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INTECH GmbH
Le attrezzature per la miscelazione di sostanze solide, dure e secche e di sostanze pastose, a seconda delle caratteristiche strutturali, è diviso in:
I miscelatori dotati di pale con movimento progressivo, vengono utilizzati nel lavoro con grandi volumi di materiali duri, ad esempio, per il paleggiamento del malto. Nel settore chimico dell’industria questi miscelatori praticamente non si utilizzano.
I materiali duri e secchi vengono mescolati nelle apparecchiature ad azione periodica e continua. Gli apparecchi ad azione periodica, a livello costruttivo, si presentano come dei tamburi che vengono caricati e scaricati periodicamente. I tamburi cilindrici sono i miscelatori più semplici, fissati sull'albero orizzontalmente oppure verticalmente. I tamburi esagonali forniscono una miscelazione più intensa e la macinazione. Per miscelare piccoli volumi vengono utilizzati apparecchi che hanno il nome di «botte ubriaca».
I miscelatori ad azione periodica per materiali duri e secchi/friabili:
Il miscelatore a scarico automatico è il più perfetto. Il carico e lo scarico del materiale secco vengono realizzati dalla coclea.
Esistono, inoltre, molti tipi di progettazioni per i miscelatori ad azione continua. A questo gruppo appartiene il miscelatore a tamburo con pale rotanti. Ad ogni rotazione del tamburo le alette tangenziali forniscono un maggiore spostamento del materiale a destra. Negli apparecchi equipaggiati con nastri a spirale, che girano all'interno del corpo cilindrico o a forma di trogolo, la miscela si sposta sul lato di scarico. Lo spostamento al contrario del materiale viene assicurato dai nastri che vanno nelle direzioni destra e sinistra della linea elicoidale.
Nelle grandi fabbriche viene spesso utilizzato un impianto a miscelazione continua a due fasi per materiali secchi. In questi mescelatori i componenti della miscela arrivano tramite i dosatori nella coclea principale e dopo di che vengono mescolate secondariamente nel miscelatore ad azione continua.
Durante la miscelazione di sostanze dure e secche, la cosiddetta miscelazione a secco, le sostanze solide si trasformano in polvere, essendo prima della miscelazione sotto forma granulare o polverulenti. La miscelazione a secco avviene nei silos, in dispositivi di miscelazione oppure semplicemente negli ammassi sedimentosi.
Il principio generale per tutti i tipi di miscelazione a secco consiste nel prelievo del prodotto di miscelazione da una zona e il suo trasferimento ad un’altra zona. Questa procedura viene ripetuta più volte, mentre nel processo di miscelazione marginale le zone si ripartiscono i componenti.
Nei processi di miscelazione di masse pastose e secche hanno ricevuto un ampio utilizzo le attrezzature di miscelazione dotate di agitatori, con due rotori orizzontali di forma speciale, installati in parallelo. Il serbatoio, in cui si trovano i rotori, è a forma di vasca il cui fondo è a forma di mezzo cilindro.
Il lavoro del miscelatore avviene nel seguente modo: la massa sotto la pressione della lama viene premuta contro la sede della vasca, cosa che porta allo schiacciamento di una parte della massa stessa. L'altra parte della sostanza, non entrando nel raggio di azione della suddetta pala, cade sotto l'azione della seconda pala. L’azione speculare delle due pale cattura nello schiacciamento tutta la massa della sostanza in miscelazione. Il rapporto tra il numero di giri delle pale non dovrebbe essere un numero intero ma nella pratica viene impostato vicino, ma non pari, a due.
La miscelazione in questi apparecchi è accompagnata da una parziale macinazione delle masse, cosa che può rivelarsi un indesiderato processo associato. Il grado di macinazione/triturazione può essere sia diminuito che aumentato: questo avviene attraverso la selezione della forma delle pale e del serbatoio; inoltre si può regolare anche il numero di giri delle pale.
Si producono 3 tipologie delle date attrezzature di miscelazione:
L’attrezzatura di miscelazione leggera è progettata per la miscelazione di polveri o di sostanze pastose molli con o senza l'aggiunta di un liquido.
A loro volta i miscelatori di tipo pesante sono progettati per la miscelazione di masse molto dense e viscose come la gomma sintetica, e per il lavaggio delle sostanze che non si sciolgono nel liquido.
I miscelatori/impastatori a pagaia vengono chiamati a cunetta o a vasca. In una vasca si trovano due pale rotanti, che per la loro forma ripetono e sono adatte alla vasca.
La forma delle palette di miscelazione viene scelta a seconda del tipo di sostanza in lavorazione. Hanno, di solito, una forma uncinata e si trovano lungo la parete della vasca o aderenti ad essa. Le palette di miscelazione premono la sostanza contro la sede della vasca, dividendola in parti e ricollegandosi, ma già in un altro luogo. Le pale si distinguono per il numero di giri e sono diverse l'una dall'altra, cosa per cui la loro posizione l'una rispetto all'altra cambia costantemente. A causa del fatto che le pale hanno contorni incurvati multipli, il cambio delle parti della vasca si verifica rapidamente. Il tempo di impasto delle porzioni di una sostanza dipende dalla sua consistenza. In presenza di una grande viscosità della sostanza il tempo di impasto può durare da pochi minuti ad un'ora. In tutto ciò, questo richiede un grande sforzo. Questo è il motivo della scelta di motori di potenza fino a 100 kW. Le palette di impasto e gli alberi di trasmissione, invece, sono progettati con un ampio margine di sicurezza.
I miscelatori/impastatori a pagaia sono considerati come apparecchiature standard, utilizzabili per lotti di impasto di masse viscose e pastose ma anche per operazioni di macinazione.
Per la miscelazione di sostanze secche e friabili vengono utilizzati anche i cosiddetti miscelatori differenziali a coclea (coclee di miscelazione). Le attrezzature di questo tipo si presentano come un trogolo in cui ruotano due alberi paralleli e orizzontali, dotati di pale piatte.
Le pale sono calettate sull'albero per la linea elicoidale a determinati intervalli, in questo modo viene creata una superficie elicoidale discontinua di pale. La vasca si chiude con un coperchio. Con la rotazione degli alberi avviene sia la miscelazione del materiale che il suo graduale spostamento lungo la macchina.
Per il processo continuo di miscelazione di masse viscose vengono utilizzati i plastificatori a vite senza fine. Le loro strutture sono di tipi molto diversi e possono essere con una o due coclee.
L’impastatore a vite senza fine con un asse di rotazione ha una sola coclea, che è dotata di piastre incurvate lungo la linea elicoidale. La coclea gira lentamente in un corpo liscio.
La coclea rotante cattura il prodotto entrato nell’apparecchio per essere impastato e lo sposta per la linea elicoidale tra le spire della coclea verso il lato di uscita. Le piastre per la separazione del flusso respingono il prodotto nelle spirali successive della coclea. La parte di sostanza non catturata entra nello spazio tra la coclea e il corpo, spostandosi con un lento movimento di flusso verso il lato di scarico. Una parte del flusso, che si trova nello spazio tra la coclea e il corpo, si scambia con una parte del flusso trasportato tra le spire della vite/coclea. Ciò avviene per mezzo di piastre per la separazione del flusso. Una miscelazione particolarmente forte avviene in una zona di miscelazione, composta da un set di dischi macinatori che hanno una sezione trasversale a triangolo schiacciato.
Grazie alla presenza di serpentine di riscaldamento, nel corpo si riesce a mescolare delle sostanze che possono essere impastate solo dopo il loro riscaldamento. Qui è possibile anche la plastificazione e l’omogeneizzazione di materiali termoplastici, per il trattamento dei quali viene utilizzato un impastatore a vite senza fine doppio.
La miscelazione di sostanze secche e dure è possibile anche con l'aiuto di tamburi miscelatori.
Tale dispositivo si presenta come un tamburo orizzontale che ruota sui rulli di supporto, sui quali si mettono delle fasce. Le pale di tipo elicoidale sono montate sulle pareti interne del tamburo. In quel stesso punto sono posizionati i divisori che non toccano l'albero del tamburo. Durante la rotazione del tamburo questa posizione delle pale rende possibile un'intensa miscelazione dei materiali.
La coclea è destinata al carico e allo scarico delle sostanze. Il carico dell'apparecchio avviene tramite il bocchettone superiore, mentre lo scarico attraverso quello inferiore, per cui la direzione di rotazione del tamburo cambia.
I miscelatori a tamburo, i cosiddetti tamburi miscelatori, si presentano come dei serbatoi a forma di cilindro posizionati orizzontalmente con una lenta rotazione intorno al proprio asse.
A seguito dei movimenti di rotazione, il prodotto mescolato prima va verso l’alto e poi cade giù. Si compie il mescolamento del materiale, il suo spostamento da una zona all'altra. Gli elementi incorporati nel tamburo miscelatore favoriscono il processo di miscelazione. I tamburi miscelatori con piastre di sollevamento orizzontali dritte sono montati con una leggera pendenza, con l'obiettivo di trasbordo del prodotto dalla zona di carico verso il lato di scarico.
Nei tamburi miscelatori con alette di direzione elicoidali il prodotto viene mischiato e contemporaneamente spostato dal luogo di carico verso quello di scarico. Questi miscelatori funzionano a regime di lavoro continuo.
Nei miscelatori pneumatici le sostanze si mescolano tramite un flusso d'aria corrente. Questi miscelatori sono prevalentemente a forma di cilindro verticale. Nella parte inferiore del miscelatore si trova o un fondo forato oppure un ugello, attraverso il quale avviene l'iniezione dell'aria nel materiale secco. Il materiale, a sua volta, passa ad uno stato fluidizzato, sciolto.
I miscelatori che lavorano secondo il principio degli strati fluidizzati, sono dotati di un fondo forato. Il materiale, attraverso il fondo, riceve il flusso d'aria sotto una pressione in eccesso di 1-2 bar. Si crea un riempimento di materiale, fluidizzato dal flusso d'aria, che ha una fluidità simile a quella di un liquido. Il flusso d'aria crea sul fondo perforato una forte circolazione del materiale, che ricorda un liquido bollente.
Nei miscelatori che funzionano secondo il principio della spinta pneumatica l’aria compressa viene iniettata attraverso un ugello a spinte sotto una pressione che va dai 10 ai 40 bar. Durante la miscelazione di materiale secco si formano movimenti pulsanti, accompagnati da vortici.
Il metodo di miscelazione di liquidi e fanghi a gorgogliamento consiste nel far passare attraverso il materiale di lavoro un flusso di gas disperso.
La miscelazione a gorgogliamento si applica:
Schemi dei dispositivi di miscelazione a gorgogliamento:
L'efficienza di lavoro e i vantaggi del dispositivo a gorgogliamento.
Una delle condizioni fondamentali per il funzionamento efficiente di un dispositivo di miscelazione a gorgogliamento è una distribuzione uniforme del flusso disperso di gas per la sezione trasversale della macchina. Nei dispositivi con un diametro piccolo questa condizione è garantita da una piastra porosa o da una griglia traforata a fori piccoli. Negli apparecchi di medie dimensioni si applica un gorgogliatore tubolare (un tubo forato, curvato a forma di spirale). Nei dispositivi di grandi dimensioni, che lavorano con sostanze più viscose, il gorgogliatore viene utilizzato in combinazione con miscelatore a pale. Oltre a questo, gli apparecchi di grandi e medie dimensioni possono essere dotati di dispositivi di circolazione esterni e interni.
I vantaggi della miscelazione a gorgogliamento sono generalmente considerati:
Uno svantaggio è l'elevato consumo di energia per ottenere il gas compresso e la sua applicabilità solo con liquidi caratterizzati da un basso livello di viscosità.
Con la miscelazione dei flussi, la miscelazione avviene sulla base dell’energia propulsiva del liquido che scorre a risultato della deviazione, della separazione e del vortice turbolento. La miscelazione avviene in un tubo con meccanismi fissi incorporati oppure con l'aiuto di un altro dispositivo miscelatore. Questi apparecchi hanno ricevuto il nome di miscelatori statici. I più comuni dispositivi di miscelazione di flussi sono i tubi di miscelazione (miscelatori tubolari), i miscelatori a getto, le valvole di miscelazione e le pompe centrifughe.
Il miscelatore tubolare è un segmento di tubo. In esso sono incorporate guarnizioni fisse di diverso tipo: a piastre, pettinee.
Le guarnizioni sono posizionate in un tubo con angoli di inclinazione diversi e curve a 90°. I liquidi di miscelazione accedono dal lato di entrata. Nelle aree di transizione delle sezioni delle piastre, i liquidi sono divisi in flussi separati, girano e vengono forniti di nuovo ma già con un altro diametro del tubo.
La miscelazione di due flussi distinti di liquidi ad alta viscosità (resine) avviene per mezzo della diffusione. La lunghezza necessaria del tubo di miscelazione è di circa 10 – 15 diametri del tubo stesso.
Con un flusso turbolento dei gas o dei liquidi a bassa e media viscosità prevale un vortice turbolento. La lunghezza necessaria del tubo di miscelazione è di circa 2 – 5 diametri del tubo stesso.
I tubi miscelatori non servono solo per la miscelazione di liquidi e di gas l’uno con l'altro, ma anche per emulsionare i liquidi non solubili in altri liquidi.
Il vantaggio che presentano i tubi di miscelazione rispetto ai dispositivi miscelatori meccanici e pneumatici è quello dell’assenza di meccanismi mobili e di un serbatoio di miscelazione separato. Questo fatto elimina la necessità di manutenzione tecnica.
Gli svantaggi sono delle notevoli perdite di pressione rispetto ad un tubo cavo. Inoltre, c'è la possibilità di intasamento a causa dell’ostruzione delle aperture tra le piastre delle guarnizioni.
Nei miscelatori a getto (pompe) il liquido viene fornito sotto pressione. La sezione trasversale dell'ugello è ristretta, cosa che porta ad un aumento della velocità di fornitura.
La pressione statica, con ciò, scende drasticamente e vi è l’aspirazione del liquido in miscelazione.
Nel diffusore di miscelazione e nella tubazione si crea una grande turbolenza, che conduce ad una intensa miscelazione dei due liquidi.
L’impastamento è il processo di preparazione di composti ad alta viscosità, composti densi-macinati con una consistenza cremosa o pastosa. Il processo si presenta come una serie di operazioni che si ripetono. Queste sono: l’impastamento, lo stiramento, la deviazione, la separazione e lo spostamento da un posto all'altro.
La frizione serve per ottenere da una sostanza dura (polvere), con l'aggiunta di liquido e mescolando costantemente, una massa sotto forma di crema o pasta. Il liquido si distribuisce nella polvere, bagnando le particelle di polvere. La massa umida si trasforma in un grumo molle. Le sostanze organiche si gonfiano e, sciogliendosi, si trasformano in un liquido appiccicoso, che, a sua volta, costituisce una massa pastosa.
Nel processo di miscelazione e frizione nel prodotto avviene la macinazione di granuli e particelle di polvere. Questo è condizionato dai grandi carichi di lavoro che si muovono e vengono tagliati.
Per la realizzazione di questi processi trovano applicazione i miscelatori planetari, gli impastatori a pagaia e i plastificatori a vite senza fine.
Il miscelatore planetario industriale viene utilizzato per l’ottenimento di masse pastose leggere.
È dotato di cilindri che possono essere uno, due o tre. Essi ruotano nel serbatoio mobile del miscelatore planetario insieme agli elementi di miscelazione. I cilindri ruotano intorno al proprio asse e intorno all'asse centrale del serbatoio di miscelazione. Durante la rotazione mescolano la massa molto intensamente, raschiando i pezzi aderenti alle pareti.
I miscelatori a nastro e vite sono costituiti da un vassoio di miscelazione fisso su cui ruota la coclea a nastro e a vite doppia. La coclea scioglie il prodotto granulare mescolato e lo solleva. Gli archi esterni della vite spostano il prodotto dall'area di carico al lato di scarico. Gli archi interni della coclea contribuiscono al movimento del materiale in direzione opposta. In questo modo si ottiene un intenso processo di miscelazione in cui predomina lo spostamento del prodotto verso il lato di scarico, e a questo proposito, il vassoio di miscelazione viene costantemente svuotato.
Il miscelatore a coclea con silos ha una cassa di miscelazione a forma di cono collocata sulla sua cima.
La coclea, montata in modo inclinato, ruota lentamente lungo la parete del silos. A girare intorno all’asse lungo il perimetro del cono è il suo braccio girevole. La coclea durante la rotazione solleva il prodotto mescolato dalla parete del silos e dal fondo verso l'alto; poi lo distribuisce sopra lungo il perimetro del cono. Attraverso il centro il prodotto scivola giù e sul fondo viene di nuovo catturato dalla coclea.
In questo modo, il materiale secco circola in modo continuo e si mescola, cosa che consente di mantenere a condizione friabile i materiali, inclini agli agglomeranti. Il prodotto finito viene scaricato attraverso i fori della grata in fondo al silos.
La generazione di turbolenza artificiale del flusso si utilizza per la miscelazione di liquidi e gas nelle tubazioni. A questo scopo, all'interno di una tubazione vengono installati dei dettagli statici che assicurano un cambiamento di direzione e la velocità del flusso:
L'uso dei semidivisori e dei diaframmi con fori sfasati fornisce una ripetuta contrazione ed espansione del flusso, con conseguente cambiamento della direzione del flusso stesso. Le interposizioni a vite, con una direzione di corsa alternata (sinistra e destra), avvitano il flusso ripetutamente e in modo pluridirezionale. I miscelatori ad iniezione si utilizzano in combinazione con le interposizioni a vite.
Il metodo di miscelazione nel flusso con generatori di turbolenza fissi viene utilizzato a condizione che vi sia una reciproca solubilità dei componenti della sostanza ed inoltre che essa abbia una bassa viscosità. Va notato che questo metodo richiede grandi dispendi energetici per una relativamente bassa efficienza di miscelazione.
Schemi di dispositivi progettati per la miscelazione in un flusso.
Per la preparazione di un’emulsione o di una sospensione viene scelta un’altezza di riempimento nel serbatoio dieci volte più grande della misura del diametro del tamburo. Il processo di miscelazione del liquido e del gas richiede un’altezza del serbatoio molto maggiore.
Differente attrezzatura
Diventando il vostro distributore ufficiale di attrezzature di miscelazione (impianti), l’azienda “Intech GmbH” LLC (ООО «Интех ГмбХ») individuerà gli acquirenti dei vostri prodotti sul mercato russo e svolgerà con i clienti le trattative tecnico-commerciali al fine di stipulare i contratti per la fornitura dei vostri macchinari.
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All'occorrenza la nostra azienda è disposta a sviluppare anche i progetti per integrare il vostro macchinario con gli impianti già esistenti o con quelli in fase di realizzazione.
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