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Statische Mischer für

Kunststoffe

Spezielle Hochdruckausführung

Statische Mischer und Wärmetauscher können generell so ausgelegt werden, dass sie jedem gefordertem Druck standhalten. Speziell für die Kunststoffindustrie ist die Druckfestigkeit der Bauteile entscheidend.

Auch die Verbindung mit Spezialflanschen ist nicht ungewöhnlich und gängige Praxis.

Die Verbindung mit einem Doppelrohrwärmetauscher bereitet, aufgrund der konstruktiven Lösung keine Schwierigkeiten, wodurch die Prozesssicherheit, gerade beim Einsatz in der Schmelze, erhöht wird weil Anbackungen oder ein Einfrieren an der Rohrwandung vermieden wird. Auf diese Art wird auch eine gleichbleibende Qualität des Endproduktes gewährleistet, da Temperaturgradienten gegen Null abgebaut werden.

Grundsätzlich bleiben alle Eigenschaften eines Statikmischers, bezüglich der Mischgüte, erhalten, auch wenn die Drucke hoch oder sehr hoch sind. Entscheidender Maßstab ist einzig der Durchsatz und die Fließgeschwindigkeiten.

Feststoffmischer für den flexiblen Einsatz in der Produktion

Die Güte des fertigen Produktes wird nicht zuletzt von dem Durchmischungsgrat bestimmt. Um frei fließende Feststoffe wie Granulate, Körner und Nahrungsmittel zu mischen ist der U+A Feststoffmischer eine betriebswirtschaftlich und verfahrenstechnisch interessante Lösung zur Optimierung der Produktion. Die Installation, auch in bestehende Anlagen, ist ohne großen Aufwand zu bewerkstelligen. Durch die kompakte Bauweise und der kurzen Einbauhöhe ist der Einsatz auch zur Platzersparnis empfehlenswert. Durch das Fehlen beweglicher Teile arbeitet der Apparat praktisch wartungsfrei mit einer sehr hohen Produktionssicherheit.

Mit diesem statischen Mischer lassen sich beinahe alle frei fließenden Feststoffe miteinander vermischen. Da sich die einzelnen Komponenten von der Größe, des Gewichts, der Form und der Dichte unterscheiden können, sind die Einsatzmöglichkeiten sehr vielfältig. Unterschiede in der Schüttdichte oder anderer Gradienten beeinflussen die Mischqualität nicht. Zur sicheren, totraumfreien Vermischung sind die einzelnen Mischelemente um jeweils 90° gegeneinander versetzt angeordnet. Desweiteren gewährleistet diese Bauart konstruktionsbedingt auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten radiale Stromführung über den Rohrquerschnitt und somit zufriedenstellende Mischergebnisse. Auch Mischungen mit sehr unterschiedlichen Anteilen (Mischungsverhältnisse > 1:1000) der einzelnen Komponenten in der fertigen Mischung sind realisierbar.

Der U+A Feststoffmischer wird im freien Fall aus geeigneten Dosiersystemen beschickt. Der Produktstrom wird  innerhalb des Mischers am Anfang eines jeden Mischelementes in zwei Ströme geteilt, in gegenläufige Rotation versetzt und somit gemischt. Die Qualität der Vermischung hängt zum einen vom Produkt und zum andern von der Anzahl der Mischelemente ab. Bei den möglichen Durchmessern von DN 25-1500mm und einer Länge von 3-12 Rohrdurchmessern ist die Spanne der möglichen Kombinationen sehr groß.

Standardmäßig werden die Mischer aus nichtrostendem Edelstahl gefertigt bei Bedarf können aber auch alle geeigneten Kunststoffe oder Sondermaterialien verwendet werden. Bei Produkten bei denen Verklebungen oder Verhakungen denkbar sind kann zur Abhilfe ein Vibrationsmodul integriert werden, in den meisten Fällen ist es aber sinnvoller auf die diversen Beschichtungsmöglichkeiten zurückzugreifen.

Die Einsatzgebiete liegen in der Kunststoffproduktion zur Durchmischung verschiedener Granulate, die Beimischung von Masterbatch, Regranulat oder anderen Polymeren. Weiterhin werden häufig für die Weiterverarbeitung nötige Zusätze und Additive in sehr geringen Mengen beigemischt.

In der Nahrungsmittelindustrie liegen die Anwendungsfälle in der Vermischung verschiedener Feststoffe jeglicher Art. Zum einen werden Bonbons verschiedener Geschmacksrichtungen und Farben oder Schokolinsen, zum andern werden die Zutaten von Fertiggerichten  und Müslimischungen vor der Zubereitung gemischt. Bei diesen Anwendungen werden immer andere Anforderungen an den Mischer gestellt, die jedoch durch geeignete Auslegung erfüllt werden.

Weiterhin haben sich auch in der Agrarindustrie (Mischen von Saatgut usw.) und in der Baustoffindustrie, für jegliche pulvrigen Mischungen (z.B. Beimischung von Farbpigmenten, Zusätzen und Additiven) statische Feststoffmischer, wegen der gleichbleibenden Mischgüte und der hohen Produktionssicherheit, bewährt.

Die typischen Anwendungsfälle liegen in allen Bereichen in denen in-line einen konstante Vermischung gefordert wird, hierbei ist, durch die Weiterentwicklung der Mischelemente, kein gleichbleibender Durchsatz nötig.

Auch der Einsatz bei batchweisem Betrieb ist möglich. 

Rohrwärmeaustauscher 

mit statischen Mischelementen bestückt zur thermischen schonenden Wärmebehandlung von hochviskosen Flüssigkeiten.

Die häufigsten Anwendungen ergeben sich im Bereich der nahrungsmittelverarbeitenden, chemischen und der polymer verarbeitenden Industrie.

Bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Nahrungsmitteln sind zum Beispiel hochviskose Produkte wie Käseschmelzen, Pasten, Soßen, Butter, Mayonnaisen, Joghurt und Schokoladenprodukte durch Wärme- oder Kältebehandlung zum Beispiel durch:

Homogenisieren, Pasteurisieren, Sterilisieren und Kühlen zu behandeln.

Bei der Herstellung von Folien, Platten, Profilen und Fasern aus  Werkstoffen wie Polypropylen, Acryl- ,Polyester-, Nylon- und Polyesterfasern, Cellulose-Fasern, extrudiertem PVC-C Polymer, Polyester, PE, PP und PES werden statische Mischer in Wärmetauschern, zum Abbau von Temperaturgradienten und zum homogenen Einmischen von Farbstoffen, eingesetzt.

Beim Einsatz von Koaxialrohr– und Rohrbündelwärmeaustauschern, müssen in den genannten Industriebereichen bei vielen Herstellungsprozessen hochviskose Fluide erwärmt werden, um chemische und oder physikalische Umsetzungen zu realisieren.

Es können verschiedene Typen statische Mischer eingesetzt werden. Welcher Typ für die jeweilige Anwendung der geeignete ist, hängt von den Einbau-, Betriebs-, Reinigungs- und Energiebedingungen des Anlagenbetreibers ab. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit verschiedene statische Mischertypen miteinander zu kombinieren und somit Synergieeffekte zu erzielen.

So kann zum Beispiel bei der Aufgabenstellung, schnelles homogenes vermischen verschiedener Flüssigkeiten mit nachfolgender Wärmebehandlung, wie folgt hervorragend gelöst werden:

Die reine Mischaufgabe wird zunächst vom statischen Mischer Typ MX übernommen.

Vorteil: Intensives homogenes Vermischen in kürzester Zeit auf kurzer Baulänge. Jedoch mit sehr hohem Druckverlust, daher nicht für die gesamte Wärmeaustauschstrecke geeignet. 

Die lange Rohrstrecke, die zum Wärmeaustausch erforderlich ist, wird mit dem statischen Mischer Typ Wendel aufgefüllt.

Vorteil: Gute Radialvermischung zum Abbau ( bzw. Entstehungsverhinderung ) von  Temperaturgradienten bei gutem Wirkungsgrad. (Geringster Druckverlust.)

 

Anwendungsfälle:

  • Polyester auf 290 °C kühlen mittels Thermoöl.
  • Polymere begleitbeheitzen und homogenisieren nach dem extrudieren.
  • Paraffin kühlen mittels Wasser.
  • Butter kühlen mittels Wasser.
  • Ketchup / Gemüsepasten erwärmen mittels Dampf.? Wärmetauscher? oder Injektor?
 
 

Problem:

Da bei hochviskosen Fluiden laminare Strömung vorliegt, wodurch das Problem entsteht, dass keine radialen Strömungskomponenten vorhanden sind, besteht die Gefahr der thermischen Produktschädigung im Bereich der Rohrwandung, dies führt zu Verkrustungen der Austauschflächen und Produktschädigung bis hin zur Verstopfung der Wärmeaustauscherrohre.

Im Bereich der Rohrmitte wird beim aufheizen des Produktes die erforderliche Temperatur nicht erreicht, es entstehen große Temperaturgradienten über den Rohrquerschnitt.

Beispiel | Paraffin kühlen mittels Rohrwärmetauscher ohne Mischereinbauten.

Das Paraffin würde an der Rohrwandung erstarren und eine zunehmend dicke feste Schicht Paraffins an der Rohrwandung bilden.

Diese feste Schicht wirkt dann isolierend, so das, daß im Rohrzentrum in dem nun reduzierten Rohrquerschnitt strömende Produkt nur noch geringfügig gekühlt werden kann.  Mittels statischer Mischer wird dies Problem unterbunden.

Lösung:

Mit statischen Mischern wird dieses Problem erfolgreich gelöst. Durch die Radialmischwirkung, wiederholte Stromteilungen und Drehrichtungsumkehr der Mischelemente wird das Produkt von der Rohrmitte zur Rohrwandung und von der Rohrwandung zur Rohrmitte bewegt, so das, dass Produkt in Richtung des Wärmeflusses bewegt wird.

Somit können Temperaturgradienten abgebaut und Produktanbackungen an der Rohrwand vermieden werden, außerdem wird das Produkt sehr homogen vermischt.

Weitere Optimierung der Wärmeaustauscher ergeben sich durch: 

  • Einsatz von Koaxialrohrwärmeaustauschern. Durch hintereinanderschalten von verschiedenen Heiz- oder Kühlmodulen  können die Produkte einer präzise geführten Wärmebehandlung unterzogen werden.
  • Einbau von spaltfreien Mischelementen d.h. die Mischelemente stehen in direktem Kontakt mit der Rohrwand dies wird durch Nickelverlöten der Mischelemente mit der Rohrwand, oder einschrumpfen erreicht. Das Produkt kann daher nicht zwischen den Mischelementen und der Rohrwandung strömen ( keine Leckströmung).
  • Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche durch statische Mischer. Die bei den statischen Mischern vorhandenen Kontaktflächen dienen als Heiz-, Kühlrippen dem Wärmetransport.
  • Der Wärmeübergang kann mittels statischer Mischer je nach Produkteigenschaften um das 4-8 fache verbessert werden.
Verschiedenen Materialien - Statische Mischer von U & A GmbH
Beispielmischer aus verschiedenen Materialien

Mischer aus verschiedenen Materialien

Da bei uns der Kundenwunsch an oberster Stelle steht, fertigen wir unsere Mischer in fast allen gewünschten Materialien. Ob bei der Werkstoffauswahl die chemische oder korrosive Beständigkeit im Vordergrund steht oder ob sich der Mischer in die vorhandene Rohrleitung auch optisch perfekt einfügen soll. Der Auswahl des Werkstoffs sind kaum Grenzen gesetzt. Im Kunststoffbereich fertigen wir z.B. aus PVC, PP, PE, GFK usw. und bei den metallischen Werkstoffen aus z.B. H II, St 37, St55, 1.4571, 1.4541, 1.4535, AISI 316L, 304L, Titan, Zirkonium, Hastelloy, Monel usw. Zusätzlich bieten wir unsere Mischer mit diversen Beschichtungen, wie PTFE oder PVDF an, um korrosiven oder chemischen Einflüssen punktuell entgegentreten zu können.

Weitere Funktionserweiterungen und Zusätze:

Elementgeometrien und deren Anwendungen

U+A hält verschiedenste Mischelemente – Typen für Sie bereit. Die Auswahl der Mischelemente und die erforderliche Anzahl hängt von der Mischaufgabe ab.

Als mögliche Werkstoffe bieten wir fast alle lieferbaren Edelstähle und Kunststoffe in den Baugrößen 3 – 2500 mm an.

Im Folgenden werden einige Standardformen vorgestellt.

Wendel-Schneide - Statische Mischer von U & A GmbH
Wendelmischelement

Wendelmischelemente (der Allrounder) | Wendelmischelemente eignen sich für die meisten Anwendungen sehr gut. Die Wendelmischelemente erzielen durch die wechselweise Anordnung von links- bzw. rechtsgängigen Mischelementen eine Rotationsrichtungsumkehr und Stromteilung. Dabei erzeugt das erste Mischelement zwei rotierende Wirbel, welche gleichzeitig radial über den Rohrquerschnitt geführt werden. Beim Auftreffen auf das folgende Mischelement, wird jeder der am 1. Mischelement erzeugten Wirbel in zwei Teilströme zerlegt und gezwungen, die Rotation in entgegengesetzter Richtung wirken zu lassen. Dieser Vorgang

wird so oft wiederholt, bis die gewünschte Homogenität erreicht ist. Bei diesem Mischer – Typen ist der Druckverlust, im Verhältnis zur Mischgüte, gering. Die Anzahl der Elemente werden für jeden Anwendungsfall speziell ausgelegt.

Die Einbaumöglichkeiten dieser Mischelemente sind eingeschweißt, mittels Hartlot verlötet oder ausbaubar. Die Schneiden können dem Einsatzfall angepasst werden , somit ist eine totraumfreie Ausführung möglich.

MV Mischelemente ( für faserigen und / oder körnigen Bestandteilen) | Die MV Mischelemente von U+A sind so gestaltet, dass beim durchströmen mit hohem Anteil an faserigen und / oder körnigen Bestandteilen, die Gefahr des Verstopfens praktisch nicht besteht. 
Die einzelnen Mischelemente bilden tornadoartige Verwirbelungen die sich in einander verschlingen. Durch diese hervorragenden Eigenschaften ist es möglich, gute Mischergebnisse und bei Wärmetauschern günstige Wärmeübertragungseigenschaften zu erzielen.

MV Mischelemente - U & A GmbH
MV Mischelemente
MX Mischelement - Statische Mischer von U & A GmbH
MX-Mischelement

MX-Mischelement ( für intensive Vermischung hochviskose Produkte auf kurzer Strecke) | MX-Mischelemente eignen sich hervoragend für eine intensive Vermischung viskoser bis hohviskoser laminarer Produktströme auf kurzer Strecke.
Das Dispergieren von Gas in Flüssigkeit in sehr kleine Tropfen ist eine weitere Anwendung. 
Im Vergleich zum Wendelmischer ist die Baulänge kurz, dafür der Druckabfall hoch. Toträume lassen sich praktisch nicht vermeiden, daher ist der Reinigungsaufwand hoch.

SW Spezial Wendelmischer (für große Rohrdurchmesser) | Der Wendelmischer in dieser Bauform hat ähnliche Vorteile wie der herkömmliche Wendelmischer. Auch diese Mischelemente lassen sich sowohl fest integriert als auch herausnehmbar gestalten. Um die Mischleistung, bei gleicher Bauform zu erhöhen können Geometrie-änderungen vorgenommen werden.

Spezialwendelmischer - U & A Gmbh
PEW Mischer - Statische Mischer von U & A GmbH
PEW-Mischer

PEW- Mischer ( für Emulsionen oder zur Flüssig – Gas – Dispersion) | Die PEW-Mischelemente eignet sich am besten zur Herstellung von Emulsionen oder Gas / Flüssig -Dispersion. Der hier dargestellte keramische Werkstoff eignet sich für die meisten agressiven Medien, auch bei hohe Temperaturen (z.B. in der Abgasreinigung). 

Alle Mischelemente – Typen werden anwendungsspezifisch auch in individueller Form hergestellt. Alle Mischerelemente werden in Deutschland gefertigt um die Lieferzeiten gering zu halten und schnell auf geänderte Bedürfnisse der Kunden reagieren zu können. 

Da wir nicht nur Mischer, sondern Lösungen bieten, sprechen Sie uns an, damit wir die beste Lösung für Ihre Anwendung erarbeiten können.

Ihr Spezialist für
Statische Mischer

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Statische Mischer

Komponente 1

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Durchsatz in [m³/h]

Komponente 2

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Durchsatz in [m³/h]

Komponente 3

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Durchsatz in [m³/h]

Mischung

Durchsatz in [m³/h]

Mischergebnis

Betriebsbedingungen und Ausführung

MX Mischer - Statische Mischer von U & A GmbH
Kunststoff - Mischer
Zeichnung - Statische Mischer von U & A GmbH
Stahl - Mischer mit Reduzierung
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Injektor

Bei Kreislauf:

Heizdampf

Werkstoff

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Wärme­tauscher

Prozess-Daten

PRODUKT

Temperatur [°C]
* Bei mittlerer Temperatur

Prozess-Daten

WÄRMETRÄGER

Temperatur
* Bei mittlerer Temperatur

Verlauf der Viskosität


Produkt Viskosität [Pa.s] bei jew. Temperatur


Ausführung

Wärmetauscher - Statische Mischer von U & A GmbH
Wärmetauscher