Viskositas Pasta Pigmen dalam Pelapis: Menjaga Geser Tetap Terkendali Dengan Pompa Lobus Putar Keramik
Di pabrik pelapis, memindahkan pasta pigmen dari satu tangki ke tangki lainnya sepertinya merupakan bagian yang paling tidak menarik dalam sehari. Hal ini juga bisa menjadi alasan hasil keluaran yang kilapnya lemah, persembunyian yang buruk, atau warna yang tidak cocok dengan hasil terakhir. Viskositas pasta pigmen berubah seiring dengan pergeseran, dan pompa biasanya memulai perubahan tersebut. Peralatan transfer, dengan kata lain, adalah bagian dari formulasi apakah ada yang memperlakukannya seperti itu atau tidak. Ini membentuk warna-ke-batch, stabilitas kehalusan, dan tiksotropi.
Partikel pigmen harus dideaglomerasi, didispersikan, dan diorientasikan. Dispersan membungkus partikel dan memberikan tolakan elektrostatik atau hambatan sterik. Lapisan itu menjaga pasta tetap stabil. Itu tidak bisa dihancurkan. Laju geser dorong yang cukup tinggi-30.000 s⁻¹ adalah hal yang umum terjadi di industri-dan partikel yang telah terpisah dapat menggumpal kembali, atau lapisan pendispersi dapat terlepas. Kualitas dispersi menurun. Tidak ada yang salah dengan pompanya. Lapisan tersebut kemudian menunjukkannya: kilapnya berkurang, persembunyiannya lebih lemah, warnanya sudah berubah.
Pompa sentrifugal biasanya merupakan sumber masalah. Impeler yang-berputar cepat memiliki kecepatan ujung yang tinggi, dan hal ini menyebabkan geseran yang kuat pada pasta. Pada laju aliran yang sama, pompa sentrifugal sering kali menghasilkan laju geser di atas 45.000 s⁻¹. Pompa lobus putar dapat bertahan mendekati 12.000 detik⁻¹. Dengan pasta di atas 5.000 mPa·s, pompa sentrifugal tidak hanya tidak efisien; itu terus menambahkan energi geser yang tidak dapat ditanggung oleh pasta. Pompa roda gigi juga bukan jawaban yang tepat. Jarak bebas meshing menciptakan geseran lokal yang dapat melebihi batas pasta.
Pompa lobus putar keramik bekerja dengan prinsip yang berbeda. Ini adalah perpindahan positif. Dua lobus berputar secara sinkron dan menciptakan perubahan volume bergerak di dalam ruangan. Produk didorong masuk, bukan dilempar. Lobus tidak pernah bersentuhan satu sama lain atau dinding ruangan. Jarak bebas biasanya berkisar antara 0,1 hingga 0,5 mm. Aliran melalui ruangan itu lembut, tanpa ada turbulensi di ujung impeler. Kecepatan lobus biasanya 200 hingga 500 rpm; pompa sentrifugal dapat bekerja sekitar 2.900 rpm. Produk tetap mendekati laminar, dan laju geser dapat dipertahankan sekitar 10 hingga 50 s⁻¹. Pompa sentrifugal biasanya bekerja 1.000 hingga 10.000 s⁻¹.
Laju geser dan gaya geser tidak sama. Laju geser adalah seberapa cepat perubahan gradien kecepatan dalam fluida. Gaya geser inilah yang sebenarnya bekerja pada aglomerat pigmen. Kecepatan rendah menurunkan laju geser, namun perlindungan sebenarnya berasal dari profil lobus. Bentuk involute atau cycloidal memeras produk secara bertahap dan bukannya memukulnya. Aglomerat mengalami deformasi secara perlahan dibandingkan patah secara tiba-tiba. Untuk pasta yang sudah terdispersi, pembedaan itu penting.
Keramik membantu dengan cara lain. Pasta pigmen dengan titanium dioksida atau oksida besi bersifat abrasif. Pompa logam aus, lobus dan dinding ruang kehilangan material, celah terbuka, dan perilaku geser berubah. Lapisan keramik dapat mencapai kekerasan Vickers di atas 1.600 HV. Pompa ini tahan terhadap keausan tiga hingga lima kali lebih baik dibandingkan besi cor kromium tinggi, dan dalam penggunaan abrasif, pompa ini dapat bertahan empat hingga enam kali lebih lama dibandingkan pompa logam konvensional. Parameter geser tetap stabil seiring bertambahnya usia pompa. Keramik juga tidak melepaskan ion logam, hal ini penting dalam lapisan dengan kemurnian tinggi karena kontaminasi besi dapat mengubah warna pigmen atau mengganggu kestabilan sistem.
Setelan permulaan dan pengoperasian penting bahkan dengan-pompa geser rendah. Pasta pigmen sering kali memiliki viskositas nyata yang lebih tinggi saat diam. Bergerak lurus ke kecepatan penuh dapat menyebabkan fluktuasi tekanan di dalam ruangan dan lonjakan geser lokal yang singkat. Konverter frekuensi dengan ramp linier meningkatkan kecepatan secara perlahan. Untuk pasta warna di atas 5.000 mPa·s, pertahankan kecepatan tertinggi mendekati 200 rpm. Tekanan pelepasan juga perlu diperhatikan. Tekanan balik yang terlalu besar akan memaksa lebih banyak aliran melalui celah-ke-ruang, dan geseran lokal akan semakin buruk.
Perpipaan diabaikan. Gunting tempel hanya dengan mengalir melalui pipa. Siku, peredam, dan katup menciptakan-zona geser tinggi dengan mengubah kecepatan. Saluran pembuangan yang rumit dapat menambah geseran meskipun pompanya lembut. Lari lurus dan perlengkapan yang lebih sedikit menurunkan risiko.
Memindahkan pasta pigmen bukanlah soal "jika bergerak, maka berhasil". Viskositas bereaksi terhadap geser, sehingga peralatan transfer menjadi bagian dari kinerja produk akhir. Pompa lobus putar keramik tidak menghilangkan geser. Ini menjaga geseran tetap sesuai dengan kemampuan pasta, dan material serta geometri memegang kendali tersebut seiring waktu.
