혼합 탱크 설계 가이드: 크기 조정, 교반기, 재킷, 위생 세부 사항

한 유제품 가공업자는 한때 3,000L 용량의 혼합 탱크를 주문하고 이를 2,600L까지 채웠으며 분유가 녹을 때까지 25분을 기다렸습니다. 탱크는 너무 작지 않았습니다. 교반기였습니다. 단일 임펠러는 배플 없이 고정 속도 드라이브의 바닥에서 900mm 떨어져 있으므로 분말이 아래로 당겨져 젖는 대신 느린 표면 소용돌이를 탔습니다.

이 사례는 규율을 요약합니다. 혼합 탱크 설계는 먼저 유체 문제이고 두 번째로 제조 문제입니다. 동일한 쉘을 가진 두 용기는 임펠러 유형, 배플 세트, 충전 레벨 및 재킷 표면이 변경되면 완전히 다르게 작동할 수 있습니다. 아래 순서대로 결정을 내리면 대부분의 놀라움은 도면이 공개되기 전에 사라집니다.

누구든지 탱크를 끌기 전에 의무를 해결하세요

기하학 이전에 프로세스 데이터를 기록해 두십시오. 아래 5개 항목은 가장 자주 건너뛰는 항목으로, 이후의 모든 항목을 결정합니다.

먼저 고정할 가치가 있는 숫자

• 실온이 아닌 공정 온도에서의 점도. 냉간 온도가 200cP인 제품이 60°C에서는 20cP로 떨어질 수 있기 때문입니다.
• 고체 함량, 입자 크기, 분말과 액체 사이의 밀도 차이에 따라 전단 흐름이 필요한지 일반 흐름이 필요한지 결정됩니다.
• 5,000L 크기의 탱크가 1,000L에서 제대로 혼합되지 않는 경우가 많기 때문에 최소 및 최대 배치 용량입니다.
• 혼합 시간 및 균질성 목표(예: 10분 이내에 95% 균일성)
• 가열 또는 냉각 속도와 세척 방법이 모두 내부를 변경하기 때문입니다.

또한 정확하게 파악하는 데 도움이 됩니다. 혼합 탱크가 실제로 하는 일 : 쉘은 제품을 저장하고 임펠러, 배플 및 바닥 모양은 작업을 수행하는 흐름 패턴을 만듭니다. 부피로만 지정된 탱크는 믹서가 아닌 컨테이너입니다.

크기 조정: 용량, 채우기 수준 및 헤드스페이스

총량과 작업량은 서로 다른 숫자이며 이를 혼동하는 것이 가장 일반적인 크기 조정 오류입니다. 교반된 용기는 일반적으로 다음 위치에서 작동합니다. 전체 부피의 70~80% , 나머지 공간은 폼, 스플래싱 및 스프레이 볼을 위해 예약되어 있습니다.

두 가지 실제 규칙이 표에 나와 있습니다. 액체 높이가 직경의 약 1.5배를 넘는 용기에는 일반적으로 하나의 샤프트에 2개의 임펠러가 필요하며 작업량의 40% 미만으로 지속적으로 작동하는 탱크는 더 작은 용기 또는 측면 입구 교반기에 대한 후보입니다.

내부 및 바닥 형상

내부 부품은 도면 단계에서 추가하는 데 비용이 저렴하고 탱크를 배관한 후 개조하는 데 비용이 많이 듭니다.

• 배출구에서 오프셋된 90도 배플 4개는 저점도 작업에 대한 기본값으로 유지됩니다. 그들은 소용돌이를 위에서 아래로의 회전율로 변환합니다.
• 짧은 원뿔이 있는 접시형 바닥은 평평한 바닥보다 배수가 잘 되며 배치 사이에 굽이 덜 남습니다.
• 제품을 가두는 높은 딥 파이프 대신 가장 낮은 지점에서 완전히 배수되는 플러시 배출구를 사용하십시오.
• 상단 입구 장착은 약 1~30m3의 용기에 적합한 반면, 측면 입구 교반기는 샤프트 길이가 실용적이지 않은 높은 탱크에 적합합니다.

이제 센서 포켓, 샘플 밸브 및 예비 노즐을 그려야 합니다. 나중에 추가되는 모든 것은 또 다른 용접, 또 다른 광택 및 또 다른 청소 점검을 의미합니다.

임펠러를 유체에 일치시키기

핵심 질문은 공정에 흐름이 필요한지 전단이 필요한지 여부입니다. 저점도 액체는 대량 회전율이 필요하고, 고점도 제품은 벽 접촉이 필요하며, 혼합되지 않는 액체나 젖기 어려운 분말은 블레이드 팁에서 전단력이 필요합니다.

• 약 100cP 미만: 마력보다는 펌핑 속도에 맞춰 크기가 조정된 수중익선 또는 피치 블레이드 임펠러.
• 100~5,000 cP: 탱크에 대한 직경 비율이 더 큰 피치 블레이드 터빈으로, 종종 2단으로 구성됩니다.
• 5,000cP 이상: 앵커, 게이트 또는 나선형 리본이 벽에 가깝게 배치되어 재킷 열 전달도 향상됩니다.
• 유제 및 분산 역할: 회전자-고정자 헤드, 때로는 진공 상태에서 작동.

간단한 저점도 혼합의 경우, 절약된 예산을 배플과 정확한 크기의 기어박스에 투입하는 단일벽 교반 용기가 가장 경제적인 대답인 경우가 많습니다. 500L ~ 5,000L SS304 혼합 탱크는 교반기가 유체와 일치할 때 다양한 음료, 소스 및 가벼운 화학 물질 배치를 처리합니다.

500L–5000L SS304 세제용 단층 혼합 탱크 저점도 세제, 음료 및 가벼운 화학물질 배치를 위한 스테인레스 스틸 혼합 탱크는 맞춤형 패들 또는 앵커 교반 기능과 500~5,000L 용량을 갖추고 있습니다. 제품보기 →

공정에 실제로 고전단이 필요한 경우

로터-고정자 헤드는 대략 15~25m/s의 팁 속도로 회전하고 작은 물방울이나 덩어리를 2~50μm 범위로 줄입니다. 이것이 바로 벌크 블렌딩보다는 에멀젼, 검 및 안료 분산에 사용되는 이유입니다. 이는 불량한 흐름에 대한 치료법이 아닙니다. 방해 장치가 없는 탱크 내부의 고전단 헤드는 여전히 모서리에 데드 존을 남깁니다.

로터-고정자 시스템을 갖춘 3000RPM 고전단 유화 탱크 SS316L 접촉 부품을 사용하고 최대 속도가 3,000RPM인 안정적인 유제, 크림 및 입자 감소를 위한 고전단 회전자-고정자 균질화기입니다. 제품보기 →

열 전달: 재킷, 코일 및 온도 접근 방식

제품을 가열하거나 냉각해야 하는 경우 재킷 면적이 제한 요인이 되는 경우가 많습니다. 왜냐하면 제어 루프는 사용자가 구축한 표면적에서만 작동할 수 있기 때문입니다. 딤플 재킷은 최대 약 20m3의 용기에 일반적으로 선택되며, 하프 파이프 코일은 더 높은 압력을 처리하고, 내부 코일은 청소 접근 비용으로 면적을 추가합니다.

• 매체를 일치시키십시오: 빠른 가열을 위한 증기, 부드러운 작업을 위한 뜨거운 물, 주변 온도 이하로 냉각시키기 위한 글리콜.
• 10°C 접근 방식은 40°C 접근 방식보다 훨씬 더 많은 영역이 필요하므로 온도 접근 방식을 확인하십시오.
• 응축을 줄이고 배치 온도를 안정화하기 위해 쉘과 재킷을 단열합니다.

딤플 재킷과 가변 속도 교반기가 있는 재킷 용기는 하나의 장치에서 블렌드와 온도 램프를 모두 처리하므로 용기 간의 이동 단계와 그에 따른 세척 작업이 필요하지 않습니다.

균일한 가열을 위한 1000L 딤플 자켓형 열 혼합 용기 PLC 온도 제어, PT100 센서 및 암면 단열재를 사용하여 가열 중 핫스팟을 줄이는 시럽 및 화학 수지용 딤플 재킷 용기입니다. 제품보기 →

재료, 마감 및 세척성

등급 선택은 습관이 아닌 제품과 세척용 화학물질을 따릅니다. SS304는 대부분의 유제품, 음료 및 경화학 제품을 다루는 반면, SS316L은 염화물 노출, 산성 제품, 고순도 작업 및 긴 서비스 수명을 위한 보다 안전한 선택입니다.

• 대략 Ra 0.4–0.8 µm의 내부 마감은 대부분의 위생 목적에 적합합니다. 제약 작업에는 종종 거울 연마가 필요합니다.
• 제품이 고이지 않도록 바닥을 콘센트쪽으로 기울이고 내부 모서리에 반경을 지정하십시오.
• 상부 쉘과 상부 헤드의 아래쪽을 포함하여 전체 작업량에 걸쳐 스프레이 볼 적용 범위를 확인합니다.
• 반복적으로 오염이 발견되는 일반적인 원인인 기기 노즐의 데드 레그를 제거합니다.

드라이브, 씰 및 제어

RPM이 아닌 토크와 유량을 지정하십시오. 기어박스는 계산된 혼합 토크에 대해 최소 1.5의 서비스 계수를 가져야 합니다. 왜냐하면 안정된 점성 배치의 시동 토크는 실행 수치의 여러 배가 될 수 있기 때문입니다. 밀봉을 위해 위생적인 ​​기계적 밀봉 또는 플러시 가능한 립 밀봉을 통해 윤활유가 제품에 묻지 않도록 합니다.

• 가변 주파수 드라이브를 사용하면 하나의 탱크에서 여러 레시피를 처리할 수 있으며 전단에 민감한 제품의 과도한 전단을 방지할 수 있습니다.
• 로드 셀, PT100 프로브 및 전도도 또는 pH 센서는 용기를 모니터링되는 공정 단계로 전환합니다.
• 데이터 로깅 기능을 갖춘 PLC의 레시피 제어는 배치 기록 및 세척 검증을 단순화합니다.

시작 후 나타나는 6가지 오류

1. 전체 볼륨의 크기를 조정한 다음 왜 반 배치가 혼합되지 않는지 궁금합니다.
2. 저점도 제품에 배플을 생략하여 표면에 와류가 형성되어 분말이 부유하게 됩니다.
3. 임펠러를 바닥에서 너무 높게 장착하면 결코 올라가지 않는 퇴적층이 남습니다.
4. 재킷 영역을 축소한 후 더 큰 제어 밸브로 수정하려고 합니다.
5. 상단 헤드와 노즐에 대한 CIP 적용 범위를 무시합니다.
6. 차갑고 점성이 있는 배치에서 나중에 모터 과부하로 나타나는 토크 및 흐름 대신 RPM을 구매합니다.

제작 전 승인할 체크리스트

• 듀티 데이터: 점도 곡선, 고형분, 배치 범위, 혼합 시간 목표.
• 형상: 작업량, 액체 높이 비율, 배플 크기 및 개수, 임펠러 유형, 직경 및 바닥에서 떨어진 거리.
• 열 전달: 재킷 유형, 표면적, 매체, 온도 접근 방식, 단열재.
• 재료 및 마감: 등급, 표면 거칠기, 용접 처리, 배수구 경사.
• 드라이브 및 씰: 토크, 서비스 팩터, 씰 유형, VFD 범위.
• 계측 및 세척: 센서 노즐, 스프레이 장치, 제어 철학.

좋은 혼합 탱크 설계는 대부분 순서의 문제입니다. 작업을 수정하고, 형상의 크기를 조정하고, 유체에 대한 임펠러를 선택한 다음, 재킷을 확인하고, 마무리하고 구동하여 프로세스에서 요구하는 내용을 전달할 수 있습니다. 이 네 단계를 올바르게 수행하면 1,000L 용기가 600L, 60°C 및 10번째 세척 주기에서 예상한 대로 정확하게 작동합니다.

YME Equipment Co., Ltd는 유제품, 음료, 양조, 생명공학 및 화학 작업을 위한 위생적인 ​​단일벽, 재킷형, 고전단 및 진공 혼합 용기를 제작합니다. 관세 데이터와 배치 범위가 있는 경우 엔지니어링 팀에 보내세요 도면이 동결되기 전에 교반기와 재킷을 숫자와 비교하여 점검하십시오.