestal uitgerust met kantelen rotoren en statoren om maximale snij actie, afschuiving en turbulentie te realiseren. Per kop hebben de rotoren en statoren meerder rijen met kantelen die zorgen voor 3 tot 7 snijzones. De combinatie van hoge snelheid, drie shearzones en extreem veel snijmomenten zorgen ervoor dat deze machines in veel toepassingen hogedrukhomogenisatoren zouden kunnen vervangen, helemaal binnen emulgeer of vloeistof/vloeistof homogeniseer processes.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Binnen in lijn systemen wordt het proces bepaald door:
snijcapaciteit per passage × aantal passages
Snijcapaciteit wordt bepaald door:
Aantal passages wordt bepaald door:
Multi-stage systemen verhogen snijcapaciteit per passage, terwijl single-stage systemen vertrouwen op herhaling.
In lijn mixers bieden controle over de balans tussen:
Hoge flow:
Hoge shear:
Optimale prestaties ontstaan wanneer deze factoren in balans zijn.
Belangrijk: De meesten in lijn shearmixers hebben slechts een beperkte pomp capaciteit. Om deze reden is het beter om de capaciteit
Voordelen:
Er bestaan in lijn systemen die ontworpen zijn voor hogere werkdrukken.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Belangrijk inzicht: Druk versterkt de effectiviteit van shear, maar verhoogt systeemweerstand.
| Configuratie | Shear per passage | Flow | Druk | Passages nodig voor max resultaat |
| 1-stage | “Beperkt” | Hoog | “Beperkt” | 6-7 |
| 1-stage UHS | Gemiddeld | Hoog | “Beperkt” | 5-6 |
| 2-stage | Gemiddeld | Gemiddeld | Gemiddeld | 3-4 |
| 3-stage | Hoog | Lager | Hoog | 2-3 |
| 3-stage UHS | Zeer hoog | Laag | Zeer hoog | 1-2 |
Belangrijk:
In lijn high shear mixers bieden een gecontroleerde en reproduceerbare manier om dispersie-, emulsie- en mengprocessen uit te voeren. Door het product actief door de shear zone te leiden, ontstaat een consistent proces dat minder afhankelijk is van operatorinvloeden.
De keuze tussen single-stage, UHS en multi-stage configuraties hangt af van de gewenste balans tussen shear-intensiteit, flow en druk. Single-stage systemen zijn efficiënt en flexibel, terwijl multi-stage en UHS systemen hogere prestaties per passage leveren.
De optimale oplossing ligt niet in maximale shear, maar in het afstemmen van:
op de toepassing.
In lijn high shear mixers worden toegepast in processen waar reproduceerbaarheid, controle en efficiëntie centraal staan. In tegenstelling tot batchsystemen, waarin product vrij circuleert, wordt in in lijn systemen het product actief door een gedefinieerde shear zone geleid. Hierdoor kan het proces nauwkeurig worden gestuurd en ontstaat een consistente behandeling per passage.
De prestaties van een in lijn mixer worden bepaald door een combinatie van:
Binnen in lijn systemen bestaan verschillende configuraties, variërend van single-stage mixers tot multi-stage en ultra high shear varianten. Deze configuraties verschillen niet alleen in intensiteit, maar vooral in hoe energie wordt verdeeld en toegepast.
In lijn rotor-stator mixers bestaan uit een gesloten behuizing waarin een rotor-stator assemblage is geplaatst. Product wordt via de inlaat aangezogen, versneld door de rotor en door statoropeningen geperst.
Tijdens dit proces ontstaat:
Het resultaat is:
Belangrijk verschil met batchsystemen:
Elke passage door een in lijn mixer is gecontroleerd en reproduceerbaar.
Dit is de meest eenvoudige in lijn configuratie met één rotor-stator set. Deze mixer is in de meeste gevallen voorzien van een scherm (stator) met grote gaten (algemeen gebruikt), sleuven (dispergeren) of kleine gaten (emulgeren). De rotor heeft in de meeste gevallen een waaier met 3 armen.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Belangrijk: hoewel de bovengenoemde rotor-stator configuratie de meest voorkomende zijn bij dit type apparatuur zijn er ook varianten op deze rotor-stator types.
Deze machine configuratie gebruikt dezelfde opbouw als een standaard single-stage mixer, maar werkt met aanzienlijk hogere tip speeds (hogere RPM) en vaak geoptimaliseerde geometrie. Deze mixer is ook in de meeste gevallen voorzien van een scherm (stator) met grote gaten (algemeen gebruikt), sleuven (dispergeren) of kleine gaten (emulgeren). De rotor heeft in de meeste gevallen een waaier met 3 armen. In dit type shearmixers worden ook met regelmaat rotoren en statoren met kantelen en meedere snijzones toegepast, afhankelijk van het product.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Belangrijk inzicht: Een 1-stage UHS mixer verhoogt de intensiteit, maar niet het aantal shear events zoals bij multi-stage systemen.
Bij twee-traps machines wordt het product binnen één passage twee keer blootgesteld aan shear zones. Twee traps mixers hebben namelijk een axiale en radiale shear zone. Deze mixers zijn meestal voorzien van een scherm (stator) met grote gaten (algemeen gebruikt), sleuven (dispergeren) of kleine gaten (emulgeren). De rotor heeft in de meeste gevallen een waaier met 3 armen die radiale shear leveren. De axiale shear wordt geleverd door een “mes” die op de aandrijfas is geïnstalleerd voor een gatenscherm die zich in een over gedimensioneerde inlaat van de shear mixer bevinden.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Drie-traps systemen verhogen het aantal shear momenten verder door meerdere rotor-stator sets in serie te installeren. Bij drie-traps systemen wordt het product binnen één passage drie keer blootgesteld aan shear. Drie traps mixers zijn in de meeste gevallen voorzien van rotoren en statoren met kantelen om maximale snij actie, afschuiving en turbulentie te creëren. Per kop hebben deze rotoren en statoren meerder rijen met kantelen die resulteren in 3 tot 7 snijzones per kop.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Dit is de meest intensieve in lijn configuratie als het gaat om in lijn shear mixers. Ultra high shear mixers draaien op toerentallen van 7500 – 13000 RPM waarbij ze gebruik maken van drie shear trappen. Bij drie-traps ultra high shear mixers wordt het product binnen één passage drie keer blootgesteld aan shear. Drie traps mixers zijn meestal uitgerust met kantelen rotoren en statoren om maximale snij actie, afschuiving en turbulentie te realiseren. Per kop hebben de rotoren en statoren meerder rijen met kantelen die zorgen voor 3 tot 7 snijzones. De combinatie van hoge snelheid, drie shearzones en extreem veel snijmomenten zorgen ervoor dat deze machines in veel toepassingen hogedrukhomogenisatoren zouden kunnen vervangen, helemaal binnen emulgeer of vloeistof/vloeistof homogeniseer processes.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Binnen in lijn systemen wordt het proces bepaald door:
snijcapaciteit per passage × aantal passages
Snijcapaciteit wordt bepaald door:
Aantal passages wordt bepaald door:
Multi-stage systemen verhogen snijcapaciteit per passage, terwijl single-stage systemen vertrouwen op herhaling.
In lijn mixers bieden controle over de balans tussen:
Hoge flow:
Hoge shear:
Optimale prestaties ontstaan wanneer deze factoren in balans zijn.
Belangrijk: De meesten in lijn shearmixers hebben slechts een beperkte pomp capaciteit. Om deze reden is het beter om de capaciteit
Voordelen:
Er bestaan in lijn systemen die ontworpen zijn voor hogere werkdrukken.
Kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Belangrijk inzicht: Druk versterkt de effectiviteit van shear, maar verhoogt systeemweerstand.
| Configuratie | Shear per passage | Flow | Druk | Passages nodig voor max resultaat |
| 1-stage | “Beperkt” | Hoog | “Beperkt” | 6-7 |
| 1-stage UHS | Gemiddeld | Hoog | “Beperkt” | 5-6 |
| 2-stage | Gemiddeld | Gemiddeld | Gemiddeld | 3-4 |
| 3-stage | Hoog | Lager | Hoog | 2-3 |
| 3-stage UHS | Zeer hoog | Laag | Zeer hoog | 1-2 |
Belangrijk:
In lijn high shear mixers bieden een gecontroleerde en reproduceerbare manier om dispersie-, emulsie- en mengprocessen uit te voeren. Door het product actief door de shear zone te leiden, ontstaat een consistent proces dat minder afhankelijk is van operatorinvloeden.
De keuze tussen single-stage, UHS en multi-stage configuraties hangt af van de gewenste balans tussen shear-intensiteit, flow en druk. Single-stage systemen zijn efficiënt en flexibel, terwijl multi-stage en UHS systemen hogere prestaties per passage leveren.
De optimale oplossing ligt niet in maximale shear, maar in het afstemmen van:
op de toepassing.
In lijn High Shear Mixers: configuraties, werkingsprincipe en invloed van shear, flow en druk
