Диссольвери

Що таке диссольвер?

Диссольвер – це високошвидкісний промисловий міксер, робочий орган якого є зубчастою фрезою. У процесі змішування твердих компонентів рідкої фазою відбувається диспергування дрібних частинок, тобто. їх руйнування більш дрібні, з повноцінним змочуванням рідиною і запобіганням утворення нових агломератів (скупчення дрібних частинок).

Стабільність колоїдних суспензій залежить від ступеня подрібнення дрібних твердих частинок та якості їх змочування рідкою фазою. Домогтися такої стабільної дрібнодисперсної суспензії при виробництві лакофарбових матеріалів, шпаклівок, клею, фармакологічних препаратів та харчових продуктів можна за допомогою фрезерного диссольвера. Висока швидкість обертання зубчастої фрези забезпечує рівномірне диспергування твердих частинок, які осідають під дією сили тяжкості, а формують стійку колоїдну суміш.

Влаштування диссольвера

Диссольвери або промислові змішувачі складаються з п'яти основних елементів:

• Металева вертикальна рама на опорах – міцний сталевий металопрокат квадратного перерізу з антикорозійним хімічно-стійким покриттям. Для вертикального переміщення приводу з робочим органом передбачено підйомний механізм.
• Електродвигун встановлюється у верхній частині рами. Потужність підбирається в залежності від продуктивності диссольвера та його призначення (вид виробленої продукції).
• Редуктор передає момент, що крутить, від мотора на вал робочого органу і створює необхідну частоту обертання.
• Зубчаста фреза – основний робочий орган, який виконує функції, що перемішують і подрібнюють. Діаметр фрези залежить від обсягу матеріалу, що перемішується, і його в'язкості.
• Ємність для приготування суміші може бути стаціонарною або знімною (підкатною). Найчастіше її виготовляють з нержавіючої сталі, марка якої залежить від виду суспензії, що готується в диссольвері.

Додатково промислові диссольвери можуть бути оснащені електронними вагами (тензодатчиками), що дозують, під ємністю для більш точного дозування компонентів. 

Також у комплект пристрою для приготування фарб, клеїв, ПММ та інших в'язких рідких матеріалів включають пневматичні мембранні насоси, які дозволяють спростити процес дозування та змішування твердих компонентів з рідкою фазою. Мембранні пневмонасос використовують і для перекачування готових в'язких сумішей зі стаціонарно встановлених ємностей.

Принцип роботи диссольвера

Приготування стабільних дрібнодисперсних колоїдних суспензій у промисловому змішувачі фрезерному відбувається за рахунок високошвидкісного обертання зубчастої фрези, зануреної в ємність з робочою сумішшю.

1. Заповнення ємності рідиною.
2. Введення робочого органу за допомогою підйомного механізму на рамі диссольвера та його запуск на малих обертах.
3. Додавання твердих порошкоподібних компонентів за невисокої частоти обертання фрези. Порушення цієї послідовності (рідина в порошок) призведе до налипання сухих компонентів на стінках ємності та на валу фрези.
4. Поступове збільшення швидкості обертання та вибір оптимальної частоти.
5. Внесення додаткових компонентів після первинного змішування основних матеріалів однорідної маси.

Головна умова якісного емульгування та утворення стійкої суспензії – правильний вибір швидкості обертання, а також діаметра та глибини занурення фрези диссольвера. Частота повинна бути такою, щоб утворювалася воронка, на дні якої видно поверхню зубчастої фрези, а маса, що обертається, набула форми тора (бублика або пончика). Тільки так можна уникнути «мертвих» зон і досягти якісного рівномірного диспергування.

Диспергування та принцип руйнування твердих частинок фрезою диссольвера

До диспергування твердих частинок або руйнування агломератів (великих скупчень) наводить три основних ефекти, що спостерігаються в процесі роботи змішувача.

• Механічне вплив на тверді частинки зубами фрези диссольвера, що обертається на високій швидкості. 
• Різниця тиску між зонами на передній поверхні зуба і позаду нього, де відбувається сильне розрядження. Великий перепад тиску межі цих зон буквально підриває тверді частки.
• Потужні вихрові потоки та градієнт зсуву. Висока швидкість обертання диска фрези призводить до утворення ламінарного потоку у формі тора (бублика), в якому частки розбиваються, переміщаючись з великою швидкістю і вдаряючись з високою енергією стінки і дно ємності.

У процесі диспергування в диссольвері відбувається рівномірне змочування твердих частинок, їх подрібнення, розподіл по всій масі та стабілізація стану диспергованих дрібних частинок із запобіганням їхній зворотній коагуляції.

Тривалість диспергування колоїдних суспензій у диссольвері зазвичай не перевищує 10-15 хвилин. Як показали дослідження, подальша робота не призводить до суттєвої зміни розміру твердих частинок.