Sekoitusprosessien

Sekoitusprosessien käsite kuvaa sekoittamiseen liittyviä prosesseja, joiden tavoitteena on tuottaa tasalaatuinen, homogeeninen seos useista aineista. Niiden sovellukset ulottuvat kemianteollisuudesta elintarvike-, lääke- ja materiaaliteollisuuteen sekä vedenkäsittelyyn ja jätevesien käsittelyyn. Oikea sekoitus parantaa seoksen yhtenäisyyttä, ominaisuuksien toistettavuutta ja reaktioiden tehokkuutta sekä estää erottumista pitkissä prosesseissa.

Keskeisiä tyyppejä ovat dynaaminen sekoitus ja staattinen sekoitus. Dynaaminen sekoitus perustuu liikkuviin sekoitusvälineisiin, kuten impellereihin, ruuvisekoittimiin, sekoitusakseliin ja turbiineihin. Liike ja voimansiirto aiheuttavat viskoosin nesteen tai kiinteiden hiukkasten sekoittumisen sekä mahdollisen dispersoinnin. Staattinen sekoitus koostuu putkiston sisällä olevista rakenteista, jotka aiheuttavat nesteen virtauksen eri kerroksissa väistämällä tai vähentäen entistä suuremman liikkuvuuden tarvetta; sekoittumistulos saavutetaan ilman liikkuvia osia.

Prosessiolosuhteet määritellään tuotteen vaatimusten ja prosessin ominaisuuksien mukaan. Tärkeitä mittareita ovat viskositeetti, tiheys, hiukkasten koko ja jakautuminen, lämpötila ja paine. Keskeisiä suunnittelulukuja ovat energian määrä (teho per tilavuus, P/V), sekoitusnopeus ja sekoitusaika. Sekoitus voi olla sekä erissä että jatkuvissa prosesseissa, jolloin laadunvalvonta ja prosessinhallinta ovat keskeisiä osa-alueita.

Laadunvarmistuksessa korostuvat homogeenisuuden mittaukset, näytteenotto sekä analyysit kuten viskositeetin, jakautumisen jaatioiden seuranta. Haasteina ovat segregaation estäminen, kuolleiden alueiden muodostuminen, lämmöntuotto sekä kiinto- tai kuitupitoisten aineiden hallinta. Sekoitusprosessien suunnittelussa pyritään löytämään optimaalinen tasapaino tehokkuuden, energian kulutuksen ja tuotteen laatutekijöiden välillä.