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Sélection de palettes d'agitation pour les réacteurs en acier inoxydable

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Sélection de palettes d'agitation pour les réacteurs en acier inoxydable

Principes de base de la sélection de la pagaie

Les critères principaux de sélection des palettes d'agitation comprennent:
(Courriel: Alice @ suotechina. com    ou    suotechina@163.com)

  1. Mélange des objectifs :
    • Homogénéisation, dispersion, suspension ou transfert de chaleur.
    • Exemple: Les palettes de cisaillement élevés sont idéales pour l'émulsification, tandis que les pagaies à basse vitesse conviennent à un mélange doux de matériaux sensibles.
  2. État de flux :
    • Flux turbulent (vitesse élevée) : Caractérisé par des tourbillons intenses et un mélange rapide, adapté aux fluides de viscosité faible à moyen (par exemple, eau, solvants).
    • Débit laminaire (basse vitesse) : Présente des couches de liquide lisses et parallèles, préférées pour les fluides à haute viscosité (par exemple, pâtes, polymères) pour éviter la dégradation du cisaillement.
  3. Viscosité moyenne :
    • Faible viscosité (<100 CP): Favors Impulsers comme les turbines ou les hélices (flux turbulent).
    • Viscosité élevée (>10 000 cp): nécessite une ancre, un cadre ou des palettes de ruban hélicoïdal (débit laminaire).
  4. Géométrie et volume du réacteur :
    • Réacteurs à petite échelle (& LE; 1000L): utilisent souvent des agitateurs à entrée supérieure avec des pagaies d'hélice ou de turbine.
    • Réacteurs à grande échelle (& GE; 5000L): Peut nécessiter des agitateurs à entraire latérale ou des configurations de palette multiples pour un mélange uniforme.

Classification des pagaies d'agitation

1. Pagaies à grande vitesse (flux turbulent)

Conçu pour le mélange rapide et les applications à haute énergie:

  • Pagaies d'hélice :
    • Structure: 3-4 à lame, tangée sur 45°–60° pour générer un flux axial.
    • Vitesse: 100–500 RPM.
    • Applications: Liquides à faible viscosité (par exemple, fermentation de la bière, traitement de l'eau), l'action en forme de pompe crée une forte circulation pour le mélange en vrac.
  • Pagaies de turbine :
    • Types: flux radial (par exemple, turbine à lame plate) et flux axial (par exemple, turbine à lame à pingle).
    • Vitesse: 50–300 RPM.
    • Applications: fluides à viscosité moyenne (par exemple, émulsions, suspensions); Les turbines à débit radial créent un cisaillement intense pour la dispersion des particules, tandis que les types d'écoulement axial améliorent le mélange vertical.
  • Impulaires à cisaillement élevé :
    • Exemples: Systèmes de rotor-stator, lames de dispersion.
    • Vitesse: 1000–3000 RPM.
    • Applications: processus à haute demande comme l'émulsification (par exemple, cosmétiques, pharmaceutiques), où la taille des particules submicroniques est critique.

2. Palettes à basse vitesse (débit laminaire)

Adapté aux fluides visqueux et au mélange doux:

  • Pagaies d'ancrage :
    • Structure: cadre rigide conforme au réacteur’S Mur intérieur, avec un dégagement proche (1–2 mm) pour éviter les zones stagnantes.
    • Vitesse: 10–50 RPM.
    • Applications: Matériaux à haute viscosité (par exemple, résines, confitures); Idéal pour gratter le mur du réacteur afin d'éviter l'encrassement pendant le chauffage / le refroidissement.
  • Pagaies à cadre :
    • Semblable aux palettes d'ancrage mais avec des barres horizontales ou verticales supplémentaires pour un mélange amélioré.
    • Vitesse: 10–60 RPM.
    • Applications: mélanges ou processus semi-solides nécessitant un cisaillement modéré (par exemple, synthèse des polymères).
  • Palettes de ruban hélicoïdal :
    • Structure: lames hélicoïdales continues qui balayent toute la hauteur du réacteur, favorisant l'écoulement radial et axial.
    • Vitesse: 5–30 RPM.
    • Applications: fluides à très haute viscosité (par exemple, adhésifs, asphalte); Assure un mélange uniforme dans de grands réacteurs étroits.

Considérations clés pour la sélection de la pagaie

1. Viscosité du milieu d'agitation

  • Faible viscosité (<1000 cp) :
    Prioriser les palettes à grande vitesse (hélices, les turbines) pour induire un écoulement turbulent et un mélange rapide.
  • Viscosité moyenne (1000–10 000 cp) :
    Utilisez des turbines ou des pagaies à cadre à lame à pic pour équilibrer le cisaillement et la circulation.
  • Viscosité élevée (>10 000 cp) :
    Optez pour l'ancre, le ruban hélicoïdal ou les palettes de transport à vis pour éviter une consommation d'énergie excessive et assurer le grattage du mur.

2. Mélange des objectifs et type de processus

  • Homogénéisation : Impulseurs de cisaillement élevé (par exemple, rotor-stator) pour décomposer des gouttelettes ou des particules.
  • Suspension : Palettes à débit axiales (hélices, turbines tangées) pour garder les solides en suspension.
  • Transfert de chaleur : Ancre ou pagaies de ruban hélicoïdal avec un dégagement de paroi rapproché pour améliorer l'échange de chaleur convective.
  • Stabilité de l'émulsion : Des turbines à grande vitesse ou des pagaies émulsifiantes spécialisées pour créer des tailles de gouttelettes fines.

3. Configurations Baffle et Baffles

  • Réacteurs déconcertés :
    Les chicanes verticales sur la paroi du réacteur perturbent le flux de rotation, le convertissant en flux radial / axial pour un meilleur mélange. Essentiel pour les palettes à grande vitesse dans les fluides à faible viscosité.
  • Réacteurs sans bâton :
    Utilisé pour les fluides à haute viscosité ou lors de la minimisation du cisaillement est critique (par exemple, des matériaux biologiques fragiles).

4. Exigences matérielles et hygiéniques

  • Grades en acier inoxydable :
    304 SS pour les applications générales; 316L SS pour les environnements corrosifs (par exemple, réactions à base d'acide).
  • Finition de surface :
    Poli à RA & LE; 0.8μM pour les applications pharmaceutiques / alimentaires pour répondre aux normes GMP.

Étude de cas: application de palette de cisaillement élevé

En octobre 2022, Wenzhou Sote Pharmaceutique & Chemical Engineering Co., Ltd. a livré un lot de  pagaies d'agitation à haut cisaillement  pour un client pharmaceutique. Ces pagaies ont été conçues pour:

  • Processus : Production de formulations liposomales de médicaments nécessitant une dispersion de particules submicroniques.
  • Spécifications du réacteur : Réacteur en acier inoxydable de 2000L avec chauffage / refroidissement en galets.
  • Type de palette : Système de rotor-stator personnalisé avec zones de cisaillement à double étage, fonctionnant à 2000 tr / min.
  • Résultat : A atteint la stabilité uniforme de l'émulsion en 30 minutes, dépassant le client’S cibles de l'efficacité.

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