Statische menger
Hoe een statische menger werkt, welke STRIKO-serie bij je proces past en welke gegevens wij nodig hebben voor een goede selectie.
Een statische menger is een in-line mengapparaat zonder bewegende delen dat de stroming in een leiding met vaste mengelementen splitst, omleidt en weer samenvoegt. De energie voor het mengen komt uit de drukval in de leiding, dus er is geen motor nodig. Dutch Valve Vision levert als exclusieve STRIKO-agent voor de Benelux de series EREstat, Helical, STV en STX.
Wat een statische menger is en wat hij in je leiding doet
Een statische menger is een stuk leiding dat mengt zonder één bewegend onderdeel, en dat klinkt eenvoudiger dan het in werkelijkheid is. In de buis zitten geometrisch ontworpen mengelementen die de stroming dwingen zich telkens te verdelen en opnieuw samen te komen. Vloeistoffen, gassen of additieven die aan het begin nog naast elkaar lopen, verlaten de menger als één homogeen mengsel. Er draait geen as, er zit geen roerarm in en er is geen elektromotor die aangesloten moet worden. Het product stroomt er gewoon doorheen, zoals het ook door elk ander leidingdeel stroomt. Ook de term static mixer kom je veel tegen, en die betekent precies hetzelfde.
Bij Dutch Valve Vision zijn wij de exclusieve agent van STRIKO Verfahrenstechnik voor Nederland, België en Luxemburg. STRIKO bouwt statische mengers met een duidelijke specialisatie in (hoog)viskeuze media, en dat is precies het terrein waar een goed gekozen menger het verschil maakt. Een dunne vloeistof met een klein beetje additief is vaak nog wel ergens te mengen. Een stroperig product dat ook nog gelijkmatig van temperatuur moet zijn, vraagt om een menger die daarop is ontworpen.
Waarom kiezen installaties voor een statische menger in plaats van een mengvat met roerwerk? Het antwoord zit meestal in drie woorden: continu, compact en onderhoudsarm. Hij mengt terwijl het product door de leiding stroomt. Er is geen tank nodig om eerst te vullen, geen wachttijd en geen aandrijving die slijt. Dat maakt hem aantrekkelijk voor processen die dag en nacht draaien en waar stilstand geld kost.
De werking van een statische menger: splitsen, omleiden, samenvoegen
De werking van een statische menger laat zich het best volgen als je één vloeistofdeeltje door de buis volgt. Bij het eerste mengelement wordt de stroming in kleinere deelstromen gesplitst. Die deelstromen worden vervolgens omgeleid, van het midden naar de wand en van de wand terug naar het midden, waarbij schuifkrachten ontstaan. Aan het einde van het element worden ze weer samengevoegd. Het volgende element doet hetzelfde, maar in een andere oriëntatie. Na een reeks elementen is het oorspronkelijke patroon van twee gescheiden stromen opgedeeld in zoveel dunne lagen dat er van een scheiding niets meer te zien is.
De energie voor dat proces komt uit de stroming zelf. De pomp die het product toch al door de leiding duwt, levert ook de mengenergie, en die zie je terug als drukval over de menger. Dat is een belangrijk ontwerpgegeven. Een menger die heel intensief mengt, kost meer druk dan een menger die rustiger werkt. Bij de selectie zoeken we dus altijd de balans tussen de mengkwaliteit die je nodig hebt en de druk die je installatie kan missen.
Laminaire stroming: mengen door te delen
Bij stroperige media en lage stroomsnelheden is de stroming in de buis laminair. De vloeistof beweegt dan in gladde lagen en er ontstaan nauwelijks wervelingen. In een lege leiding betekent dat bijna geen menging dwars op de stroomrichting. In een statische menger wordt juist onder deze omstandigheden gemengd door herhaald splitsen en herschikken. Elk element verdubbelt als het ware het aantal lagen, totdat de lagen zo dun zijn dat diffusie de rest doet. Ingenieurs gebruiken het Reynoldsgetal, de verhouding tussen traagheidskrachten en viskeuze krachten, om te bepalen in welk regime een proces zich bevindt.
Turbulente stroming: wervelingen doen het zware werk
Bij dunne vloeistoffen, gassen en hogere snelheden is de stroming turbulent. De mengelementen versterken dan de wervelingen die er al zijn en sturen ze zo dat de componenten snel over de hele doorsnede verdeeld raken. Een menger voor turbulente stroming kan daardoor vaak korter zijn. De juiste keuze van elementen en de lengte van de menger bepalen samen hoe intensief er in beide regimes wordt gemengd.
Waarom een statische menger zo weinig van je vraagt
Het meest genoemde voordeel is ook het meest tastbare. Een statische menger heeft geen bewegende delen, dus slijtage is vrijwel uitgesloten en regulier mechanisch onderhoud valt weg. Geen lagers die gesmeerd moeten worden, geen asafdichting die na verloop van tijd gaat lekken en geen motor die een eigen onderhoudsschema heeft. Een technische dienst die al genoeg pompen en roerwerken in de gaten moet houden, merkt dat verschil direct.
Het tweede voordeel is energie. Er is geen extra motorvermogen nodig, omdat de mengenergie uit de drukval in de leiding komt. Het derde is ruimte. De menger neemt weinig plaats in en past in een bestaand leidingsysteem, waar een mengvat met roerwerk een eigen opstelplaats, fundering en aansluitingen nodig heeft. Het vierde is voorspelbaarheid. Omdat de geometrie vastligt, levert hij bij dezelfde procescondities steeds hetzelfde resultaat, en dat is waardevol bij doseringen, chemische reacties en temperatuurregeling.
Eerlijk is wel dat die drukval geen gratis energie is. De pomp moet hem leveren. Bij een krap gedimensioneerde pomp of een lange leiding met veel weerstand is dat een punt om vooraf mee te rekenen. Ook heeft de menger een continue stroming nodig om te werken. Staat de stroming stil, dan staat ook het mengen stil. Wij nemen dat altijd mee in het advies, zodat je niet achteraf voor verrassingen staat.
Hoe dat in de praktijk uitpakt, zie je bij een fabriek die een mengvat met roerwerk wil vervangen omdat de asafdichting steeds opnieuw lekt. Het vat staat midden in de hal, heeft een eigen fundering en moet na elke productwissel worden leeggemaakt en gespoeld. Na de omschakeling naar een menger in de leiding verdwijnt dat hele blok uit de installatie. De componenten komen samen in de persleiding, stromen door de mengelementen en gaan direct door naar de volgende processtap. Wat de technische dienst overhoudt, is een leidingdeel dat bij een geplande stop wordt geïnspecteerd en verder met rust gelaten. Het vraagt wel dat de doseringen vooraf goed op elkaar zijn afgestemd, want een buffer om schommelingen op te vangen is er niet meer.
Selectie begint bij vier gegevens
Materialen en reiniging van een statische menger
Welk materiaal een statische menger krijgt, hangt af van het medium, de temperatuur, de corrosieve omstandigheden en de eisen van het proces. Roestvast staal is de meest gekozen basis, in uitvoeringen als SS316 en de werkstofnummers 1.4404 en 1.4571. Voor minder veeleisende media is koolstofstaal een optie. Bij water en chemische dosering kiezen we regelmatig voor kunststoffen zoals PVC, PE of PVDF, en voor zeer agressieve media zijn speciale coatings en bekledingen mogelijk. De materiaalkeuze stemmen we af op het project, zodat de chemische compatibiliteit en de levensduur kloppen.
Temperatuur en druk leggen daarbij hun eigen grenzen op. Kunststoffen zijn uitstekend bestand tegen veel chemicaliën, maar verliezen bij hogere temperaturen sneller hun sterkte dan metaal. Een PVDF-uitvoering die in een doseerleiding bij omgevingstemperatuur jarenlang meegaat, is daarom niet automatisch geschikt voor een warme procesleiding. Omgekeerd is roestvast staal niet altijd de beste keuze bij sterk chloridehoudende of zure media. Daarom vragen wij naast de samenstelling van het medium ook altijd naar de hoogste temperatuur en druk die in de leiding kunnen optreden, inclusief reinigingscycli.
Reiniging is het volgende punt. De STRIKO statische mengers zijn ontworpen voor continue inline-operaties in gesloten leidingwerk en laten zich eenvoudig demonteren voor reiniging of inspectie. Waar hygiëne telt, zijn sterilisatie en stoomreiniging inline mogelijk. Een voedingsmiddelenproducent die na elke productierun de lijn reinigt, kan de menger daardoor meenemen in de bestaande reinigingscyclus in plaats van hem telkens uit de leiding te moeten halen.
De STRIKO statische menger in vier series
STRIKO heeft zijn programma statische mengers opgedeeld in vier series, elk met een eigen zwaartepunt. De EREstat is de menger voor voedingsmiddelen en is ontworpen voor hygiënische processen. Denk aan emulsievorming, het doseren van additieven en temperatuurregulatie bij delicate producten. De Helical is de universele menger die in uiteenlopende industrieën zorgt voor een uniforme menging, en voor veel standaardtoepassingen is dat het logische vertrekpunt.
De STV is geoptimaliseerd voor gasverwerking. Waar gassen met elkaar gemengd moeten worden, of waar een gas in een vloeistof opgelost moet raken, is dit de serie waar we als eerste naar kijken. De STX is de statische menger voor viskeuze vloeistoffen en is bedoeld voor dikke en stroperige media. Daar ligt het specialisme van STRIKO, en daar zie je ook het grootste verschil tussen een goed en een matig gekozen menger.
In de praktijk komen we met een paar eenvoudige vragen al een eind. Is het medium een gas of een vloeistof? Is het dun of stroperig? Gelden er hygiënische eisen voor voedingsmiddelen? Het antwoord op die drie vragen wijst in de meeste gevallen al naar één serie. Bij twijfelgevallen, zoals een stroperig voedingsproduct, wegen we de hygiënische eisen en de viscositeit tegen elkaar af en kijken we of maatwerk binnen een serie de beste oplossing is.
Naast die vier series is maatwerk mogelijk. De mengers van STRIKO zijn flexibel te configureren in diameter, lengte en interne mengelementen, zodat ze aansluiten bij de viscositeit, de stroomsnelheid en de eindkwaliteit die je proces vraagt. Dat is vooral interessant bij homogenisatie van een eindproduct, bij gas-in-vloeistof oplosprocessen en bij toepassingen waar de menger ook een rol speelt in de warmteregeling.
Waar een statische menger wordt ingezet
In water- en afvalwaterbehandeling is een statische menger vaak de schakel direct na het doseerpunt. Coagulanten, neutralisatiemiddelen of lucht moeten gelijkmatig over de hele stroom verdeeld zijn, anders klopt de behandeling niet en schommelt de pH na het mengpunt. Een meetpunt dat stroomafwaarts van een goed gekozen menger zit, meet een waarde die representatief is voor de hele stroom.
In de petrochemie en in olie- en gasstromen draait het vaak om representatieve monsters. Een monster dat uit een slecht gemengde leiding wordt getrokken, zegt alleen iets over de laag waar het vandaan komt. Een statische menger voor het monsterpunt zorgt ervoor dat de analyse klopt, en dat telt voor procescontrole en voor belastingbepaling. In chemische processen helpt een homogeen mengsel om reacties sneller en stabieler te laten verlopen, met een consistentere kwaliteit als resultaat. In de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie komen daar de eisen aan hygiëne en sterilisatie bij.
Stel je een lijn voor waarin een siroop met een kleine hoeveelheid smaakstof moet worden gemengd. De siroop is stroperig, de smaakstof dun, en de verhouding tussen beide is scheef. In een lege leiding zou de smaakstof als een draad door de siroop lopen. Met een menger die op die viscositeit is ontworpen, is die draad na enkele elementen opgelost in de hele stroom. Het is een herkenbaar voorbeeld van waarom de keuze van de menger en de keuze van het medium niet los van elkaar staan.
De toepassingen reiken verder dan deze klassiekers. STRIKO-mengers worden ook ingezet in de productie van cosmetica, waar crèmes en lotions een gelijkmatige samenstelling moeten hebben, en bij cryogene of viskeuze mediastromen. Wat al deze toepassingen gemeen hebben, is dat het mengresultaat direct doorwerkt in de kwaliteit van het eindproduct of in de betrouwbaarheid van een meting.
Een statische menger selecteren en valideren
Een goede statische menger begint met een procesanalyse, niet met een productnummer. Wij vragen naar de viscositeit van alle componenten, de volumestromen en hun onderlinge verhouding, de temperatuur en druk in de leiding en de mengkwaliteit die je aan het einde wilt halen. Met die gegevens bepalen we het stromingsregime, de benodigde lengte, het aantal en type mengelementen en de drukval die daarbij hoort. Daarna volgt de keuze van materiaal en aansluiting.
Na de selectie komt de integratie. Een statische menger staat zelden alleen. Hij zit tussen doseerpunten, kleppen, meetinstrumenten en de procesautomatisering, en wij kijken mee hoe dat geheel samenwerkt. Voor de validatie horen een druktest en lekdetectie, meetpunten om de mengkwaliteit vast te stellen en waar nodig simulaties van stroomsnelheden en homogeniteit. Zo weet je voor de ingebruikname al hoe de menger zich in jouw installatie gaat gedragen.
Mengkwaliteit is daarbij geen gevoelskwestie. In de procestechniek wordt de homogeniteit vaak uitgedrukt als de variatiecoëfficiënt: hoe sterk de concentratie over de doorsnede van de leiding afwijkt van het gemiddelde. Hoe lager die waarde, hoe beter het mengsel. Welke waarde nodig is, verschilt per toepassing. Een monsterpunt voor een analyse vraagt iets anders dan een leiding waarin een neutralisatiemiddel alleen maar voldoende verdeeld moet zijn voordat het de reactor in gaat. Door die eis vooraf samen scherp te krijgen, voorkom je dat een menger te kort is of juist onnodig veel druk kost.
Dutch Valve Vision werkt volgens een ISO 9001-gecertificeerd kwaliteitsmanagementsysteem, gecertificeerd door KIWA. Vanuit Monster schakelen we direct met STRIKO in Duitsland en met jou als gebruiker. Stuur je procesgegevens naar sales@dutchvalvevision.com of bel +31 (0)70-2210560, van maandag tot en met vrijdag tussen 09:00 en 17:00. Dan komen wij met een onderbouwd voorstel voor een statische menger die past bij je proces.
Veelgestelde vragen over statische menger
Hoeveel drukval veroorzaakt een statische menger?
De drukval van een statische menger hangt af van de viscositeit, de stroomsnelheid, de diameter, de lengte en het type mengelementen. Er is dus geen vaste waarde die voor elke toepassing geldt. Een menger voor stroperige media vraagt doorgaans meer druk dan een menger voor een dunne vloeistof bij dezelfde doorzet. Meer elementen geven een betere menging, maar ook een hogere drukval. Die drukval is tegelijk de energiebron voor het mengen, want er zit geen motor in. Bij de selectie rekenen wij daarom altijd uit hoeveel druk je installatie beschikbaar heeft. Zo voorkom je dat een pomp na inbouw tekortschiet. Geef bij je aanvraag daarom ook de beschikbare pompdruk en de bestaande leidingweerstand door als je die kent.
Werkt een statische menger ook bij laminaire stroming?
Ja, een statische menger is juist bij laminaire stroming heel effectief. In een lege leiding mengt een laminaire stroming nauwelijks, omdat de vloeistof in gladde lagen beweegt. De mengelementen doorbreken dat patroon door de stroming steeds opnieuw te splitsen, om te leiden en samen te voegen. Het aantal lagen neemt daarbij per element toe, totdat de verschillen verdwijnen. Dat is precies het terrein van stroperige media zoals sirupen, polymeren en pasta’s. STRIKO is gespecialiseerd in mengers voor (hoog)viskeuze media en heeft met de STX een serie die daarvoor bedoeld is. Het Reynoldsgetal van je proces vertelt ons in welk regime je zit. Met de viscositeit en volumestroom kunnen wij dat voor je bepalen.
Hoe lang moet een statische menger zijn?
De benodigde lengte volgt uit de mengkwaliteit die je wilt halen en uit het stromingsregime. Bij turbulente stroming zijn vaak minder elementen nodig, omdat de wervelingen een deel van het werk doen. Bij laminaire stroming bepaalt vooral het aantal splitsingen hoe homogeen het eindresultaat wordt. Ook de verhouding tussen de componenten speelt mee. Een kleine hoeveelheid additief in een grote stroom vraagt meer mengwerk dan twee gelijke stromen. Een langere menger mengt beter, maar kost ook meer drukval en inbouwruimte. STRIKO statische mengers zijn flexibel te configureren in diameter, lengte en elementen. Wij bepalen de lengte op basis van jouw procesdata en de ruimte die in de leiding beschikbaar is.
Kan een statische menger gereinigd en gesteriliseerd worden?
Ja, de STRIKO statische mengers zijn ontworpen met reiniging in gedachten. Ze laten zich eenvoudig demonteren voor reiniging of inspectie. Waar hygiëne telt, zijn sterilisatie en stoomreiniging inline mogelijk. Voor voedingsmiddelen is de EREstat ontwikkeld, die op hygiënische processen is afgestemd. Omdat er geen bewegende delen zijn, zijn er ook geen asafdichtingen of lagers waar productresten zich kunnen ophopen. Het materiaal speelt wel mee in de reinigbaarheid en de bestendigheid tegen reinigingsmiddelen. Roestvast staal zoals SS316 is daarvoor een veelgekozen basis. Vertel ons bij je aanvraag welke reinigingsmethode en welke middelen je gebruikt.
Is een statische menger in te bouwen in een bestaande leiding?
In de meeste gevallen wel, want een statische menger is in de kern een leidingdeel met mengelementen. Hij neemt weinig ruimte in en kan worden geïntegreerd in bestaande pijpleidingen en in nieuwe installaties. Belangrijk is dat de diameter, de aansluiting en de beschikbare lengte kloppen met de situatie ter plaatse. Daarnaast moet de pomp de extra drukval kunnen leveren. Wij kijken ook naar wat er rond de menger zit, zoals doseerpunten, kleppen en meetinstrumenten. Een doseerpunt hoort stroomopwaarts van de menger en een meetpunt stroomafwaarts. Na inbouw volgen een druktest en lekdetectie. Stuur ons een schets of isometrie van de leiding als je die hebt, dan beoordelen wij de inbouw.
Wat is het verschil tussen een statische menger en een dynamische menger?
Een statische menger werkt zonder bewegende delen en haalt zijn mengenergie uit de drukval in de leiding. Een dynamische menger gebruikt een roerwerk, rotor of impeller die door een motor wordt aangedreven. Dynamisch mengen gebeurt vaak in een tank, statisch mengen altijd in de leiding. Een statische menger is daardoor onderhoudsarm en compact. Een dynamische menger kan mengenergie leveren die los staat van de stroming, en dat is soms nodig. Voor continue processen met een stabiele doorstroming is een statische menger meestal de eenvoudigste oplossing. Voor processen met stilstaande batches of wisselende stroming kan een dynamische menger logischer zijn. Wij adviseren je eerlijk welke aanpak bij jouw proces past.
Welke materialen zijn mogelijk voor een statische menger?
Het materiaal van een statische menger volgt uit het medium, de temperatuur, de corrosieve omstandigheden en de proceseisen. Roestvast staal zoals SS316, 1.4404 en 1.4571 is de meest gebruikte keuze. Voor minder veeleisende media kan koolstofstaal volstaan. In water- en chemische toepassingen kiezen we regelmatig voor kunststoffen zoals PVC, PE of PVDF. Bij zeer agressieve media zijn speciale coatings of bekledingen mogelijk. De keuze stemmen we af op de chemische compatibiliteit en de gewenste levensduur. Ook de reinigingsmethode telt mee, bijvoorbeeld bij stoomreiniging. Geef bij je aanvraag de samenstelling van het medium en de maximale temperatuur door.
Waarom een statische menger bestellen via Dutch Valve Vision?
Dutch Valve Vision is de exclusieve agent van STRIKO voor Nederland, België en Luxemburg. STRIKO bouwt statische mengers met een specialisatie in (hoog)viskeuze media en levert de series EREstat, Helical, STV en STX. Via ons krijg je toegang tot dat programma en tot maatwerk in diameter, lengte en mengelementen. Wij ondersteunen bij selectie en dimensionering, bij integratie met kleppen en meetinstrumentatie en bij installatie en validatie. Omdat wij ook kleppen en drukbeveiliging leveren, kijken we naar de hele leiding en niet alleen naar de menger. Ons kwaliteitsmanagementsysteem is ISO 9001-gecertificeerd door KIWA. Vanuit Monster schakelen we kort met STRIKO en met jou. Mail je procesgegevens naar sales@dutchvalvevision.com voor een gericht advies.
Statische menger laten selecteren
Stuur ons de viscositeit van de componenten, de volumestromen, de temperatuur en druk en de mengkwaliteit die je wilt halen. Dan stellen wij een passende STRIKO statische menger voor.
+31 (0)70-2210560 · sales@dutchvalvevision.com
Vlotlaan 641, 2681 TZ Monster · Ma-vr 09:00-17:00