Émulsifiant à cisaillement élevé : spécifications, applications et guide d’achat
Introduction
L'émulsificateur à cisaillement élevé est une machine de traitement par lots qui mélange, disperse et émulsifie des matériaux trop épais ou trop durs pour être mélangés avec un simple agitateur. Il fonctionne grâce à un rotor tournant à grande vitesse contre un stator fixe. L'espace réduit entre les deux aspire le matériau, le cisaille, puis le repousse à grande vitesse. C'est ce qui permet à une usine de transformer des phases séparées en un seul produit stable en un temps record.
Ce guide explique ce qu'est la machine, ce qu'elle fait sur une ligne de production, comment fonctionne la tête de rotor et de stator, la gamme de spécifications du modèle L80 au L290 et comment choisir le modèle adapté à votre produit.
À quoi sert un émulsifiant à cisaillement élevé ?
L'unité gère cinq types de tâches, et la plupart des usines agroalimentaires, cosmétiques et chimiques en utilisent plus d'une :
- Mixage audiosirop, shampoing, détergent, jus concentré, yaourt, dessert, produits laitiers mixés, encre, émail céramique
- Disperser: méthylcellulose, dissolution de colloïdes et de carbures, pré-émulsification huile-eau, bases d'assaisonnement, stabilisants, alumine, pesticide
- Dispersion des particules fines: suspensions, enrobage de pilules, dépolymérisation de médicaments, peinture, rouge à lèvres, soupe de légumes, moutarde, catalyseur, pigment, asphalte modifié, préparation de nanomatériaux
- Émulsifiant: pommade, crème hydratante, masque pour le visage, crème, émulsion aromatisée, émulsion d'asphalte et de résine, émulsion de cire, polyuréthane à base d'eau, pesticide
- homogénéisationpommade, crème, pâte à papier, produits laitiers, jus, encre d'imprimerie, confiture
Si votre produit se sépare dans l'emballage ou libère des sédiments après une journée, un émulsificateur à cisaillement élevé est généralement la première machine à utiliser.
Pourquoi choisir un émulsifiant à cisaillement élevé ?
- lots plus rapides: un fort cisaillement raccourcit le temps nécessaire pour obtenir un mélange stable par rapport à un agitateur à palettes.
- Moins de zones mortes: le modèle à griffes, avec sa double aspiration, aspire toute la fournée, et pas seulement le centre.
- Convient aux aliments épais et grumeleux: il faut utiliser des pâtes et des suspensions qui obstrueraient la vanne d'un homogénéisateur.
- Une machine, de nombreux emplois: mélanger, disperser, émulsionner et homogénéiser avec la même tête en modifiant la vitesse et l'écartement.
- Facile à ajouter à une ligne: installez un module de levage dans une cuve que vous possédez déjà, ou prenez une cuve d'émulsification complète.
Composants essentiels d'un émulsifiant à cisaillement élevé
Une unité standard comprend les éléments suivants :
- Tête de rotor et de statorLe noyau actif. Le rotor tourne à l'intérieur du stator ; l'entrefer détermine la finesse de cisaillement. Nous proposons différentes formes de dents pour un cisaillement grossier, moyen et fin.
- moteur d'entraînement et arbre: un moteur à grande vitesse (voir tableau des spécifications) sur un arbre rigide avec joint mécanique.
- Support de levage ou fixeLes petites unités sont montées sur une colonne pour faciliter leur déplacement entre les réservoirs ; les grandes unités se fixent par boulonnage sur le dessus du réservoir.
- Bride de réservoir ou de montage: soit votre propre récipient, soit une cuve d'émulsification spécialement conçue à cet effet.
- Boîtier de commande: contrôle de la vitesse, minuterie et arrêt d'urgence. La commande par variateur de fréquence permet d'adapter la force de cisaillement au lot.
- Entrées et sorties: orifices d'alimentation supérieurs et inférieurs, plus une vanne de décharge sur les versions montées sur réservoir.
La tête et toutes les pièces en contact avec le produit sont en acier inoxydable 304 ou 316L. Pour les applications côtières, en milieu salin ou acide, nous utilisons de la tôle d'acier inoxydable 316L provenant de notre usine partenaire ; pour la plupart des applications agroalimentaires et laitières, une bobine d'acier inoxydable 304 suffit.
Comment fonctionne un émulsifiant à cisaillement élevé
La dispersion à cisaillement élevé consiste à répartir uniformément une ou plusieurs phases en une phase continue, même si ces phases ne se mélangent pas naturellement. Le rotor tourne suffisamment vite pour générer une vitesse tangentielle élevée et une forte énergie cinétique. Dans l'espace étroit, la matière est coupée, comprimée, frottée et déchirée simultanément. Grâce à un procédé adapté et à une faible quantité d'additif, des phases solides, liquides et gazeuses non miscibles peuvent s'assembler pour former un produit stable.
Le cycle de traitement par lots se déroule comme suit :
- Le rotor rotatif aspire simultanément la matière des zones d'alimentation supérieure et inférieure, directement dans la chambre de travail.
- La force centrifuge le propulse dans l'espace étroit entre le stator et le rotor, où il est comprimé, impacté et partiellement émulsionné.
- Au niveau du rotor, la vitesse linéaire atteint au moins 15 m/s et peut atteindre 40 m/s. C'est la véritable zone de cisaillement : la matière est dispersée, émulsionnée, homogénéisée et fragmentée, puis expulsée par les encoches du stator.
- Le jet heurte la paroi du réservoir, change de direction, puis l'aspiration supérieure et inférieure du rotor le ramène en arrière. Après plusieurs boucles, le lot est homogène.
Pour les matériaux très épais ou collants, associez l'unité de traitement par lots à un homogénéisateur à cisaillement élevé en ligne afin que la boucle continue de bouger au lieu de s'arrêter en haut.
Émulsificateur à cisaillement élevé comparé à d'autres machines de mélange
Les acheteurs comparent souvent ce logement à deux logements voisins :
- Émulsifiant à cisaillement élevé vs homogénéisateur haute pressionL'homogénéisateur propulse un liquide fluide à travers une valve à haute pression pour obtenir des gouttelettes très fines et uniformes, mais il se bouche avec les particules et les pâtes épaisses. L'émulsificateur à cisaillement élevé traite les liquides plus visqueux et certains solides. Les installations équipées des deux systèmes utilisent d'abord l'émulsificateur, puis l'homogénéisateur.
- Émulsifiant à cisaillement élevé vs moulin colloïdal: à broyeur colloïdal vertical Le broyeur à cisaillement élevé broie en continu à travers un espace plus étroit et convient au beurre de cacahuète, à la pâte de piment et au tahini. Il fonctionne dans une cuve discontinue et convient aux émulsions et dispersions que vous souhaitez conserver dans le récipient.
Choisissez en fonction de l'alimentation et de l'objectif : pâte fine nécessitant une texture très fine, optez pour un homogénéisateur ; pâte épaisse avec des solides, optez pour un broyeur colloïdal ; émulsion ou dispersion par lots dans une cuve, optez pour un émulsifiant à cisaillement élevé.
Spécifications
Nous proposons deux plages de vitesse pour nos moteurs. Les petits modèles fonctionnent entre 2 800 et 2 900 tr/min ; les grands modèles fonctionnent entre 1 400 et 1 500 tr/min afin de garantir une stabilité à puissance élevée.
| Modèle | Puissance (kW) | Vitesse (rpm) | Volume du lot (L) |
|---|---|---|---|
| L80 | 1.1 | 2800 à 2900 ans, qui | 5 à 40 ans, qui |
| L90 | 1.5 | 2800 à 2900 ans, qui | 20 à 70 ans, qui |
| L100 | 2.2 | 2800 à 2900 ans, qui | 50 à 100 ans, qui |
| L120 | 4 | 2800 à 2900 ans, qui | 100 à 300 ans, qui |
| L140 | 7.5 | 2800 à 2900 ans, qui | 200 à 800 ans, qui |
| L160 | 11 | 2800 à 2900 ans, qui | 300 à 1000 ans, qui |
| L180 | 18.5 | 2800 à 2900 ans, qui | 500 à 1500 ans, qui |
| Modèle | Puissance (kW) | Vitesse (rpm) | Volume du lot (L) |
|---|---|---|---|
| L200 | 22 | 1400 à 1500 ans, qui | 800 à 2000 ans, qui |
| L220 | 30 | 1400 à 1500 ans, qui | 1000 à 3000 ans, qui |
| L240 | 37 | 1400 à 1500 ans, qui | 1500 à 5000 ans, qui |
| L270 | 55 | 1400 à 1500 ans, qui | 2000 à 8000 ans, qui |
| L290 | 75 | 1400 à 1500 ans, qui | 3000 à 10000 ans, qui |
Les valeurs indiquées concernent un fluide de faible viscosité, semblable à de l'eau, à température ambiante. Les fluides épais ou collants nécessitent un modèle plus puissant ou un groupe électrogène intégré au circuit.
Deux remarques suite à l'atelier : si le fluide est très visqueux, utilisez l'émulsificateur discontinu avec un système de cisaillement élevé en ligne ; pour les applications à haute température, pression, en présence de substances inflammables, explosives ou corrosives, veuillez nous indiquer les conditions exactes afin que nous puissions dimensionner et fabriquer l'équipement en conséquence. Les données de ce tableau sont données à titre indicatif uniquement ; les paramètres corrects dépendent du produit fourni.
Comment choisir un émulsifiant à cisaillement élevé
- Adapter le volume à la taille du lotChoisissez le modèle dont la plage de volume de production correspond à votre remplissage, et non à votre pic de consommation. Un lot de 500 L sera plus adapté à un L160 ou un L180 qu'à un L80.
- Vérifiez d'abord la viscosité.: les liquides fluides restent dans la plage de 2800 à 2900 tr/min ; les pâtes épaisses descendent dans la plage de 1400 à 1500 tr/min avec plus de puissance.
- Choisissez entre un ascenseur fixe ou un ascenseur.: un réservoir et de nombreuses formules, prenez un système de levage ; un seul produit toute la journée, fixez une tête fixe sur le réservoir.
- Choisissez l'acier: 304 pour la plupart des produits alimentaires et laitiers ; 316L pour les lignes de sel, d'acide, côtières ou pharmaceutiques.
- Planifiez la boucle: si le lot s'arrête, ajoutez l'unité de cisaillement élevé en ligne et un cuve de mélange à double enveloppe Vous chauffez ou refroidissez donc pendant que vous cisaillez.
- Laissez de la place pour le nettoyage: à cuve de nettoyage CIP Dans le même système, les toilettes et le réservoir sont maintenus propres entre les utilisations.
Accessoires que vous pouvez ajouter
- régulation de vitesse par onduleur: adapter le cisaillement à chaque formule au lieu de fonctionner à pleine puissance.
- Colonne d'ascenseur et chariot: déplacer une tête d'analyse sur plusieurs réservoirs.
- Cuve d'émulsification à double enveloppe: chauffer ou refroidir le lot pendant le cisaillement.
- hotte aspirante: extraire l'air pour que l'émulsion reste sans bulles, utile pour les crèmes et les pommades.
- Boule de pulvérisation CIP: nettoyer la culasse et le réservoir sans démontage.
- Moteur anti-déflagrant: pour solvants ou produits inflammables.
Assembler la ligne
Une ligne d'émulsification classique associe un émulsificateur à cisaillement élevé à une cuve de mélange à double enveloppe pour le contrôle de la température, puis à un homogénéisateur haute pression pour l'obtention d'une finesse optimale, ensuite à une cuve de stérilisation UHT si le produit est stable à température ambiante, et enfin à une cuve de nettoyage NEP entre chaque cycle. Nous fabriquons ces éléments séparément ou sur un châssis unique, et chaque étape est dimensionnée pour un même lot afin d'éviter tout délai entre les cycles.
Pourquoi choisir Wanzhi
Nous sommes fabricant, pas distributeur. L'émulsificateur, la cuve, la double enveloppe et le système de contrôle sont donc fabriqués et testés en interne avant expédition. Cela signifie un seul plan, un seul interlocuteur et une seule garantie pour l'ensemble de la ligne. Nous personnalisons l'entrefer, la puissance du moteur, la nuance d'acier, le type de montage (fixe ou suspendu) et la double enveloppe en fonction de votre produit. De plus, nous stockons les aciers 304 et 316L dans notre usine partenaire, ce qui nous permet de réduire les délais de livraison. Si vous utilisez déjà une cuve, envoyez-nous le plan et nous dimensionnerons une tête de montage compatible.
QFP
Pas toujours. Si le mélange se fait uniquement à température ambiante, une simple chute de pression suffit. En revanche, si vous chauffez, refroidissez ou maintenez le mélange en température pendant le cisaillement, une cuve d'émulsification à double enveloppe permet de gagner une étape de transfert.
L'émulsificateur broie un lot à l'intérieur d'une cuve grâce à un rotor et un stator et traite les produits épais ou légèrement solides. Un homogénéisateur haute pression force un liquide fluide à travers une vanne pour obtenir des gouttelettes plus fines, mais il se bouche avec les particules. Les usines utilisent souvent les deux, en commençant par l'émulsificateur.
La série L couvre des capacités de 5 à 40 L pour le petit modèle L80 et jusqu'à 3 000 à 10 000 L pour le L290. Choisissez le modèle dont la capacité correspond à vos besoins de remplissage habituels, et non à vos pics exceptionnels.
Oui, mais les produits à forte viscosité nécessitent une vitesse plus faible et une puissance plus élevée (L200 à L290 à 1 400 à 1 500 tr/min) ou un groupe de traitement en ligne. Les matériaux très collants ne doivent pas être traités uniquement par une tête de traitement par lots.
Utilisez l'acier inoxydable 304 pour la plupart des applications dans les secteurs alimentaire, laitier et cosmétique. Optez pour l'acier inoxydable 316L lorsque la canalisation est en milieu salin, acide, côtier ou pharmaceutique, car le molybdène ajouté offre une meilleure résistance à la corrosion par les chlorures.
Oui. Notre émulsificateur à levage s'installe dans une cuve existante à l'aide d'une colonne et d'un chariot. Envoyez-nous le schéma de la cuve et nous dimensionnerons la tête, la longueur de l'arbre et le support en conséquence.
Matériel associé
- Homogénéisateur haute pression
- Moulin colloïdal
- Cuve de mélange en acier inoxydable à double enveloppe
- cuve de stérilisation UHT
- cuve de nettoyage CIP
Consultez notre gamme complète d'émulsifiants homogènes ou contactez-nous pour obtenir un devis personnalisé.
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