Zaawansowane techniki rozpuszczania w procesach przemysłowych

Definicja i zasada działania

Disolwer to specjalistyczne urządzenie mieszająco-rozdrabniające zdolne do szybkiego rozpuszczania ciał stałych, rozwadniania past oraz stabilizacji zawiesin. Jego sercem jest stalowa tarcza z uzębieniem stożkowym, osadzona na pionowym wale napędzanym silnikiem o wysokim momencie. Obrót tarczy wywołuje silny przepływ radialno-osiowy, tworząc strefę podciśnienia zasysającą materiał do wnętrza wiru, w którym aglomeraty są natychmiast rozrywane. Dzięki takiej geometrii disolwer redukuje czasy procesowe nawet o 60 % w porównaniu z klasycznymi mieszadłami łopatkowymi.

Kluczowym parametrem konstrukcyjnym jest prędkość obwodowa krawędzi tarczy opisana równaniem v = π·d·n. Do efektywnego rozdrabniania stosuje się zakres 15–25 m/s, przy którym wsad nie ulega przegrzewaniu ani napowietrzaniu. Zbyt wysoka prędkość powoduje odparowanie lotnych komponentów i wzrost lepkości, dlatego nowoczesny disolwer wyposaża się w falowniki do płynnej regulacji – W zależności od lepkości medium tarcza może być perforowana lub mieć profil zęba łukowego, a moduły soft-start ograniczają szczytowy pobór energii.

W instalacjach wielkotonowych reologia mieszaniny zmienia się dynamicznie. Wraz ze wzrostem stężenia części stałych lepkość skokowo rośnie, co prowadzi do spadku wydajności mieszania i ryzyka kawitacji. Aby temu przeciwdziałać, linia procesowa bywa uzupełniana o pompy recyrkulacyjne, które kierują ciecz z powrotem pod tarczę, stabilizując gradient prędkości. Dodatkowo czujniki momentu oraz wibracji umożliwiają predykcyjne wykrywanie zatykania, zapobiegając nieplanowanym przestojom.

Zastosowania i wytyczne technologiczne

Disolwer odgrywa kluczową rolę w przemyśle farb i lakierów, produkcji past pigmentowych, chemii budowlanej, kosmetyków oraz żywności funkcjonalnej. W formulacjach o wysokiej lepkości zbiornik wyposaża się w płaszcz chłodzący lub system grzania olejowego, aby kontrolować profil temperaturowy. Dla farb wodnych przyjmuje się stosunek średnicy tarczy do średnicy kadzi 0,35, co zapewnia odpowiednią cyrkulację, natomiast przy żywicach rozpuszczalnikowych wartość ta spada do 0,28, minimalizując zasysanie gazów.

Higieniczne wykonania zgodne z wytycznymi EHEDG obejmują spoiny polerowane do Ra ≤ 0,8 µm, uszczelnienia mechaniczne z podwójną płukanką oraz przelotowe wały, które eliminują kieszenie produktowe. Taki standard jest niezbędny w dermokosmetykach, gdzie ryzyko mikrobiologiczne bezpośrednio wpływa na trwałość gotowego wyrobu. Po procesie disolwer jest czyszczony w trybie CIP, a w aplikacjach aseptycznych także wygrzewany parą w procedurze SIP.

Sposób dozowania surowców determinuje jakość dyspersji. Najczęściej stosuje się lejki ssące sprzężone z eżektorami próżniowymi, które wprowadzają proszek poniżej lustra cieczy, redukując pylenie i utratę pigmentu. W połączeniu z przepływomierzami masowymi możliwa jest automatyczna korekta receptury w czasie rzeczywistym. Gdy disolwer pracuje w środowisku IIoT, dane procesowe trafiają do chmury, a algorytmy AI przewidują zużycie łożysk.

Bezpieczeństwo procesowe wymaga hamulców mechanicznych i blokad pokryw, które uniemożliwiają uruchomienie urządzenia przy otwartym zbiorniku. W obecności rozpuszczalników konieczna jest certyfikacja ATEX oraz antystatyczne wykonanie wszystkich elementów stykających się z medium. Jednocześnie właściwie dobrany disolwer ogranicza emisję LZO, ponieważ krótszy cykl i wysokie szybkości ścinania przyspieszają rozpuszczanie bez zbędnego ogrzewania wsadu.

Podsumowując, modularna budowa, szeroki wybór osprzętu oraz możliwość pełnej automatyzacji sprawiają, że inwestycja w urządzenie typu disolwer zwraca się przeciętnie w ciągu 12–18 miesięcy. Postęp w inżynierii materiałowej, zwłaszcza rozwój tarcz z powłoką ceramiczną odporną na abrazyjne pigmenty, wskazuje, że rola tej technologii będzie rosła w erze produkcji niskoemisyjnej oraz gospodarki o obiegu zamkniętym.