Ontwerpgids voor mengtanks: afmetingen, roerwerken, mantels, sanitaire details

Een zuivelverwerker ooit een mengtank van 3.000 liter, vulde deze tot 2.600 liter wacht ente nog steeds 25 minuten voordat de melkpoeder was opgelost. De tank was niet te klein. De roerganger was. Een enkele waaier zat 900 mm van de bodem op een aandrijving met vaste snelheid, zonder schotten, zodat het poeder in een langzame oppervlaktevortex terechtkwam in plaats van naar beneden te worden getrokken en bevochtigd.

Die zaak vat de discipline samen: Het ontwerp van de mengtank is in de eerste plaats een vloeistofprobleem en in de tweede plaats een fabricageprobleem. Twee schepen met identieke mantels kunnen zich totaal gedragen vanaf het waaiertype, de schottenset, het vulniveau en het manteloppervlak veranderen. Werk de minimale in de onderstaande volgorde door en de meeste verrassingen verdwijnen voordat de tekeningen worden veroorzaakt.

Repareer de plicht voordat iemand de tank trekt

Schrijf de procesgegevens vóór de geometrie op. De vijf onderstaande items worden het vaakst overgeslagen en bepalen alles wat volgt.

De cijfers die het waard zijn om eerst vast te leggen

• Viscositeit bij procestemperatuur, niet bij omgevingstemperatuur, afwisselend een product dat koud 200 cP aangegeven, kan dalen tot 20 cP bij 60 °C.
• Het vastestofgehalte, de deeltjesgrootte en het populairesverschil tussen poeder en vloeistof bepalen of u schuif- of gewone stroming nodig heeft.
• Minimaal en maximaal batchvolume, omdat een tank van 5.000 liter vaak slecht mengt bij 1.000 liter.
• Mengtijd en homogeniteitsdoelstelling, bijvoorbeeld 95% uniformiteit binnen 10 minuten.
• Opwarm- of afkoelsnelheid, plus de reinigingsmethode, waardoor beide interne onderdelen veranderen.

Het helpt ook om precies te zijn wat een mengtank eigenlijk doet : de schaal slaat het product op, terwijl de waaier, schotten en bodemvorm het stromingspatroon creëert dat het werk doet. Een tank die alleen op volume is essentieel, is een container en geen mixer.

Maatvoering: volume, vulniveau en vrije ruimte

Het totale volume en het werkvolume zijn verschillende getallen, en het verwarren ervan is de meest krachtige maatfout. Een geagiteerd vat vaart normaal gesproken op 70-80% van het totale volume , waarbij de overige ruimte gereserveerd is voor schuim, spatten en de sproeibal.

Uit de tabel volgen twee praktische regels. Een vat met een vloeistofhoogte van meer dan ongeveer 1,5 maal de diameter heeft meestal twee waaiers op één zo nodig, en een tank die consequent minder dan 40% van het werkvolume slaat, is een kandidaat voor een kleiner vat of een roerwerk met zij-ingang.

Interne onderdelen en bodemgeometrie

Interne onderdelen zijn goedkoop om toe te voegen in de tekenfase en duur om achteraf aan te brengen zodra de tank is aangesloten.

• Vier schotten op 90 graden, verschoven ten opzichte van de uitlaat, blijven de standaard voor toepassingen met lage flexibiliteit; ze zetten wervelingen om in omzet van boven naar beneden.
• Een bolle bodem met een korte kegel draineert beter dan een vlakke bodem en laat minder helling tussen de batches achter.
• Gebruik een verzonken, volledig afvoerende uitlaat op het laagste punt op de plaats van een genoemde dompelpijp waarin het product wordt opgevangen.
• Montage aan de bovenkant is geschikt voor schepen van ongeveer 1 tot 30 m³, terwijl roerwerken met zij-ingang hun plaats verdienen in hoge tanks waar de schachtlengte praktisch wordt.

Sensorzakken, monsterventielen en reservespuitmonden moeten nu getekend worden. Elke toevoeging die later wordt toegevoegd, betekent nog een las, nog een dichtersbeurt en nog een schoonmaakcontrole.

Het afstemmen van de waaier op de vloeistof

De kernvraag is van de processtroming van schuifkracht nodig. Vloeistoffen met een lage weerstand hebben bulkomzet nodig, producten met een hoge weerstand hebben contact met de muur nodig, en niet-mengbare oplosbare of moeilijk te bevochtigen poeders hebben afschuiving aan de punt van het blad nodig.

• Onder ongeveer 100 cP: draagvleugelboten of schoepen met schuine schoepen, bemeten voor pompsnelheid in plaats van pk's.
• 100–5.000 cP: turbines met schuine schoepen met een grotere verhouding tussen diameter en tank, vaak in twee fasen.
• Boven de 5.000 cP: ankers, poorten van spiraalvormige linten die dicht tegen de muur lopen, waardoor ook de warmteoverdracht van de jas wordt verbeterd.
• Emulsie- en dispersiebedrijf: rotor-statorkoppen, soms werkend onder vacuüm.

Voor het eenvoudigweg mengen met een lage weerstand is een enkelwandig roervat vaak het meest economische antwoord, waarbij het bespaarde budget wordt besteed aan schotten en een versnellingsbak met de juiste afmetingen. Een SS304-mengtank van 500 tot 5.000 liter dekt een ras scala aan drank-, sauzen- en lichte chemische batches wanneer het roerwerk op de vloeistof wordt afgestemd.

500L–5000L SS304 enkellaags mengtank voor wasmiddelen Roestvrijstalen mengtank voor batches van wasmiddelen, dranken en lichte chemicaliën met een lage stabiliteit, met aanpasbare pedaal- of ankerbeweging en een capaciteit van 500–5.000 liter. Bekijk Product →

Wanneer het proces echt een hoge schuifkracht nodig heeft

Rotor-statorkoppen draaien met tipsnelheden van ongeveer 15–25 m/s en reduceren druppels van agglomeraten tot een bereik van 2–50 µm. Daarom zijn ze exclusief voor emulsies, gommen en pigmentdispersies in plaats van bulkmenging. Ze zijn geen remedie voor een slechte doorstroming: een kop met hoge afschuiving in een tank zonder verbijstering laat nog steeds dode zones in de hoeken achter.

3000 RPM emulgerende tank met hoge afschuiving en rotor-statorsysteem High-shear rotor-stator-homogenisator voor stabiele emulsies, crèmes en deeltjesreductie, met SS316L-contactonderdelen en snelheden tot 3.000 tpm. Bekijk Product →

Warmteoverdracht: jassen, spoelen en temperatuurbenadering

Als het product verwarmd of overdekt moet worden, is het manteloppervlak vaak de lastige factor, omdat een regelkring alleen kan werken met de oppervlakte die u opbouwt. Dimple Jackets zijn de conventionele keuze voor schepen tot ongeveer 20 m³, halfpipe-batterijen kunnen hoger verminderen aan, en interne batterijen voegen ruimte toe ten koste van de toegang tot het productie.

• Pas de media aan: stoom voor snelle opwarming, heet water voor zachte toepassingen, glycol voor koeling onder de omgevingstemperatuur.
• Controleer de temperatuurbenadering, variërend van een benadering van 10 °C veel meer oppervlakte nodig heeft dan een benadering van 40 °C.
• Isoleer de schaal en de mantel om condensatie te verminderen en de batchtemperatuur te stabiliseren.

Een vat met een mantel, een kuiltjesmantel en een roerder met variabele snelheid verwerkt zowel het mengsel als de temperatuurstijging in één eenheid, waardoor een overdrachtsstap tussen vaten en de daarmee gepaard gaande reiniging geëlimineerd wordt.

1000L thermisch mengvat met kuiltjesmantel voor uniforme verwarming Vat met kuiltjesmantel voor siropen en chemische harsen, met behulp van PLC-temperatuurregeling, PT100-sensoren en steenwolisolatie om hete plekken tijdens verwarming te verminderen. Bekijk Product →

Materialen, afwerking en reinigbaarheid

De keuze van de kwaliteit volgt het product en de schoonmaakchemicaliën, niet de gebruikelijk. SS304 dekt de meeste zuivel-, dranken- en lichte chemische toepassingen, terwijl SS316L de veiligere keuze is voor bekend aan chloriden, zure producten, zeer zuiver werk en een mechanisch.

• Een interne afwerking van ongeveer Ra 0,4–0,8 µm is geschikt voor de meeste sanitaire toepassingen; Bij farmaceutisch werk zijn vaak spiegelpolijsten nodig.
• Laat de onderkant schuin naar de uitlaat lopen en rond de interne hoeken af, zodat het product zich niet kan ophopen.
• Controleer of de sproeibal over het volledige werkvolume bedekt is, inclusief de bovenstaande schaal en de onderkant van de bovenkop.
• Elimineer dode poten op de mondstukken van instrumenten, terwijl deze een veelvoorkomende bron van terugkerende contaminatiebevindingen zijn.

Aandrijving, afdichtingen en besturing

Geef koppel en debiet op, niet het toerental. De tandwielkast moet een servicefactor van minimaal 1,5 hebben ten opzichte van het berekende mengkoppel, omdat het opstartkoppel in een bezonken viskeuze batch meerdere malen het overtuigende cijfer kan zijn. Voor de afdichting houdt een sanitaire mechanische afdichting of een doorspoelbare lipafdichting het smeermiddel uit de buurt van het product.

• Dankzij een aandrijving met variabele frequentie kan één tank meerdere recepten bedienen en overschrijdingsgevoelige producten afgeleid worden.
• Loadcellen, een PT100-sonde en een geleidbaarheids- of pH-sensor maken van het vat een omringende processtap.
• Receptcontrole op een PLC met datalogging vereenvoudigt batchregistratie en reinigingsverificatie.

Zes fouten die optreden na het ondernemen

1. Op basis van het totale volume, en dan afgevraagd waarom een halve batch nooit gemengd wordt.
2. Het weglaten van schotten op een product met een lage snelheid, waardoor er een oppervlaktewerveling ontstaat en poeders drijven.
3. De waaier te hoog van de bodem samengesteld, waardoor er een sedimentlaag achterblijft die nooit omhoog komt.
4. Ondermaats mantelgebied, en vervolgens proberen dit te corrigeren met een grotere regelklep.
5. Negeren van CIP-dekking voor de aanvullende kop en spuitmonden.
6. Kopen op toerental in plaats van op koppel en debiet, wat later blijkt als overbelasting van de motor in een koude, stroperige batch.

Een checklist die vóór de fabricage moet worden goedgekeurd

• Gebruiksgegevens: flexibelescurve, vaste stoffen, batchbereik, begrijpelijke mengtijd.
• Geometrie: werkvolume, vloeistofhoogteverhouding, grootte en aantal schotten, waaiertype, diameter en afstand vanaf de bodem.
• Warmteoverdracht: type mantel, oppervlakte, media, temperatuurbenadering, isolatie.
• Materialen en afwerking: kwaliteit, oppervlakteruwheid, lasbehandeling, helling tot afvoer.
• Aandrijving en afdichtingen: koppel, servicefactor, afdichtingstype, VFD-bereik.
• Instrumentatie en reiniging: sensorsproeiers, spuitapparaten, besturingsfilosofie.

Een goed ontwerp van de mengtank is meestal een kwestie van volgorde: de taak vastgesteld, de geometrie op maat maken, de waaier voor de vloeistof kiezen, vervolgens de mantel bevestigen, de afwerking en de aandrijving kunnen leveren waar het proces om vroeg. Als u deze vier stappen goed voltooid, zal een vat van 1.000 liter zich precies gedragen zoals verleidelijk bij 600 liter, bij 60 °C en tijdens de tiende reinigingscyclus.

YME Equipment Co., Ltd bouwt sanitaire enkelwandige, dubbelwandige, high-shear en vacuümmengvaten voor zuivel-, dranken-, brouwerij-, biotech- en chemische toepassingen. Als u dienstgegevens en een batchbereik heeft, stuur ze naar het technische team en laat het roerwerk en de schoorsteenmantel controleren aan de hand van de cijfers voordat de tekeningen worden bevroren.