میکسر مواد شیمیایی دستگاهیست که برای ترکیب و مخلوط کردن مواد شیمیایی استفاده می‌شود و در صنایع شیمیایی، داروسازی، نفت و گاز، غذایی و سایر صنایع مرتبط استفاده می‌شود. شرکت دانش بنیان پترو صنعت تاراز، طراح و سازنده انواع میکسر های مورد استفاده در صنایع شیمیایی میباشد، لذا در این مقاله گوشه ای از تجربیات چند ساله این مجموعه را در زمینه طراحی و ساخت این دستگاه ها منتشر کرده ایم. بسته به نوع و استفاده مورد نظر، می‌توانند طراحی شوند تا مخلوط‌ها را به صورت یکنواخت و یا به صورت تصادفی ترکیب کنند. آنها می‌توانند دارای مکانیزم‌های مختلفی برای مخلوط کردن مواد باشند، از جمله ترکیب اگیتاتورها، پره‌ها، روتورها، میکسرهای نرمال و غیره.
میکسرها عموماً دارای یک مخزن استیل هستند که در آن مواد شیمیایی قرار می‌گیرند و سپس با استفاده از دستگاه‌های مکانیکی یا الکتریکی، مواد را ترکیب میکنند. این دستگاه‌ها می‌توانند به صورت دستی، نیمه‌خودکار یا کاملاً خودکار عمل کنند و میزان دقت و سرعت مخلوط کردن را تنظیم کنند. استفاده از میکسرهای مواد شیمیایی در صنایع مختلف بهبود کیفیت محصولات، کاهش زمان تولید و افزایش بهره‌وری را ممکن می‌سازد. همچنین، این دستگاه‌ها به عنوان ابزاری مهم در تحقیقات و آزمایشگاه‌های شیمیایی نیز استفاده می‌شوند.
اصول مدل سازی و محاسبات طراحی
مهندسان تیم طراحی شرکت دانش بنیان پترو صنعت تاراز، در طراحی این دستگاه ها محاسبات هیدرودینامیکی برای تعیین سرعت و نیروی مورد نیاز برای مخلوط کردن مواد مختلف را به طور دقیق و با استفاده از نرم افزار های مدل سازی و نقشه کشی انجام می دهند. عواملی مانند قطر پره‌ها، زاویه‌ی پره‌ها، سرعت دوران و شکل هندسی میکسر بر این محاسبات تأثیر می‌گذارند. هدف طراحی هیدرودینامیکی، ایجاد جریان مناسب و توزیع یکنواخت مواد در میکسر است. محاسبات مکانیکی برای انتخاب موتور مناسب، سیستم پیشرانش و ابزارهای مکانیکی همچنین محاسبه نیرو، گشتاور و مقاومت‌های مکانیکی در طراحی صحیح و پایداری میکسر بسیار حائز اهمیت میباشند.
بر اساس نوع مواد شیمیایی و نیازهای مختلف مخلوط کردن، نوع مناسبی از میکسر استیل باید انتخاب شود. هر نوع میکسر ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارد و باید بر اساس نیازهای فرآیند و خواص مواد انتخاب شود. در طراحی میکسر مواد شیمیایی، انتخاب مواد ساختاری مناسب بسیار مهم است. مواد ساختاری باید مقاومت در برابر خوردگی، حرارت و فشار را داشته باشند. استفاده از موادی مانند استنلس استیل، آلیاژهای تیتانیوم، پلیمرها و پوشش‌های مقاوم در برابر محلول‌ها و مواد شیمیایی ممکن است در طراحی میکسر مورد استفاده قرار بگیرند.
نکات مربوط به ایمنی نیز باید مدنظر قرار گیرد، زیرا مواد مخلوط شده ممکن است خطراتی مانند سمی بودن یا خواص قابل اشتعال و قابل انفجار داشته باشند. بنابراین، طراحی میکسر باید شامل اقدامات ایمنی مانند استفاده از سیستم‌های حفاظتی مانند سیستم‌های اطفاء حریق، سیستم‌های جریان معکوس، سیستم‌های انتقال دما و فشار و مانع‌های جداکننده بین مواد مختلف باشد.
بهینه سازی و یکنواخت سازی اختلاط مواد
برای تضمین مخلوط کردن یکنواخت و بهینه مواد با حداقل ضایعات و بهره‌وری بالا باید سیستم مخلوط‌کننده به طور کامل به نیازهای فرآیند شما پاسخ دهد. انتخاب یک سیستم مخلوط‌کننده مناسب که به درستی با مواد مورد استفاده شما سازگاری داشته باشد و قابلیت تنظیم سرعت، زمان و شدت مخلوط را داشته باشد، امری حیاتی است. از تکنولوژی ها و دستگاه های پیشرفته برای مخلوط کردن استفاده کنید. به عنوان مثال، اگر محلول داخل مخزن اختلاط، حباب هوا داشته باشد، می‌توانید از تکنولوژی مخلوط کننده های واکنشی با حباب هوا کاهش یابی استفاده کنید تا بهینه ترین نتایج را بدست آورید. مهمترین پارامترهایی که بر تضمین مخلوط کردن یکنواخت تأثیر می‌گذارند عبارتند از:
- سرعت مخلوط کننده
- زمان مخلوط کردن
- دما
- فشار
با کنترل دقیق این پارامترها و تنظیم آنها بر اساس نیازهای مواد مخلوط، می‌توانید بهره‌وری بالا و حداقل ضایعات را به دست آورید. استفاده از ابزارهای معیارگیری مناسب برای اندازه‌گیری دقیق وزن، دما، فشار و سایر ویژگی‌های مواد مخلوط شده، به شما کمک می‌کند تا مخلوط کردن را به صورت دقیق و با کنترل کامل انجام دهید. انجام آزمایش‌های متعدد برای تعیین بهترین پارامترها، نسبت‌ها و شرایط مخلوط کردن مواد، به شما امکان می‌دهد تا بهینه‌ترین روش مخلوط کردن را شناسایی کنید. با مشاهده نتایج آزمایش‌ها و بهبود پروسه، می‌توانید بهره‌وری را افزایش داده و ضایعات را کاهش دهید.
تمیز نگه داشتن مخزن اختلاط نیز بسیار مهم است، چرا که این کار باعث می‌شود تا دستگاه به طور بهینه عمل کند و خرابی‌ها و اختلالات را کاهش دهد. در صورت امکان، از سیستم‌های مخلوط کننده با بهره‌وری انرژی بالا استفاده کنید، زیرا مدیریت صحیح انرژی و بهینه‌سازی مصرف برق و سایر منابع انرژی می‌تواند بهبود قابل توجهی در بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها به همراه داشته باشد.
عملیات جوشکاری و مونتاژ میکسر
در هنگام ساخت یک میکسر مواد شیمیایی، علاوه بر طراحی، عملیات جوشکاری، برش، خم کاری، مونتاژ و رعایت استانداردها و اصول مهمی است. مهندسان واحد تولید شرکت دانش بنیان پترو صنعت تاراز، کلیه جزئیات را در هنگام ساخت میکسر رعایت می کنند از جمله:
- روش‌های جوشکاری مناسب برای اتصال قطعات مختلف
- مواد جوشکاری مناسب با توجه به مواد میکسر و خواص مورد نیاز
- پارامترهای جوشکاری مانند جریان، ولتاژ، سرعت جوشکاری و زمان مورد نیاز
- انجام آزمون‌های غیرمخرب جوشکاری، آزمون فشار و آزمون ترک خوردگی برای اطمینان از کیفیت جوشکاری
- استفاده از ابزارهای برش مناسب برای برش قطعات میکسر
- تعیین پارامترهای برش مناسب مانند سرعت برش، فشار و زمان مورد نیاز
- شیب و هندسه برش در قطعات میکسر برای حفظ دقت و کیفیت برش
- استفاده از دستگاه‌های خم کاری مناسب برای ایجاد انحناهای مورد نیاز در قطعات
- شعاع خم مناسب برای جلوگیری از تغییر خواص مواد و خرابی قطعات
- روش‌های خم کاری حرارتی یا مکانیکی بسته به خواص مواد
- ابزارها و تجهیزات مناسب برای مونتاژ قطعات
- دقت و صحت در قرار دادن قطعات و اجزا در هنگام مونتاژ
- روش‌های مکانیکی، جوشکاری، برش و خم کاری صحیح برای اتصال قطعات در هنگام مونتاژ
- استانداردهای مربوط به میکسرهای مواد شیمیایی
- مواد مطابق با استانداردهای مناسب برای مقاومت در برابر شیمیایی بودن مواد و حفظ کیفیت و ایمنی
- اصول طراحی مربوط به استحکام سازه، استحکام جوش، تحمل به بارها و انتقال حرارت
طراحی و ساخت مخزن اختلاط
مخازن اختلاط یکی از اجزای اصلی و حیاتی در ساخت میکسرهای مواد شیمیایی هستند. این مخازن برای مخلوط کردن و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی و فرآیندهای تولید مورد استفاده قرار می‌گیرند. مخزن اختلاط معمولاً از جنس‌های مقاوم در برابر تاثیرات شیمیایی و فیزیکی شامل فولاد ضدزنگ، استنلس استیل و یا پلیمرهای مقاوم در برابر مواد شیمیایی تهیه می‌شوند. طراحی مخازن باید به گونه‌ای باشد که بتوانند فشار و دماهای مورد نظر را تحمل کنند و تغییر شکل و خرابی نکنند.
ساختار مخازن باید به گونه‌ای باشد که از لحاظ هیدرودینامیکی و مکانیکی برای تامین مخلوط کامل و کاهش توربولانس مناسب باشد. انتخاب حجم و ظرفیت مخازن باید بر اساس نیازهای مواد شیمیایی و فرآیندهای میکس خواسته شود. ابعاد مخازن باید به گونه‌ای باشد که حجم مورد نیاز را تامین کنند و در عین حال فضای کافی برای ترکیب و میکس کردن مواد را فراهم کنند.
دستگاه میکسر باید دارای سیستم مناسبی برای میکس کردن مواد باشند، لذا این سیستم می‌تواند شامل پره‌ها، شافت‌ها، میله‌ها و یا دیگر وسایل مکانیکی باشد که به صورت مستقیم با مواد در داخل مخزن تعامل دارند. مهمترین نکته در ساخت مخزن، اتصالات و درزها است. این درزها باید بسیار محکم و بی‌نقص باشند تا هیچ گونه نشتی مواد شیمیایی را تحت فشار نباشند.در ضمن ساخت مخزن باید با رعایت استانداردها و مقررات صنعتی مربوطه انجام شود.
مکانیزم مخلوط کردن مواد
مخرن اختلاط برای مخلوط کردن مواد از مکانیزم‌های مختلفی استفاده می‌کند که یکی از مکانیزم‌های معمول برای میکس کردن مواد، استفاده از پره‌ها در پروانه میکسر است. پره‌ها به شکل برجستگی‌هایی در دیواره مخزن یا در شفت همزن قرار می‌گیرند و با چرخش، مواد را مخلوط میکنند. انتخاب نوع و شکل پره‌ها وابسته به نوع مواد و فرآیند میکس است. پره‌های توربینی به شکل برجستگی‌هایی با شیب مناسب در دیواره مخزن قرار می‌گیرند.
با چرخش، جریان مواد را به صورت مداری در مخزن ایجاد میکنند و باعث مخلوط شدن مواد می‌شوند. این پره‌ها دارای پره‌های باریک و بلندی هستند که به صورت متقابل در دیواره مخزن قرار می‌گیرند. با چرخش، مواد را با سرعت بالا به صورت عمودی و افقی حرکت می‌دهند و مخلوط میکنند. این پره‌ها برای میکس کردن مقادیر کوچکتر مواد در مقیاس آزمایشگاهی استفاده می‌شوند. طراحی آنها معمولاً ساده و کوچک است و معمولاً به شفت همزن متصل می‌شوند.
برخی از میکسرها مجهز به موتورهایی هستند که قابلیت تغییر سرعت چرخش را دارند. با تغییر سرعت موتور، سرعت چرخش همزن نیز تغییر می‌کند. این روش امکان تنظیم سرعت چرخش به صورت مستقیم را فراهم می‌کند. در برخی میکسرها، از جعبه دنده‌هایی با نسبت تغییر سرعت استفاده می‌شود. با تغییر وضعیت جعبه دنده، سرعت چرخش همزن نیز تغییر می‌کند. این روش امکان تنظیم و کنترل دقیق سرعت چرخش را فراهم می‌کند.
انتقال قدرت از الکتروموتور به شفت همزن
در میکسرهای مواد شیمیایی، انتقال گشتاور از الکتروموتور (موتور الکتریکی) به شفت همزن می‌تواند به سه روش زیر انجام شود. در این روش، شفت همزن به طور مستقیم به موتور الکتریکی متصل می‌شود. گشتاور موتور مستقیماً به شفت همزن منتقل می‌شود. این روش ساده و کارآمد است و برای میکسرهای کوچک و متوسط مناسب است. در این روش، موتور الکتریکی یک روتور خارجی دارد که با گشتاوری که از موتور دریافت می‌کند، یک شفت را در داخل مخزن میکسر می‌چرخاند.
این شفت سپس گشتاور را به شفت همززن منتقل می‌کند. این روش برای میکسرهای بزرگتر و کاربردهای صنعتی مناسب است. در این روش، موتور الکتریکی گشتاور خود را به یک جعبه دنده منتقل می‌کند که سپس این گشتاور به شفت همزن منتقل می‌شود. جعبه دنده می‌تواند انتقال گشتاور را با نسبت‌های مختلفی تنظیم کند، که به تغییر سرعت چرخش همزن منجر می‌شود. این روش برای کنترل دقیق سرعت چرخش همزن و تطبیق آن با نیازهای فرآیند مفید است.
در برخی میکسرها، از تبدیل کننده‌های فرکانس استفاده می‌شود. این تبدیل کننده‌ها می‌توانند فرکانس ولتاژ ورودی را تغییر دهند و بنابراین سرعت چرخش همزن را نیز تغییر می‌دهند. در نتیجه، با استفاده از مکانیزم‌های مختلف مخلوط کننده و روش‌های مختلف انتقال گشتاور و تغییر سرعت چرخش همزن، میکسرها قادر به انجام عملیات مخلوط کردن مواد با دقت و کارآیی بالا هستند.
سیستم گرمایش و سرمایش
کنترل دما در میکسرها معمولاً با استفاده از مکانیزم‌ها و روش‌های مختلفی انجام می‌شود. این مکانیزم‌ها و روش‌ها به شما امکان می‌دهند دمای محلول را افزایش یا کاهش داده و سرعت گرم کردن و سرد کردن مواد را تنظیم کنید. در برخی میکسرها، از سیستم‌های گرمایش و سرمایش خارجی مانند پیچ گرمایشی، چرخه آب سردکن و یا دماسنج‌های خارجی استفاده می‌شود. با استفاده از این سیستم‌ها، می‌توان دمای محلول را افزایش یا کاهش داد.
در برخی میکسرها، از سیستم‌های گرمایش و سرمایش داخلی استفاده می‌شود. این سیستم‌ها معمولاً شامل پروانه‌های گرمایشی و یا سردکن‌های داخلی در دیواره مخزن میکسر هستند. با اعمال حرارت به پروانه‌های گرمایشی یا سرد کن‌های داخلی، دمای محلول را می‌توان افزایش یا کاهش داد. در برخی میکسرها، از راکتورهای حرارتی استفاده می‌شود. این راکتورها معمولاً در داخل مخزن میکسر قرار می‌گیرند و با استفاده از منابع حرارتی مانند بخار، آب گرم و یا سیستم‌های حرارتی دیگر، دمای محلول را تنظیم میکنند.
در برخی میکسرها، از سنسورها و کنترلرها برای کنترل دما استفاده می‌شود. سنسورها میزان دما را اندازه‌گیری کرده و به کنترلر ارسال میکنند. سپس کنترلر با توجه به مقدار دما ارسالی، عملکرد سیستم‌های گرمایش و سرمایش را کنترل و تنظیم می‌کند تا دمای محلول را در محدوده مطلوب نگه دارد. در برخی میکسرها، از جریان مواد استفاده می‌شود تا دمای محلول را کنترل کند. این روش معمولاً در سیستم‌های جریانی استفاده می‌شود، که محلول به طور پیوسته از طریق یک مسیر خاص عبور می‌کند. با تنظیم سرعت جریان محلول و در نتیجه میزان تماس آن با سیستم‌های گرمایش و سرمایش، می‌توان دمای محلول را تنظیم کرد.
امکانات مورد نیاز اپراتور برای کنترل دستگاه
تجهیزاتی که به اپراتور در راحت تر کردن کنترل دستگاه کمک میکنند، شامل انواع گیج‌ها، پنل‌های فرمان، صفحه نمایش‌های مختلف، دکمه‌ها و کلیدها و سایر تجهیزات کنترلی است. گیج‌ها به اپراتور امکان می‌دهند مقادیر مختلفی را مانند فشار، دما، جریان و غیره را اندازه‌گیری کند. گیج‌ها معمولاً دارای شاخص‌ها، نشانگرها و مقیاس‌های مربوطه هستند که به صورت واضح اطلاعات را نمایش می‌دهند.
پنل‌های فرمان شامل دکمه‌ها، کلیدها و سوئیچ‌های مختلف هستند که اپراتور می‌تواند از آنها برای کنترل عملکرد دستگاه استفاده کند. پنل‌های فرمان معمولاً با عناصر متنوعی مانند نشانگرها، لامپ‌ها و نمایشگرهای کوچک همراه هستند تا اطلاعات لازم برای کنترل و مشاهده وضعیت دستگاه را فراهم کنند.
صفحه نمایش‌ها اطلاعات را به صورت بصری به اپراتور نمایش می‌دهند. این صفحه‌ها معمولاً با استفاده از ال سی دی (LCD)، تاچ اسکرین یا دیگر فناوری‌های نمایش مشابه، متن، عدد، نمودار و تصاویر را به نمایش می‌گذارند. صفحه نمایش‌ها می‌توانند برای نمایش وضعیت دستگاه، پارامترهای کنترلی و داده‌های دیگر مورد استفاده قرار گیرند.
دکمه‌ها و کلیدها برای انجام عملیات مشخصی مانند روشن/خاموش کردن دستگاه، تغییر پارامترها، راه‌اندازی فرآیندها و غیره استفاده می‌شوند. این تجهیزات معمولاً با عناصر مربوطه برای نشانگرها و صفحه نمایش‌ها همراه هستند تا اطلاعات لازم را به اپراتور ارائه دهند. علاوه بر موارد فوق، تجهیزات کنترلی می‌توانند شامل سنسورها، پدال‌ها، جوی استیک‌ها، دسته‌ها، سوئیچ‌ها و دسته‌بندهای دیگر نیز باشند. این تجهیزات بسته به نوع دستگاه و کاربرد آن، می‌توانند به اپراتور کمک کنند تا دستگاه را به راحتی و با دقت بیشتری کنترل کند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد قیمت میکسرهای مواد شیمیایی با شماره 09133753907 تماس بگیرید یا به منابع معرفی شده در زیر مراجعه کنید:
