Karıştırma & Dispersiyon Sistemleri ve Doğru Mikser Seçimi

07 Nisan 2017

 

T. Emrah Sözer
Endüstri Mühendisi
Üretim Direktörü
Sözer Makina

 

 

Karıştırma & Dispersiyon

Ürünlerin hazırlanması sırasında karıştırma işlemi, hammadde dozlarının uygun şekilde ayarlanması, üretim teknolojisi gibi
durumlar göz önüne alındığında oldukça önemlidir. Tozların ya da sıvıların birbirleriyle mümkün olduğu kadar iyice ve tam olana
kadar birbirinin içinde dağıtılması işlemine “karıştırma” denir. Hazırlanan homojen sisteme ise karışım denir. Karıştırma işleminin
amacı:

1. Birbirleriyle karışabilen iki veya daha fazla sayıda sıvı ya da toz maddelerin karıştırılması,
2. Bir sıvı içinde çözünmeyen katı partiküllerin (süspansiyon gibi) karıştırılması,
3. Emülsiyon, süspansiyon, sıvı, merhem gibi bir taşıyıcı içinde partiküllerin dağıtılmasıdır.
Karışımın hazırlanmasında dışarıdan bir enerji ile karıştırma gerektirmeyen, birbiriyle kolayca karışan sıvılar, gazlar ve buharlar
difüzyon yoluyla anında karışırlar, bu olaya pozitif karıştırma denir. Sıvı içinde çözünmeyen ve karıştırma işlemi durduğunda sıvının
dibine çöken katı partiküllerin sıvı içinde karıştırılması işlemi ise, negatif karıştırma olarak tanımlanır.

Dispersiyon ile karışım arasındaki farkı çevresel hız mantığı ile net bir şekilde ayırabiliriz. 1-25 m/sn. arasında bulunan bir doğru
düşünelim. Bu doğru üzerinde 1-19 m/sn. arasında gerçekleşen işleme karışım, 19- 25 m/sn. arasında gerçekleşen işleme de
dispersiyon denir. Dispersiyon aynı zamanda dağılma anlamına da gelmektedir. Karıştırıcı mikserlerde veya bir başka deyişle
dissolver’larda dispersiyonu yakalayabilmek için uygun motor, pervane (karıştırıcı disk) ve aktarma organlarını seçilmesi gereklidir.
Düşük viskoziteli sıvıların karıştırılması daha kolaydır. Ancak bu sıvılara toz maddelerin ilavesi, yani süspansiyonların meydana
getirilmesi için yapılması gereken karıştırma işlemi daha zordur. Çünkü karıştırma kesildiği an toz partikülleri aşağı doğru inmeye
başlar. Viskoz bir sıvı kullanıldığında ise, çökme daha yavaş olmakla beraber, karıştırma işlemi daha zor olur.

Düşük viskoziteli ürünlerin üretimi için tasarlanan “Hızlı Devirli Mikserler” yüksek devirlerde çalışarak olabilecek minimum sürede
maksimum ürün disperse etmek için tasarlanmış cihazlardır. Bu tip cihazlar özellikle sıvı ile tozun veya sıvı ile sıvının son derece
homojen ve dispersiyonun gerektiği uygulamalarda kullanılmaktadır. Çeşitli viskozitelere sahip ürünlerin yoğunluğuna uygun
olacak şekilde efektif motor güçlerine sahip  bu mikserler boya, mürekkep, vernik, pigment pastası,çeşitli petrokimyasal ürünler
üretiminde hizmet verebilmektedirler. Bu tip mikserler, sabit tek devir olabileceği gibi, hız kontrol kontrollü olarak değişken devirli
de olabilmektedir. Sözer Makina mikserlerinde kullanılan hız kontrol invertörleri ağır hizmet tipi kullanıldığından, gerektiğinde kısa
bir süreliğine de olsa, mikserin motor gücünün üzerinde bir güç verebilme özelliğine sahiptirler. Bu tip mikserler genellikle 100-
1500 devir/ dakika aralığında çalışmaktadırlar.

Bazı düşük viskoziteli ürünlerin karıştırılmasında her ne kadar akışkanIığı yüksek olsa da sadece hızlı devirli dispersiyonun yeterli
olmadığı, ağır devirli harmanlamanın da gerektiği durumlar olabilmektedir. Bu gibi ürünlerin üretimde tercih edilen “Kombine
Mikser Makinaları”, aynı anda veya farklı zaman aralıklarıyla yüksek ve ağır devirli karıştırma özelliğinden dolayı, geniş bir kullanım
alanına sahiptir. Bu sistemler iki farklı makinenin operasyonunu teke indirgemiş makinalardır. Bu tip makinelerde üzerinde iki veya
üç adet karıştırma sistemi bulunmaktadır. Birincisi 100- 1.500 devir/dakika aralığında çalışan bir mil üzerinde iki adet dispersiyon
pervanesi; ikincisi 50-400 devir/ dakika aralığında çalışan bir mil üzerinde iki adet kelebek karıştırıcı ve merkezde 20 devir/dakika
sabit hızla dönen çapa sıyırıcı-karıştırıcı sistemi mevcuttur. İki milli kombine mikserlerde kelebek karıştırıcı ve sıyırıcı sistemi aynı
mil üzerinde bulunmaktadır.

Karıştırma & Dispersiyon

Orta viskoz ürünlerin karıştırılmasına geçtiğimiz zaman karşımıza “Planet Malaksör Makinaları” gelmektedir. Planet malaksörler,
genelde orta yoğunlukta viskozitelere sahip yapı kimyasallarının (her türlü macun, pasta, contalama ve sızdırmazlık komponentleri,
yapıştırıcı, plastisol vb.) üretiminin yanı sıra, eczacılık ve gıda sektöründe de yaygın olarak kullanılmaktadır. Planet karıştırma
sistemine sahip bu makinalarda, iki adet karıştırma sistemi bulunmaktadır. Birincisi 100-1.500 devir/dakika aralığında çalışan
ortada bulunan mil üzerinde çalışan dispersiyon pervanesi, ikincisi ise kenarlarda bulunan 0-100 devir/dakika aralığında çalışan iki
adet planet karıştırma sistemidir. Bu karıştırma kanatları kendi ekseni etrafında dönmesine ek olarak, yukarıda bağlı olduğu bloğun
da dönmesiyle kazan içerisinde gezerek karışım verimini artırmaktadır. Bu miller üzerinde çeşitli açılarla yerleştirilmiş kanatlar
yardımıyla ürünün kazan içerisinde yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya hareketi ile çok kısa sürede efektif ve homojen karışım
sağlanmaktadır.  Ayrıca karıştırma milleri birbirlerine zıt yöndedöndüğünden, ürünü ısıtmadan homojen olarak karışım
sağlanmaktadır. Karıştırma millerinin haricinde, sıyırıcı kol da kazan cidarına yakın bölgelerdeki ürünün ortaya çekilmesinde büyük
avantaj sağlamaktadır. Sıyırıcı kol kenarında ve en alt karıştırma kanatlarında bulunan kimyasal maddelere dayanıklı polietilen
malzeme ile yan cidar ve kazan tabanı sıyırma sağlanmaktadır.

 

Son olarak çok yoğun viskoziteli ürünlerin üretiminde tercih edilen “Zet-Mikser Makinaları” bulunmaktadır. Zet mikser makineleri
düşük viskoziteden çok yoğun viskozite aralığında, çeşitli yapıştırıcılardan kauçuk esaslı ürünlerin karıştırılmasında yaygın olarak
kullanılmaktadır. Kullanım alanı örnekleri olarak Hotmelt yapıştırıcı, Kauçuk, BMC ve SMC hamuru, Cam Elyaf takviyeli ürünler,
balata üretim endüstrileri sayılabilir. Yatay karıştırma sistemine sahip özel formlu iki adet “Z” karıştırma paletleri ile kazan
içerisinde farklı devirlerde döndürülmesi ile son derece homojen bir yoğurma ve karışım elde edilir. Karıştırma paletlerinin özel
formu sayesinde klasik “Z” tipi karıştırıcılara göre, çok daha kısa süre ve efektif bir karışım sunmaktadır. Karıştırma kazanı iç
cidarlarının komple paslanmaz ve karıştırma paletlerinin çelik döküm olması,  yataklarda Avrupa menşeli sızdırmazlık
elemanlarının kullanılması makinede standart özellik olarak sunulmuştur. “Z” tipi karıştırıcı paletler her iki yönde de çalışacak
şekilde tasarlanmıştır. Zet mikser makinesi için iki çeşit ürün boşaltım sistemi sunulmaktadır. Karıştırma kazanı sabit olmak koşulu
ile kazanın en alt noktasında çalışan sonsuz vida ile ürünün kazan dışına basılması sağlanır. Bu vida her iki yönde çalışarak üretim
esnasında karışıma da faydası olmaktadır. Diğer ürün boşaltım sistemi ise kazan döndürme sistemidir. Kazan 110º’lik bir açı ile
dönerek, içerisindeki ürünün dökülerek kazan dışına alımı sağlanır.