Fundamental of Mixing – TH version
การผสม เป็นการนำสารหรือองค์ประกอบตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปมาผสมให้เป็นของผสมที่มีการกระจายตัวของสารองค์ประกอบหนึ่งอยู่ในสารอีกองค์ประกอบหนึ่ง ให้มีลักษณะเป็นเป็นสารผสมเนื้อเดียวกัน การผสมเป็นกระบวนการผลิตหนึ่งที่ใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น การแปรรูปอาหาร การผลิตยาและเวชภัณฑ์ การทำเหมืองแร่ การขึ้นรูปโลหะผง (powder metallurgy) กระบวนการผลิตอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมี ในอุตสาหกรรมอาหาร การผสมเป็นการรวมส่วนผสมต่างๆ เพื่อให้ได้คุณค่าทางอาหารและคุณลักษณะรสสัมผัสที่ต้องการ ระหว่างขั้นตอนการผสมอาจมีอุปกรณ์การลดขนาดและการขับรีดสารผสม (extruder) ร่วมอยู่ด้วย ตัวอย่าง : การพัฒนาเนื้อสัมผัสของเบเกอรี่และไอศครีม การควบคุมการเกิดผลึกของน้ำตาล การตีฟองของส่วนผสมของแป้ง นม ไข่ ในการทำเค้กหรือแพนเค้ก การทำช็อคโกแลต การผสมของแข็ง การผสมของแข็งให้ได้คุณลักษณะสารผสมที่ต้องการขึ้นอยู่กับ ขนาดอนุภาคที่สัมพันธ์กัน รูปร่าง และ ความหนาแน่นของแต่ละสารที่นำมาผสมกัน ปริมาณความชื้น คุณลักษณะพื้นผิวและการไหลของของแข็งแต่ละตัว แนวโน้มของสารที่จะรวมตัวกันเป็นก้อน ประสิทธิภาพของเครื่องผสม ปัจจัยที่มีผลต่อการผสมของแข็ง ขนาดอนุภาค : การผสมง่ายขึ้นเมื่ออนุภาคของแต่ละสารมีขนาดใกล้เคียงกัน รูปร่าง : รูปร่างทรงกลมผสมกันได้ง่ายกว่ารูปร่างอื่นๆ การดึงดูดระหว่างอนุภาค : ประจุไฟฟ้าสถิตย์ทำให้เกิดการผสมที่ไม่ดีนัก ความหนาแน่นของสาร : สารที่หนาแน่นกว่ามักตกอยู่ด้านล่าง สัดส่วนของสาร : อัตราส่วนผสม 1:1 เป็นการผสมที่ดีที่สุด เครื่องผสมของแข็งแบบต่างๆ เครื่องผสมในถังดรัม (ถังโลหะทรงกระบอก) เป็นการผสมสารที่เป็นผงแห้ง เม็ด ในปริมาณน้อยแบบแบทช์ ถังดรัมมาตรฐาน 200 ลิตร (หรือขนาด 100 ลิตร หรือ 50 ลิตร) สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดิ่ม เคมี สีผง ยา เวชภัณฑ์ 2. เครื่องผสมในถังทัมเบลอร์ Double Cone Mixer V-shaped Mixer ปัจจัยที่พิจารณาในการใช้งานเครื่องผสมแบบถังทัมเบลอร์ ใช้ความเร็วที่เหมาะสมที่สุด ปริมาตรของสารที่ใส่ลงในถังผสมไม่เกิน 50 % ของปริมาตรถัง 3. เครื่องผสมแบบใบพาย มีทั้งการใช้งานผสมเป็นแบทช์และแบบต่อเนื่อง สามารถติดตั้งหัวสเปรย์ฉีดของเหลวเพื่อการผสมลงในผงของแข็งขณะผสมอยู่ มีแบบแกนหมุนคู่ซึ่งให้การผสมแบบแรงเฉือนต่ำ เนื่องจากเกิดโซนการผสมแบบฟลูอิดไดซ์ (ของผสมถูกทำให้ลอยในอากาศและผสมกันระหว่างนั้น-เหมาะกับสารผสมที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน สามารถผสมกันได้ง่ายและเร็ว) 4. เครื่องผสมแบบใบริบบอน เป็นถังผสมรูปตัว U มีแกนหมุนใบแบบริบบอนในแนวนอน ซึ่งทำให้สารผสมถูกยกตัวจากล่างขึ้นบน และเคลื่อนไปข้างหน้าเหมือนขับเคลื่อนจากการลำเลียงด้วยสกรู สามารถผสมสารที่เป็นของแข็งกึ่งเหลวได้ การผสมมีแรงเฉือนด้วย ซึ่งเหมาะกับการผสมสารที่ต้องการลดขนาดอนุภาคไปในตัว 5. เครื่องผสมแบบสกรูแนวตั้งในถังรูปโคน เป็นการผสมแบบแบทช์และประยุกต์ใช้เป็นเครื่องทำให้แห้งโดยใช้ความดันสูญญากาศขณะผสม หรือเป็นเครื่องลดฟองอากาศที่เกิดจากการผสม เป็นการผสมแบบไม่รุนแรง เกิดความร้อนขณะผสมต่ำ และให้สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีประสิทธิภาพสูง การผสมของเหลว ในกระบวนการผลิต การผสมของเหลวเพื่อให้ได้สารผสมที่เป็นสารแขวนลอย อิมัลชั่น สารละลาย และ แอโรซอลส์ เครื่องกวนผสมของเหลวมีใบกวนแบบต่างๆ ที่มีคุณลักษณะเฉพาะในการสร้างรูปแบบการไหลของของเหลวระหว่างกวนผสม โดยการพิจารณาถึงผลลัพธ์ของของผสมที่ได้จากการเลือกใช้ใบกวนที่เหมาะสม เช่น การสร้างกระแสน้ำวน การเพิ่มแรงเฉือนหรือลดแรงเฉือน การกระจายความร้อนที่เกิดจากการกวนผสม หรือ การเกิดฟองอากาศ รูปแบบการไหลของของเหลว การไหลแนวขนานกับแกนกวน (Axial Flow) : สำหรับการกวนผสมระหว่างของเหลวกับของเหลว การเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อน หรือการเกิดกระแสน้ำวน ตัวอย่างใบกวน/ใบพัด – แบบมารีน ให้แรงเฉือนต่ำ ให้คุณสมบัติการปั๊มดี การไหลแนวรัศมีใบกวนหรือแนวตั้งฉากกับแกนกวน (Radial Flow) : สร้างแรงเฉือนและกระแสการไหลแบบปั่นป่วน สำหรับการกวนผสมของแก๊สและของเหลว หรือการกวนผสมของเหลวอิมัลชั่น ตัวอย่างใบกวน/ใบพัด – Rushton, Saw Disc (แรงเฉือนสูง) การไหลแนวเส้นสัมผัสของรูปทรงถังกวนที่เป็นวงกลม (Tangential Flow)…