Que sont les mélangeurs de cisaillement élevés?

Les mélangeurs de cisaillement élevés sont des dispositifs conçus pour combiner complètement les composants fluides, gazeux et solides qui ne se mélangeraient normalement pas complètement en utilisant des méthodes conventionnelles.Ces dispositifs utilisent un phénomène de dynamique fluide connu sous le nom de contrainte de cisaillement pour combiner des matériaux difficiles à mélange.La déformation de cisaillement se produit lorsque deux corps fluides se déplacent les uns sur les autres à différentes vitesses, créant une zone de déformation le long de la zone de contact entre eux.Les mélangeurs de cisaillement élevés utilisent une série d'immeubles à grande vitesse tournant dans un boîtier stationnaire pour mélanger efficacement un matériau composant introduit dans un flux constant d'un autre à des vitesses différentes.Il existe plusieurs types de mélangeurs de cisaillement couramment utilisés, notamment des mélangeurs de cisaillement par lots, en ligne et ultra-hauts.

Les combinaisons de matériaux qui, dans des conditions normales, ne se mélangent pas complètement sont appelées mélanges non miscibles.L'huile et l'eau sont un bon exemple d'une paire d'éléments généralement incompatible.La combinaison approfondie des combinaisons normalement incompatibles de liquides, de solides et de gaz est cependant une partie nécessaire de nombreux processus industriels et chimiques.Lorsque des méthodes de combinaison normales échouent, des mélangeurs de cisaillement élevés sont utilisés pour obtenir un mélange complet de composants par ailleurs non miscibles.Ces mélangeurs exploitent un mécanisme de dynamique des fluides connus sous le nom de contrainte de cisaillement qui se produit dans la zone où deux corps de matériaux se déplaçant à différentes vitesses se contactent.

La contrainte de cisaillement provoque une déformation localisée des deux flux de matériaux qui sert à les combiner vigoureusement le long du plan de cisaillement.Dans les machines de mélange de cisaillement élevées, cet effet est généralement obtenu avec une roue ou un rotor à grande vitesse qui tourne dans un boîtier statique étroit ou un stator.Les matériaux composants introduits dans la chambre créés par le stator subiront des vitesses de rotation plus élevées à son bord extérieur que celles en son centre.Ce différentiel de vitesse provoque la contrainte de cisaillement nécessaire pour combiner efficacement les matériaux.Ces combinaisons peuvent être constituées de différents fluides, liquides et gaz ou appariements fluides et solides, dont les mélanges résultants sont appelés émulsions, lysols et suspensions, respectivement.

Plusieurs types différents de mélangeurs de cisaillement élevés sont généralementrencontrés dans les industries de transformation des aliments, pharmaceutiques, cosmétiques et de papier.Il s'agit notamment de mélangeurs de cisaillement par lots, en ligne et ultra-hauts, chacun avec des avantages opérationnels spécifiques.Les mélangeurs par lots disposent d'un réservoir de mélange avec la roue située dans son fond avec des matériaux composants chargés dans le réservoir du haut, permettant à ce type de mélangeur de traiter rapidement de grands volumes.Les mélangeurs en ligne sont particulièrement adaptés pour mélanger les combinaisons de liquide / poudre et comportent un arrangement d'alimentation / décharge linéaire qui tire le mélange à travers lui ainsi que le mélange des matériaux.Les mélangeurs à cisaillement ultra-élevés permettent généralement un mélange de passes à un seul pass et ont une série de perforations dans le stator à travers lequel les matériaux sont forcés à grande vitesse.