Katı-sıvı karıştırma, batarya elektrot üretiminden farmasötik formülasyonlara kadar birçok endüstriyel süreç için kritik bir adımdır. Bu süreçler, tutarlı ürün kalitesi sağlamak için genellikle partiküllerin homojen bir süspansiyonunu gerektirir. Onlarca yıldır mühendisler, partiküllerin dibe çökmesini engelleyen minimum pervane dönüş hızı olan “tam askıda kalma hızını” (N JS) tahmin etmede etkili, klasik bir mühendislik modeli olan Zwietering korelasyonuna güvenmişlerdir. Japonya’daki Nagoya Teknoloji Enstitüsü (NITech) Yaşam Bilimleri ve Uygulamalı Kimya Bölümü’nden Dr. FURUKAWA Haruki, “Zwietering korelasyonu; daha büyük partiküller, daha yüksek yoğunluk farkları ve daha küçük pervaneler ile N JS’nin arttığını öngörür. Bu, seyreltik süspansiyonlar için iyi çalışsa da yoğun endüstriyel çamurlardaki davranışı tahmin etmede genellikle yetersiz kalır,” açıklamasında bulunuyor. Yüksek yoğunluklu süspansiyonlar için daha güvenilir karıştırma kılavuzları geliştirmek amacıyla Dr. FURUKAWA liderliğindeki ve NITech Yaşam Bilimleri ve Uygulamalı Kimya Bölümü’nden Dr. KATO Yoshihito’nun da yer aldığı araştırma ekibi, pervane yerleşiminin ağırlıkça %20-70 katı partikül içeren süspansiyonlardaki karıştırma davranışı ve enerji verimliliğini nasıl etkilediğini inceledi. Çalışmanın bulguları 25 Mart 2026’da çevrimiçi olarak erişime açıldı ve 1 Ekim 2026’da Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers dergisinin 187. cildinde yayımlanacak.
Araştırmacılar, hem perdeli hem de perdesiz koşullar altında pervane konumlarını değiştirerek karıştırma kabındaki süspansiyonların karıştırma performansını incelediler. N JS’nin görsel olarak belirlenmesinin yanı sıra tork ve güç ölçümleri yaparak partikül davranışını değerlendirdiler. Deneyleri, perdeli koşullarda pervaneyi katı-sıvı arayüzüne (çökmüş partikül yatağı ile üstteki sıvı arasındaki sınır) yakın yerleştirmenin, daha düşük pervane konumlarına kıyasla N JS’de bir düşüşle sonuçlandığını ortaya koydu. Bu sırada, perdesiz koşullar genel N JS değerini düşürerek yoğun çamurların karıştırılması için daha enerji verimli bir yaklaşım sundu. Bu bulgular, genellikle perdeli kaplarla yürütülen ve pervaneyi kabın daha aşağısına yerleştirmenin partikül kalkışını artırıp N JS’yi düşürdüğünü varsayan yaygın inanışa dayalı Zwietering deneyleriyle tezat.
Kaynak
Haruki Furukawa et al, Effect of impeller placement on solid–liquid mixing at high particle loadings, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2026). DOI: 10.1016/j.jtice.2026.106738 / https://www.nitech.ac.jp/eng/news/2026/14005.html / https://phys.org/news/2026-05-guidelines-dense-suspensions-revealed.html
