تولید قیر امولسیونی

بیشتر قیرهای امولسیونی بوسیله آسیاب کلوئیدی پیوسته (colloid mill) تولید می شود. این دستگاه شامل یک روتور (چرخانه) سرعت بالا است که با سرعت 1000 تا 6000 دور بر دقیقه در یک سیم پیچ می چرخد. فضای بین روتور و سیم پیچ معمولاً 0.25 تا 0.50 میلی متر و قابل تنظیم است.

قیر داغ و محلول های امولسی فایر به طور جداگانه اما همزمان به داخل آسیاب کلوئیدی پیوسته وارد می شوند. دمای این دو ترکیب برای کنترل فرآیند مهم است. ویسکوزیته قیر ورودی به آسیاب کلوئیدی نباید بیشتر از 0.2 پاسکال یا 2 پواز باشد. معمولاً از قیر پن گرید برای ساخت امولسیون قیر استفاده می شود و برای رسیدن به ویسکوزیته ذکر شده دما را در رنج 100 تا 140 درجه سانتی گراد تنظیم می کنند. برای جلوگیری از جوشیدن آب، دمای آب را طوری انتخاب می کنند که دمای مخلوط نهایی کمتر از 90 درجه سانتی گراد بشود. وقتی قیر و محلول های امولسی فایر وارد آسیاب کلوئیدی می شوند تحت تأثیر نیروی برشی شدیدی قرار می گیرند که باعث می شود قیر به ذرات کوچکی تبدیل بشود. این ذرات بوسیله امولسی فایر پوشانده می شود و سطح قطرات را یک بار الکتریکی فرا می گیرد. نیروی الکترواستاتیک بوجود آمده مانع از تجمع دوباره ذرات می شود.

وقتی قیر استفاده شده از نوع پن گرید و نرم نباشد فرآیند بسیار سخت تر است. دمای بالاتری برای پمپ کردن و پخش شدن قیر در آسیاب لازم است و برای پخش شدن قیر آسیاب باید از نیروی بیشتری استفاده کند و درنتیجه باعث افزایش دمای محصول می شود. برای استفاده از قیرهای با ویسکوزیته بالا به همراه امولسی فایرهای معمولی از آسیاب های تحت فشار استفاده می شود و باعث افزایش خروجی با قیرهای معمولی می گردد. امولسیون های با دمای بیشتر از 130 درجه سانتی گراد تحت فشار تولید می شوند و امولسیون تولید شده باید قبل از ذخیره سازی در تانک های معمولی تا کمتر از 100 درجه سانتی گراد سرد شود.

بجای آسیاب کلوئیدی می توان از مخلوط کن استاتیک (static mixer) استفاده کرد. این مخلوط کن فاقد قطعات محرک است. تنش بالای موردنیاز برای تولید امولسیون بوسیله پمپ کردن مواد ورودی با سرعت بالا بر روی تیغه های طراحی شده برای ایجاد جریان بسیار ناآرام بوجود می آید. نداشتن قطعه متحرک و اورنگ های شافت (shaft seals) از مزایای بارز این نوع بلندر است و از مزایای دیگر این مخلوط کن استاتیک کنترل سایز ذرات قیر و درنتیجه کنترل خواص امولسیون است.

از یک فرآیند بچ می توان برای تولید حجم کم از امولسیون استفاده کرد. نوع مخلوط کن استفاده شده بر اساس خواص نهایی محصول انتخاب می شود. می توان از پروانه سرعت بالا برای امولسیون جاده ای با ویسکوزیته بالا و یا از یک میکسر آهسته با تیغه Z برای امولسیون های خمیر مانند صنعتی استفاده کرد.

شماتیک تجهیزات تولید امولسیون قیر به شکل پیوسته و بچ در شکل زیر نشان داده شده است.