EKATO PARAVISC系统在
高粘度物料混合过程优化中的探讨
焦 朌
当化工生产成本、流程工艺时间逐渐被人们关注的同时，混合高粘度物料的搅拌过程优化潜力也逐步被人们重
视。生产高粘度产品时，采用适当的搅拌设备可使物料的加热和冷却时间缩短至原来的75%。因此，选择合适的搅
拌机甚至可以决定了产品的收益。
高粘度、糊状产品如油漆、凡立水、润滑剂、树脂、胶水和建筑材料的生产，对混合技术形成了一定的挑战。
制药、化妆品及食品工业方面, 除了满足工艺过程要求外，还必须符合严格的卫生法规。EKATO PARAVISC系统提供
了一种灵活的模块式设计系统，这可以为各种各样的粘度应用提供均衡的混合解决方案。
1 选择正确的混合系统
合适的搅拌机选择不仅是满足工艺流程需要，而且还会影响到经济指标。除了减少生产成本外，也可能增加产
量或改进产品质量。对于物料经常变化或不同混合特性的几种产品在一个混合设备中被混合的多用途装置，设备的
操作弹性是一个主要参数。小间隙强制流动的叶轮如EKATO PARAVISC、螺带式叶轮或锚式叶轮通常被用于高粘度物
料的搅拌。高粘度物料的搅拌设备必须能达到短的混合时间。在总的粘度范围内,EKATO PARAVISC的混合时间常数N
处于N = 20-60. 而锚式叶轮无法达到这个值，与EKATO PARAVISC 相比，锚式叶轮缺乏足够的轴向翻转。因此，在
完成混合和物料传递任务方面，EKATO PARAVISC 要大大优于传统的搅拌形式。
2 操作弹性作为一个选择条件
粗看起来，EKATO PARAVISC和螺带式叶轮在操作作用上一样。然而，仔细观察发现，EKATO PARAVISC提供明显
的、更高的弹性。与有大量焊接构成的螺带式叶轮相比，PARAVISC叶轮可以被设计成从叶片到搅拌轴只有一个连接。
这不仅可以在釜内插入汲取管或配料管—这在多用途装置中常常是强制要求的，而且能够在桨叶里安装挡板，甚至
可以偏心安装附加的搅拌机。内置挡板可有效地防止物料没有混合的简单翻动，在工艺流程的低粘度阶段，有可能
缩短混合时间。附加安装的快速旋转搅拌机可以在一个工艺阶段同时完成循环、混合以及液体或固体分散。与锚式
叶轮比，EKATO PARAVISC的操作弹性非常有优势。
3 缩短加热和冷却时间
为了避免因受限传热/冷却而引发的极长的间歇操作时间，在EKATO PARAVISC 垂直臂上增加了壁刮器。壁刮器
直接与釜壁接触，目的是随着叶轮的每次旋转更新釜壁上的流层。壁刮器设计适应工艺要求。刚性的、不可调节的
刮器主要用在发生结皮（结壳）的场合。顺应GMP，作为对容器不规则性的补偿，弹性刮器被用于制药厂、化妆品
生产。这无需增加另外的弹簧，而能帮助物料流动。
4 树脂乳胶生产的混合优化
下面的例子展示了高粘度树脂乳胶生产中存在的潜在的可优化性。从中取得的经验可以被延用到其他产品生产
如硅胶或胶粘物。在多功能的工厂里，在各种尺寸的容器中生产各种不同配方的合成树脂，粘度要求各不相同。现
有工厂中带多级轴向泵送叶轮的搅拌设备发生的困难引发了对优化混合的需求。
实验目标是实现下列间歇生产过程中的混合要求：
① 快速分散小量的添加剂。
关键点：中间体的强烈、剪切稀释特性，低装料位。
② 各组成连续的加入，最终产品质量取决于固体颗粒尺寸的分布。
关键点：经历不同的粘度范围—数量级至150 mPa s，避免物料堆积、粘挂在釜壁。
③ 低粘度组成再一次补料，要求快速分散。
关键点：避免因没经混合的低粘度物料沿釜壁往下流而引发的低、高粘度相分离、低粘度相环抱在高粘度相外。
为了满足混合需要，在EKATO实验室的50L装置中对轴流泵送多级系统和PARAVISC做对比试验，以确定更合适
的搅拌机构造。实验结果表明：在中等粘度范围内，多级、开式和轴流泵送叶轮有很好的混合作用， 但是在反应釜
壁附近的强制混合，EKATO PARAVISC具有明显的优势。主要体现在一下几个方面：
①功率输入大约低40%；②在低液位时，使用接近釜底的Z形锚式叶轮，改善了混合；③明显加快了单个组成
的加料；④简单改变PARAVISC的旋转方向就能改善从低粘度到高粘度的加料；⑤明显减少釜壁上的物料结垢，从而
改善了传热；⑥透过液滴尺寸分布看产品质量的改进。
归纳起来，高粘度产品搅拌过程优化存在着巨大的潜力。为了开发这种潜力，不仅可用跟踪实验或传统的计算，
也可以采用现代的方式，如针对关心的流动动力学可用CFD研究分析。
当混合高粘度物质时，常常要求提供像EKATO PARAVISC那样带弹性模块式组件。工艺流程来源和计算方法的多
样化便于研究最佳混合系统；但是，大多数情况尤其是粘性物质的混合，实验室模拟试验还是成功的关键。与工厂
操作人员合作，积累了多年经验的EKATO专家们能够迅速找到最合适的混合解决方案。