Mekanik Karıştırmaya Son Veren Sistem Thinky Santrifüj Mikserler

👤Firuze Cıbır, Fizik Mühendisi - Pulsar Robotik
Teknolojik gelişmeler; endüstriyel uygulamalarda daha hızlı ve ekonomik son ürün elde edilmesini sağlamakla birlikte, kalite standartlarının da artırılması konusunda yenilikçi çözümler sunmaktadır. Sanayinin hemen her dalında özellikle savunma, ilaç, boya, plastik, seramik, kozmetik ve LED teknolojisinde kullanılan kimyasal karışımların kalitesi son ürünün de kalitesini belirlemektedir. Kimyasal karışımların kalitesini belirleyen endüstriyel karıştırma sistemlerinin temelleri 1950’lere dayanmaktadır. Dünya çapında son 30 yıla bakarsak, karıştırma ekipmanları ve bu ekipmanların geliştirilmesi üzerine pek çok Ar-Ge çalışması mevcuttur. Bu gelişmelerin en önemli sebebi kullanılan kimyasalların verimliliğini artırma ve olası problemleri yok etme gerekliliğidir. Bu amaçla son teknolojiler kullanılarak üretilmiş olan Thinky Santrifüj Mikserler, diğer tüm karıştırma sistemleri göz önüne alındığında en efektif kimyasal karışım oluşturma sistemidir. Thinky Santrifüj Mikser nedir Thinky mikser, kendi ekseni etrafında dönme ve bir merkez etrafında devir hareketlerini aynı anda gerçekleştirerek 670 G’ye varan ivmeler ile merkezkaç etkisi yaratan, bu sayede kimyasal materyalleri hem homojen bir şekilde karıştırabilen, hem de oluşan karışımın içerisinde mikron altı düzeye kadar tüm hava kabarcıklarını karışımdan ayrıştırabilen endüstriyel mikserdir. Thinky Mikser çalışma prensibi Thinky mikserler bilinen tüm endüstriyel mikserlerin aksine, herhangi bir bıçak ya da ek aparata ihtiyaç duymamaktadır. Karışımı oluşturan materyallerin konulduğu haznenin yerleştirildiği alan kendi ekseni etrafında dönme hareketi ve aynı zamanda bir merkez etrafında devir hareketi yaparak bir merkezkaç kuvveti oluşturur. Oluşan merkezkaç kuvveti sayesinde materyaller moleküler düzeyde karışır. 670G’ye varan bu ivme sayesinde, 1.000.000 cps viskoziteye kadar (katıya yakın) tüm materyaller karıştırılabilmektedir. Karışım işlemi sırasında oluşabilecek hava kabarcıkları Thinky mikserin hava ayırma (deaeration) özelliği sayesinde karışımdan ayrıştırılmaktadır. Bu özellik malzeme içerisinde mikron seviyesinde dahi hava kabarcığı kalmamasını sağlamaktadır. Daha özel üretimler için oluşturulmuş vakum serisi Thinky mikserlerde, vakum özelliği sayesinde oluşan karışım içerisinde mikron altı seviyede dahi hava kabarcığı gözlenmemektedir. Karıştırma işlemi için sistem içerisinde herhangi bir bıçak ya da ek aparat kullanılmadığından karışımda oluşabilecek muhtemel sıcaklık artışı da minimal seviyede kalmaktadır. Neden Thinky Santrifüj Mikser İki veya daha fazla materyali karıştırırken elde edilen karışımın kalitesini, homojenlik derecesi belirlemektedir. Bununla birlikte karıştırma işleminin verimli gerçekleşmesi için uygun karıştırma sistemi seçilmelidir. En yaygın kullanılan karıştırma teknikleri manuel ve mekanik karıştırmadır. Mekanik karıştırma sistemlerinde bıçak veya farklı uçlara sahip aparatlar kullanılarak materyaller karıştırılmaktadır. Bu sistemlerde işlem süresince karışımı oluşturan materyallerde, içerisinde mekanik bir hareket gerçekleştiğinden, oluşan sürtünme kuvveti ile sıcaklık artışı olur. Bilindiği üzere, bazı kimyasallarda sıcaklık artışı, kimyasalın yapısını bozmaya yol açabilir, katılaşma eğilimindeki kimyasalların beklenenden hızlı kürlenmesine sebep olabilir. Bununla birlikte mekanik karıştırma sistemlerinde bıçak hareketinden dolayı materyaller karışım anında havayla temas halinde olacağından, malzeme ne kadar karışmış olursa olsun içerisinde hava kabarcıkları bulunduracaktır. Kimyasal karışımlarda istenmeyen bir özellik olan hava kabarcıkları özellikle iletken malzeme ve sızdırmazlık kimyasalları üretiminde malzemenin kalitesini düşürmektedir. Manuel karıştırma sistemlerinde de aynı problemler mevcuttur. Ayrıca manuel karıştırma işleminde sabit bir kuvvetle materyaller karıştırılamayacağından karışım istenilen seviyede homojen olmayacaktır. Üretimin karıştırma ve hava ayırma için farklı cihazlar ile gerçekleştirilmesi, zamandan kayba sebep olmakta ve seri üretim imkanı açısından sıkıntı yaratmaktadır. Thinky mikserlerde, gerek karıştırma, gerekse vakum işlemleri için ilave ekipman kullanılmadığından ve bıçaksız karıştırma sistemi sayesinde temizleme ihtiyacı duyulmadığından, karıştırma işlemi birkaç dakika gibi kısa sürelerde gerçekleşmektedir. Thinky Santrifüj Mikserler çalışma prensipleri gereğince karışım içerisinde herhangi bir mekanik sürtünme yaratmadıklarından, karışımın sıcaklığının artış oranı, diğer karıştırma sistemlerine oranla minimal düzeyde olacaktır. Olası sıcaklık artışı problemine karşı kullanılacak soğutucu jel içerikli adaptör seçenekleri sayesinde bu oran daha da düşük seviyelere getirilebilmektedir. Bu sayede malzemenin yapısına zarar verilmediği için, malzeme zayiatı olmayacaktır. Thinky Santrifüj Mikserler homojen karışım oluşturabilme özelliğiyle birlikte, malzeme içerisinde oluşabilecek hava kabarcıklarını da yok edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bilinen diğer sistemlerde, elde edilen karışım içerisinde oluşabilecek muhtemel hava kabarcıkları için vakum odası kullanılmaktadır. Hava kabarcığını alma işlemi süresince bu sistemlerde vakum odası için ekstra enerji sarfiyatı olacağı gibi, uygulanacak vakum basıncının kontrollü olabilmesi zordur. Tüm koşullar sağlandığında dahi istenilen verimin elde edilemediği durumlar mevcuttur. Ayrıca ilave ekipmanlarla yapılan pek çok farklı işlem adımları göz önüne alındığında, karıştırma işleminin tamamlanması çok uzun zaman almakta ve seri üretim sıkıntısı yaşatmaktadır. Thinky mikserler, uygulama çeşitliliği bakımından atmosferik basınç tipi ve vakum basınç tipi olmak üzere iki gruba ayrılmıştır. Atmosferik basınç tipi ürün serisinde uygulanan yüksek ivmeler sonucu oluşan merkezkaç kuvveti ile mikron seviyesine kadar karışım içerisindeki tüm hava kabarcıkları yok edilmektedir. Vakum basıncı tipi seri ise daha spesifik uygulamalar için kullanılmaktadır. Karıştırma işlemi tamamlandıktan sonra devir hareketi sürerken uygulanan vakum basıncı ile karışımda meydana gelebilecek mikron altı seviyedeki dahi tüm hava kabarcıkları yok edilmektedir. Bu seri özellikle iletkenlik özellikli karışımların elde edilmesi ve sızdırmazlık kimyasallarında gereken tüm ihtiyaçları karşılayabilmekte ve kaliteli son ürün elde edilmesini sağlamaktadır. Bununla birlikte, bilindiği üzere bazı kimyasal karışımlar şırınga ile enjekte edilerek kullanılmaktadır. Oluşan homojen karışım, şırıngalara doldurulmak istenildiğinde de şırınga dolum anında karışım içerisinde hava kabarcıkları oluşabilmektedir. Bu durum, uygulanan tüm karıştırma prosesinin bozulmasına neden olmaktadır. Uygulamanın kalitesi açısından Thinky’nin üretmiş olduğu bir diğer seri ise Şırınga Dolum Üniteleridir. Bu seride 10mL’ye kadar 4 şırıngayı eş zamanlı doldurabilen manuel kullanıma sahip ARC-40 ve 60mL’ye kadar 16şırıngayı eş zamanlı karışım oluşturarak doldurabilen otomatik kullanıma sahip ARC-600TWIN modelleri mevcuttur. Her kimyasal karışımın kendisine ait özel üretim çeşitleri mevcuttur. Kompleks uygulamalarda, materyallerin karıştırılıp vakumlanması, sonra tekrar karıştırılması gerekebilmektedir. Bu tarz uygulamalarda Thinky mikserin adım ve reçete kaydetme özelliği sayesinde işlemler arasında bekleme yapmaksızın seri üretim imkanı mevcuttur. Kimyasal karışımların üretim süreçlerine bakarsak, her ürün kendi kimyasal yapısına, viskozitesine, sıcaklık hassasiyetine göre farklı karıştırma teknikleri ile elde edilmektedir. Metal tozu ve çözücüden elde edilen lehim pastası karışımını hazırlamak için özel üretilen Thinky Lehim Pastası modeli (SR-500) 150 G’ye varan ivmesi ile lehim pastasını oluştururken, vakum basıncı özelliği ile karışım içerisinde oluşabilecek hava kabarcıklarını yok ederek, homojen, sorunsuz iletkenlikte son ürün elde edilmesini sağlar. Aşağıdaki görüntüde lehim pastasının el ile karıştırma ve Thinky Santrifüj Mikser ile karıştırma sonucu incelenmiştir. Mikroskobik görüntülemelerde, el ile karıştırma sonucunda karışım içerisinde görünür seviyede hava kabarcıkları gözlenmiştir. Bu hava kabarcıkları lehim pastasının uygulanması gereken dar alanlara malzemenin geçmesini engelleyerek, iletkenlik problemi de yaşatmaktadır. Mikron altı seviyede homojen, hızlı ve sorunsuz üretim imkanı sunan Thinky Santrifüj Mikserler, 1.000.000 cps’e kadar viskoziteye sahip tüm malzemeleri karıştırabilme özelliğiyle, kaliteli son ürün için bir numaralı tercihtir. 50mL – 20L karıştırma kapasitesi sayesinde, laboratuvar ortamında kalite kontrol ya da Ar-Ge amaçlı kullanılabildiği gibi, geniş kapasite seçenekleri sayesinde endüstriyel üretimde de kolaylıkla tercih edilebilmektedir.