STC型臥式雙軸自清潔攪拌機
工作原理
STC型臥式雙軸自清潔攪拌機是一種大容量雙軸自清潔攪拌設備，用于高粘度、糊狀或結殼物料的傳熱與傳質(zhì)過(guò)程，可連續操作（長(cháng)徑比L/D約等于6時(shí)），也可間歇操作（長(cháng)徑比L/D小于3時(shí)）。該系統特別適用于壓實(shí)后容易結塊的物料處理。
設備主要由一個(gè)臥式“8”字形截面的筒體（圖1）和兩根空心攪拌軸組成（圖3），其中一根攪拌軸上焊接有多組五邊形空心盤(pán)片，另一根攪拌軸焊接有多組四邊形空心盤(pán)片，兩組盤(pán)片錯位布置，盤(pán)片的每一個(gè)頂端焊接有“E”字型鉤爪相互嚙合，兩根攪拌軸同向旋轉，速比為4:5。工作時(shí)一根攪拌軸上的E型鉤爪既可對筒體內壁進(jìn)行刮壁清潔，又同時(shí)清潔另一根攪拌軸上的空心盤(pán)片的側面及E型鉤爪內側，雙軸旋轉過(guò)程中所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)輪廓線(xiàn)確保了設備內無(wú)死角，即自清潔作用（圖2）。
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圖1：“8”字型筒體 |
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圖2：葉片的動(dòng)態(tài)自清潔軌跡 |
圖3：帶空心盤(pán)片及E字型鉤爪的攪拌軸 |
連續操作時(shí)，設備采用比較大的長(cháng)徑比（L/D），為了在提供強力混合的同時(shí)又推動(dòng)物料（包括高粘度物料）慢速前移，攪拌軸上的盤(pán)片及E型鉤爪按螺旋狀排列，這種排列方式為高粘度物料的軸向輸送提供了一定的推動(dòng)力，14-21個(gè)混合單元的串聯(lián)減少了物料的返混，使物料在設備中的流動(dòng)接近平推流，可獲得窄的停留時(shí)間分布。
間歇操作時(shí)，設備具有較小的長(cháng)徑比（L/D），可實(shí)現強大的橫向和軸向混合，以確保批次的均勻性。圖4為一臺STC型臥式雙軸自清潔實(shí)驗設備的內部結構，容積為2.5L，操作方式為間歇。
為解決高粘物料的出料問(wèn)題，設備筒體底部可增加出料螺桿，此出料螺桿在操作過(guò)程中可反向運行，將物料拉回到混合區，增加軸向返混，有利于批次的均勻性，圖5是一臺帶螺桿的雙軸自清潔實(shí)驗設備。
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圖4：STC型臥式雙軸清潔實(shí)驗設備（2.5L） |
圖5：帶螺桿的雙軸清潔實(shí)驗設備 |
設備的裝料系數為40%—75%之間，可通過(guò)調節堰板的高度來(lái)實(shí)現。合適的氣相空間使大量氣體或蒸汽可以輕易地脫除。
STC型臥式雙軸自清潔攪拌機典型應用是高粘度聚酯的縮聚反應（圖6），當聚酯的動(dòng)力粘度增加到一定值時(shí)，常規的單軸圓盤(pán)或鼠籠式攪拌依靠物料的重力無(wú)法形成液膜，界面更新困難，小分子去除速度下降，分子鏈增長(cháng)緩慢。而STC型雙軸自清潔攪拌依靠相互嚙合的鉤爪與盤(pán)片拉伸液膜，2—7毫米的嚙合間隙加速了界面的更新和小分子的脫除。
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圖6：某生物降解塑料縮聚工藝流程簡(jiǎn)圖 |
一般特征
1. 在物料所有階段（液體、糊狀、高粘性、結殼和自由流動(dòng)粉體）進(jìn)行高強度的混合/捏合；
2. 與螺桿擠出機相比，最大剪切速率低很多；
3. 快速更新相邊界層，增強傳熱和傳質(zhì)；
4. “E”字型捏合元件可產(chǎn)生最佳的自潔性，大幅度提高了傳熱系數，同時(shí)，空心攪拌軸及盤(pán)片外具有大量的傳熱表面，可實(shí)現溫度精準控制，特別適合受傳熱控制的工藝；
5. 工作體積大，裝料系數高達75%，即使停留時(shí)間長(cháng)，也可以實(shí)現高產(chǎn)能；
6. 減少的返混再加上強烈的橫向混合，使停留時(shí)間分布很窄。也可以調整攪拌器的幾何形狀，以在較大范圍內改變停留時(shí)間分布；
7. 大量氣相空間有助于氣體和蒸汽的分離，這對于過(guò)熱溶液的閃蒸或容易起泡的物料尤為重要；
8. 密閉設計允許在真空或壓力下操作，可處理有毒或易燃易爆介質(zhì)。
設備型號
設備型號有五個(gè)單元組成：
S T X XXX X
第一單元：S表示雙軸；
第二單元：T表示同向；
第三單元：C表示雙軸的速比為4：5；D表示雙軸的速比為6：6；
第四單元：500表示攪拌器直徑為500mm；
第五單元：D表示短機型（間歇）；Z表示標準機型（連續）；C表示加長(cháng)機型（連續）。
外形尺寸
1. 雙軸同向自清潔攪拌，速比4：5，短機型（間歇操作）
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設備型號 |
公稱(chēng) 容積 L |
有 效 全容積 L |
重量
Kg |
傳熱 面積 m2 |
功率
kW |
設 備 總長(cháng)A mm |
筒 身 長(cháng)度B mm |
攪拌器 直徑C mm |
設 備 總寬D mm |
設 備 總高E mm |
|
STC100D |
2.5 |
3 |
300 |
0.13 |
3 |
1400 |
250 |
102 |
430 |
920 |
|
STC160D |
10 |
14 |
800 |
0.74 |
11 |
3000 |
450 |
160 |
720 |
1600 |
|
STC200D |
25 |
35 |
1500 |
1.6 |
11 |
5200 |
740 |
200 |
1030 |
1650 |
|
STC320D |
63 |
80 |
3300 |
2.5 |
7.5 |
2610 |
790 |
320 |
950 |
1650 |
|
STC360D |
100 |
130 |
4400 |
4 |
11 |
2930 |
980 |
360 |
1000 |
2000 |
|
STC430D |
160 |
210 |
5600 |
5.5 |
15 |
3290 |
1140 |
430 |
1060 |
2200 |
|
STC500D |
250 |
350 |
7500 |
7.5 |
18.5 |
3600 |
1350 |
500 |
1400 |
2300 |
|
STC600D |
400 |
530 |
9400 |
9.5 |
22 |
3950 |
1420 |
600 |
1460 |
2400 |
|
STC700D |
630 |
840 |
12000 |
13 |
30 |
4360 |
1630 |
700 |
1700 |
2500 |
|
STC780D |
1000 |
1240 |
18800 |
18 |
45 |
4960 |
2030 |
780 |
2000 |
2600 |
|
STC900D |
1600 |
1980 |
27400 |
26 |
55 |
5570 |
2470 |
900 |
2200 |
2700 |
|
STC1050D |
2500 |
3100 |
35500 |
35 |
90 |
6350 |
2750 |
1050 |
2400 |
2250 |
|
STC1220D |
4000 |
4900 |
47400 |
47 |
110 |
7110 |
3230 |
1220 |
2700 |
2400 |
2. 雙軸同向自清潔攪拌，速比4：5，標準機型（連續操作）
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設備型號 |
公稱(chēng) 容積 L |
有 效 全容積 L |
重量
Kg |
傳熱 面積 m2 |
功率
kW |
設 備 總長(cháng)A mm |
筒 身 長(cháng)度B mm |
攪拌器 直徑C mm |
設 備 總寬D mm |
設 備 總高E mm |
|
STC160Z |
25 |
30 |
1800 |
1.45 |
11 |
3500 |
1000 |
160 |
720 |
1600 |
|
STC200Z |
63 |
80 |
2500 |
3.8 |
18.5 |
6000 |
1600 |
200 |
1030 |
1650 |
|
STC260Z |
100 |
140 |
4500 |
4.3 |
11 |
3800 |
1750 |
260 |
800 |
1300 |
|
STC320Z |
160 |
210 |
5500 |
7 |
18.5 |
4700 |
2110 |
320 |
950 |
1650 |
|
STC360Z |
250 |
300 |
7000 |
9 |
30 |
5000 |
2280 |
360 |
1000 |
2000 |
|
STC430Z |
400 |
480 |
9000 |
12.5 |
45 |
5400 |
2640 |
430 |
1060 |
2200 |
|
STC500Z |
630 |
790 |
12000 |
17 |
55 |
6400 |
3150 |
500 |
1400 |
2300 |
|
STC600Z |
1000 |
1300 |
15500 |
24 |
75 |
7000 |
3510 |
600 |
1460 |
2400 |
|
STC700Z |
1600 |
2050 |
20000 |
32 |
110 |
7700 |
4050 |
700 |
1700 |
2500 |
|
STC780Z |
2500 |
2800 |
30000 |
42 |
160 |
8600 |
4670 |
780 |
2000 |
2600 |
|
STC900Z |
4000 |
4200 |
43000 |
56 |
200 |
9600 |
5330 |
900 |
2300 |
2700 |
3. 雙軸同向自清潔攪拌，速比4：5，加長(cháng)機型（連續操作）
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設備型號 |
公稱(chēng) 容積 L |
有 效 全容積 L |
重量
Kg |
傳熱 面積 m2 |
功率
kW |
設 備 總長(cháng)A mm |
筒 身 長(cháng)度B mm |
攪拌器 直徑C mm |
設 備 總寬D mm |
設 備 總高E mm |
|
STC320C |
250 |
290 |
7700 |
9.5 |
18.5 |
5490 |
2900 |
320 |
950 |
1650 |
|
STC360C |
400 |
430 |
9600 |
13 |
30 |
5980 |
3260 |
360 |
1000 |
2000 |
|
STC430C |
630 |
690 |
12400 |
18 |
45 |
6540 |
3780 |
430 |
1060 |
2200 |
|
STC500C |
1000 |
1140 |
16500 |
24.5 |
55 |
7750 |
4500 |
500 |
1400 |
2300 |
|
STC600C |
1600 |
1830 |
21600 |
33.5 |
75 |
8420 |
4930 |
600 |
1460 |
2400 |
|
STC700C |
2500 |
2890 |
28000 |
45 |
110 |
9330 |
5680 |
700 |
1700 |
2500 |
|
STC780C |
4000 |
4040 |
41200 |
60 |
160 |
10630 |
6700 |
780 |
2000 |
2600 |
|
STC900C |
6300 |
6180 |
58600 |
82 |
200 |
12070 |
7800 |
900 |
2300 |
2700 |
設計參數
1. 容器
橫截面為8字形的臥式容器，可以在真空或壓力下操作。容器外帶夾套，可采用導熱油、熔鹽、蒸汽、熱水等介質(zhì)加熱，或采用冷凍鹽水、循環(huán)水進(jìn)行冷卻。
2. 攪拌器
攪拌器由空心軸、空心盤(pán)片和鉤爪焊接組成，冷熱介質(zhì)可以通過(guò)旋轉接頭輸送至空心軸和空心盤(pán)片內。
3. 出料
自由流動(dòng)的粉體或液體產(chǎn)品，可通過(guò)底部或側面的出料口排出，料位的高低由可調的堰板控制；高粘度糊狀產(chǎn)品采用螺桿出料。
4. 密封
可使用填料密封或是機械密封。
5. 材質(zhì)
各類(lèi)不銹鋼、碳鋼、哈氏合金、鈦、鎳等可以焊接的材料。
典型應用
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工藝過(guò)程 |
產(chǎn)品 |
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縮聚 |
聚丁二酸丁二醇酯（PBS） 聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT） 高分子量聚酯（PET） |
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聚合 |
氟硅彈性體、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、石油樹(shù)脂、反式異戊橡膠（TPI）、聚酰亞胺（PI）、聚二甲基硅氧烷（PDMS） |
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高粘產(chǎn)品的脫揮、脫溶 |
PAN基碳纖維、纖維素膜、纖維素纖維、彈性體、工程塑料 |
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濃縮和干燥 特別適用于粘性物質(zhì)的連續真空蒸發(fā) |
工業(yè)殘渣的處理與回收、合成橡膠、鹽溶液、聚合物、有機產(chǎn)品等 |
