Anchor¶
Samenvatting¶
Een Anchor Impeller (ankerroerder of ankerrad) is een impeller die speciaal is ontworpen voor het mengen van hoogviskeuze producten. In tegenstelling tot snel draaiende propellers of hydrofoil-impellers draait een anchor impeller langzaam en beweegt hij grote hoeveelheden dik product langs de wand van de tank.
De vorm lijkt op een groot anker of een frame dat vrijwel de volledige binnendiameter van de tank volgt. Hierdoor wordt product voortdurend van de tankwand geschraapt en opnieuw in de mengstroom gebracht.
Binnen Jongia worden anchor impellers toegepast voor producten zoals crèmes, pasta's, gels, harsen, lijmen, siropen en andere sterk viskeuze vloeistoffen.
Theorie¶
Wat is een Anchor Impeller?¶
Een anchor impeller is een langzaam draaiend menggereedschap dat de vorm van de tank grotendeels volgt.
De impeller bestaat meestal uit:
- een centrale as;
- één of meerdere verticale armen;
- horizontale verbindingen;
- een buitenframe dat dicht langs de tankwand draait.
De afstand tussen de impeller en de tankwand bedraagt vaak slechts enkele millimeters.
Hierdoor wordt vrijwel het volledige product in beweging gebracht.
Waarom een anchor impeller?¶
Bij dunne vloeistoffen zorgen propellers voor voldoende stroming.
Bij zeer dikke producten werkt dat niet.
Hoogviskeuze producten:
- stromen nauwelijks;
- absorberen veel energie;
- blijven gemakkelijk aan de tankwand kleven.
Een anchor impeller is ontworpen om juist deze producten efficiënt te mengen.
Werkingsprincipe¶
De anchor impeller draait langzaam rond de centrale as.
Hierbij:
- beweegt het product langs de tankwand;
- wordt product van de wand losgemaakt;
- stroomt het product terug naar het midden van de tank;
- ontstaat een continue circulatie.
Hoewel de snelheid laag is, wordt een groot productvolume tegelijk verplaatst.
Stromingspatroon¶
Een anchor impeller veroorzaakt voornamelijk:
- tangentiële stroming;
- radiale stroming dicht bij de wand;
- langzame axiale circulatie.
Bij zeer hoge viscositeiten is dit vaak voldoende om een homogeen mengresultaat te bereiken.
Voor extra verticale stroming wordt de anchor soms gecombineerd met andere impellers.
Toepassingen¶
Anchor impellers worden gebruikt voor producten zoals:
- crèmes;
- zalven;
- gels;
- pasta's;
- harsen;
- lijmen;
- chocolade;
- siropen;
- cosmetica;
- voedingsmiddelen met hoge viscositeit.
Bij deze producten is gecontroleerd mengen belangrijker dan een hoge mengsnelheid.
Toerental¶
Anchor impellers draaien meestal veel langzamer dan propellers.
Afhankelijk van de toepassing ligt het toerental vaak tussen ongeveer:
- 5 en 60 rpm.
Een laag toerental voorkomt:
- overmatige warmteontwikkeling;
- beschadiging van het product;
- onnodig hoog energieverbruik.
Wandafschrapers¶
Veel anchor impellers zijn voorzien van wandafschrapers (scrapers).
Deze kunnen zijn gemaakt van:
- PTFE;
- kunststof;
- speciale composieten.
De afschrapers:
- verwijderen product van de tankwand;
- verbeteren de warmteoverdracht;
- voorkomen aankoeken;
- verbeteren de reinigbaarheid.
Voor verwarmde of gekoelde tanks zijn wandafschrapers vaak een belangrijke toevoeging.
Voordelen¶
Een anchor impeller biedt verschillende voordelen:
- geschikt voor zeer hoge viscositeiten;
- goede menging van dikke producten;
- beperkt luchtinslag;
- gelijkmatige warmteverdeling;
- voorkomt productophoping aan de tankwand;
- geschikt voor verwarmde en gekoelde tanks.
Beperkingen¶
Een anchor impeller is niet geschikt voor iedere toepassing.
Nadelen zijn onder andere:
- minder geschikt voor dunne vloeistoffen;
- relatief laag mengtempo;
- beperkt geschikt voor sterke dispersie;
- hogere koppels nodig.
Voor laagviskeuze producten wordt meestal gekozen voor een propeller of hydrofoil.
Combinatie met andere impellers¶
In de praktijk wordt een anchor impeller regelmatig gecombineerd met:
- een centrale high-shear mixer;
- een dissolver;
- een propeller;
- een hydrofoil impeller.
Hierdoor worden zowel de macro- als micromenging verbeterd.
Deze combinatie wordt veel toegepast in de chemische, voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.
Praktijk bij Jongia¶
Binnen Jongia worden anchor impellers ontworpen voor toepassingen waarbij een standaard propeller onvoldoende mengwerking levert. Engineers stemmen de vorm van de impeller af op de tankdiameter, de productviscositeit en het gewenste mengresultaat.
Vaak wordt de impeller vrijwel op maat gemaakt, zodat deze nauw aansluit op de binnenwand van de tank. Bij verwarmde of gekoelde tanks worden regelmatig PTFE-afschrapers toegevoegd om product van de wand te verwijderen en de warmteoverdracht te verbeteren.
Omdat hoogviskeuze producten grote krachten veroorzaken, wordt bij een anchor impeller extra aandacht besteed aan de sterkte van de mengas, het benodigde koppel van de gearbox en de belasting van lagers en afdichtingen.
Veelgemaakte fouten¶
- Een anchor impeller gebruiken voor dunne vloeistoffen. Bij lage viscositeiten is een propeller of hydrofoil meestal veel efficiënter.
- Denken dat een hoog toerental beter mengt. Bij hoogviskeuze producten levert een lager toerental met een groot koppel vaak betere resultaten op.
- Wandafschrapers als standaard beschouwen. Niet iedere anchor impeller heeft afschrapers; dit hangt af van het proces en de tankconstructie.
- Geen rekening houden met de hoge koppels. Anchor impellers vragen vaak een zwaardere aandrijflijn dan snel draaiende impellers.
- Vergeten dat de vorm van de tank belangrijk is. Een anchor impeller wordt meestal specifiek ontworpen voor de afmetingen van de tank, zodat de afstand tot de wand optimaal is.