Почему вакуум, а не скорость миксера, удаляет воздух из пасты с высоким содержанием твёрдых веществ

Каждая паста с высоким содержанием твёрдых веществ несёт воздух. Большая часть поступает вместе с порошком, часть складывается лезвиями, а немного больше попадает во время разряда. Никакая комбинация геометрии лопастей и скорости вала не выведет его из строя — именно поэтому вакуумная система, а не привод, является частью планетарного миксера, которая решает, приемлем ли продукт.

Это не является спорным утверждением внутри отрасли, но на этапе предложения оно часто недостаточно уточняется: клиенты сравнивают киловатты и литры, и вакуумный насос становится линейным элементом. Вот что говорит физика о том, почему этот порядок обратный.

1. Три маршрута для проникновения воздуха

• Смачивание порошком. Наполнитель с большой поверхностью — углеродистый чёрный, дымящийся кремнезём, проводящий металлический порошок — поступает с воздухом, адсорбированным на поверхности частицы и наполненным в пустотах между частицами.
• Складываю. Планетарные лезвия переворачивают пасту, а не бросают её, поэтому они задерживают воздух на свободную поверхность и закапывают его в объём, а не выпускают.
• Перевод. Перекачка, заливка или выдавливание партии из одного сосуда в другой возвращает воздух на каждой свободной поверхности.

2. Почему более быстрый клинок делает всё хуже, а не лучше

Пузырь поднимается, потому что он плавучий, и его скорость подъёма соответствует закону Стокса: скорость масштабируется сквадратдиаметра пузыря и обратно с вязкостью. Возьмём разницу плотности 1 000 кг/м³, пасту 50 Па·с и пузырь 100 мкм — и пузырь движется порядка 0,4 мм в час. От середины сосуда глубиной 500 мм это измеряется неделями.

Увеличение частоты дисперсера не решает проблему. Более высокая скорость наконечника добавляет сдвиг, а сдвиг разрывает крупные пузырьки на мелкие. Поскольку скорость подъёма зависит от квадрата диаметра, разрезание пузыря пополам делает его выход в четыре раза медленнее. Чрезмерное смешивание деаэрированной партии может вернуть воздух в подвеску, при этом казалось, что он работает интенсивнее.

3. Что на самом деле делает вакуум

Если уменьшить давление над пастой, запертый пузырь расширяется — при половине атмосферы объём пузыря удваивается, а его плавучесть растёт с кубом диаметра, тогда как сопротивление увеличивается только с квадратом. В итоге это значительное увеличение скорости роста, плюс механический эффект, который не менее важен: по мере роста пузыря он отталкивает пасту в сторону, разрушая пленку, которая прижимала её к лезвию или стенке. Воздух, растворённый в автомобиле, также выходит из раствора, когда парциальное давление падает ниже насыщенного значения.

На практике сосуд герметизируется, вакуум набирается во время продолжения смешивания, и партия удерживают в заданной точке до тех пор, пока датчик не перестанет двигаться. Каждый планетарный миксер Жуйцзин поставляется с цифровым вакуумометром Panasonic в стандартной комплектации и датчиком PT100 в материале, так что конечная точка — это показание, а не прошедшее время.

4. Почему скребок для стены важен для деаэрации

Вакуум действует только на свободной поверхности. В пасте с концентрацией 50 000 cP почти ни одна партия не находится на свободной поверхности в любой момент, поэтому поверхность приходится постоянно обновляться. Рычаг скребка, который вращается вместе с планетарным носителем, утягивает материал со стенки и дна сосуда, возвращая его в лопасть, которые продолжают подвергать свежую пасту вакууму, вместо того чтобы оставлять статическую оболочку на стене. Ствол сосуда изготовлен именно по этой причине — скребок, оставляющий плёнку, оставляет с собой воздух.

5. Температура является частью вакуумного дизайна

• Каждая рама использует двухстенный сосуд с внутренним дефлекторным канавкой, циркулирующий охлаждающей водой или теплопереносным маслом.
• Температуру отопления ограничивают 200 °C. При температуре выше 60 °C сосуду требуется внешнее утеплительное покрытие, которое необходимо указывать с заказом, а не добавлять позже.
• В вакууме летучие компоненты испаряются при более низкой температуре, поэтому оболочка часто выполняет охлаждающую работу во время деаэрации, даже если рецепт номинально является горячей смесью.
• Температура измеряется с материала PT100, а не с оболочки, поскольку они расходятся во время длительного вакуумного задержания.

6. Скорость наконечника по размеру кадра

Энергия дисперсии определяется скоростью наконечника, а не оборотами вала, и опубликованные данные стандартных рам масштабируются по параметрам диаметра сосуда:

Скорость наконечника — это максимум при указанной скорости дисперсера. Уровень вакуума задаётся процессом, а не фиксируется машиной.

7. Что измерять в ходе испытания

• Скорость утечки, при пустом сосуде и с представительной партией — второе число имеет значение.
• Независимо от того, пенится ли партия или просто выпускает пузырьки. Пенение означает, что вакуум затягается слишком быстро для системы растворителя, а не потому, что насос недостаточно объёмный.
• Время до стабильного показания калибра на предполагаемой скорости смешивания, если возможно, на двух порциях.
• Разряд также находится в вакууме. Идеально деаэрированная партия может восстановить воздух за последние тридцать секунд.