Dla próżniowych suszarko-mieszalników z szybkimi zmianami temperatury odpowiednie są przede wszystkim uszczelnienia mechaniczne wsparte mieszkiem metalowym oraz podwójne systemy uszczelnień mechanicznych z kontrolowanym medium zaporowym. Przy wysokich wymaganiach co do czystości lub gdy wnikanie cieczy zaporowej do produktu ma być wykluczone, w grę wchodzą uszczelnienia zaporowe gazem lub – przy odpowiednich warunkach eksploatacji – uszczelnienia smarowane gazem. Wybór nigdy jednak nie może opierać się wyłącznie na maksymalnej temperaturze. Decydujące są cały profil temperatury, poziom próżni, prędkość obrotowa i ruch osiowy wału mieszającego, odporność chemiczna na produkt, rozpuszczalnik i środki czyszczące, wymagana szczelność, zapotrzebowanie na ATEX i inertyzację oraz koncepcja czyszczenia i konserwacji.

Dynamiczne uszczelnienie wału jest w próżniowym suszarko-mieszalniku najbardziej wymagającym miejscem uszczelnienia. Musi ono uszczelniać obracający się wał mieszający względem przestrzeni próżniowej i jednocześnie kompensować ruchy względne między wałem, obudową uszczelnienia, łożyskowaniem a zbiornikiem. Gdy płaszcz lub mieszanina są szybko ogrzewane lub chłodzone, elementy te rozszerzają się w różnym stopniu i z przesunięciem w czasie. Wał może wydłużać się osiowo, obudowa może odkształcać się promieniowo, a w obszarze uszczelnienia mogą powstawać wysokie gradienty temperatury. Nieodpowiednie uszczelnienie może wskutek tego przekrzywić się, utracić docisk, nadmiernie się zużywać lub powodować nieszczelności.

Do takich zastosowań szczególnie odpowiednie jest uszczelnienie mechaniczne wsparte mieszkiem metalowym. Metalowy mieszek fałdowy przejmuje ruchliwość osiową i zapewnia docisk powierzchni ślizgowych. Dzięki temu może kompensować termiczne zmiany długości wału bez konieczności stosowania na wale dynamicznie ślizgających się o-ringów elastomerowych. To właśnie te dynamiczne o-ringi elastomerowe mogą być problematyczne przy silnych zmianach temperatury, agresywnych rozpuszczalnikach, przywieraniu produktu lub osadach. Mogą one pęcznieć, kurczyć się, twardnieć lub być utrudnione w ruchu przez tarcie i osady. Uszczelnienia z mieszkiem metalowym w dużej mierze unikają tego ryzyka i dlatego są stosowane do próżni, wysokich temperatur, agresywnych chemikaliów oraz silnie zmiennych warunków procesowych.

Sam mieszek metalowy musi być wykonany z materiału odpornego na dane medium oraz na występujące zmiany temperatury. W zależności od zastosowania w grę wchodzą wysokostopowe stale nierdzewne lub stopy na bazie niklu. Wybór zależy między innymi od kwasów, ługów, chlorków, rozpuszczalników, temperatury, wilgotności, możliwej korozji naprężeniowej oraz oczekiwanej liczby cykli termicznych. Równie ważny jest dobór powierzchni ślizgowych. W zależności od stanu smarowania, ścieralności, próżni, temperatury i dopuszczalnej kontaminacji można stosować pary materiałów twardych, takich jak węglik krzemu, węglik wolframu lub materiały węglowe. Nie istnieje jedna uniwersalnie właściwa para materiałowa, ponieważ przydatność silnie zależy od produktu, prędkości obrotowej i warunków eksploatacji.

Dla wymagających próżniowych suszarko-mieszalników podwójnie działające uszczelnienie mechaniczne jest często najbardziej odpornym rozwiązaniem całościowym. Składa się ono z dwóch ustawionych za sobą stopni uszczelnienia z kontrolowaną przestrzenią pośrednią. Ta przestrzeń zaporowa może być zasilana cieczą zaporową lub gazem zaporowym. Drugi poziom uszczelnienia poprawia bezpieczeństwo procesu, utrudnia przedostawanie się powietrza otoczenia do procesu próżniowego i w razie awarii ogranicza możliwy wyciek produktu do otoczenia. Ma to szczególne znaczenie przy produktach toksycznych, palnych, silnie pachnących lub wysokowartościowych.

Przy podwójnym uszczelnieniu zaporowym cieczą medium zaporowe spełnia kilka funkcji. Smaruje i chłodzi powierzchnie ślizgowe, odprowadza ciepło tarcia i może buforować wahania temperatury w obszarze uszczelnienia. Termosyfon lub zewnętrzny agregat obiegowy dba o to, aby ciśnienie, temperatura, poziom cieczy oraz ewentualnie przepływ pozostawały w wymaganym zakresie. Zwłaszcza przy szybkich zmianach temperatury kontrolowane temperowanie medium zaporowego może wyraźnie poprawić żywotność uszczelnienia. Obciążenie termiczne wewnętrznych powierzchni ślizgowych jest zmniejszane, elementy uszczelniające wtórne są oszczędzane, a ryzyko odkształceń w obszarze uszczelnienia maleje. Podwójne uszczelnienia wsparte mieszkiem metalowym łączą przy tym zdolność kompensacji termicznej mieszka metalowego z dodatkową funkcją bezpieczeństwa i monitorowania systemu zaporowego.

Ciśnienie zaporowe musi być dopasowane do koncepcji uszczelnienia i ciśnienia procesowego. Przy zaporze cieczowej pod ciśnieniem ciśnienie zaporowe prowadzi się zwykle powyżej ciśnienia procesowego. Przy pracy pod próżnią należy przy tym szczególnie sprawdzić, czy w przypadku wewnętrznej nieszczelności ciecz zaporowa mogłaby przedostać się do produktu. W procesach farmaceutycznych, drobnochemicznych lub wysokiej czystości medium zaporowe musi być zatem ocenione w ramach analizy containmentu, czyszczenia i ryzyka. W zależności od zastosowania można stosować na przykład odpowiedni olej termalny, mieszaninę woda-glikol lub farmaceutycznie dopuszczalny płyn zaporowy. Wybór zależy od tego, jakie konsekwencje miałoby ewentualne śladowe przedostanie się medium do produktu.

Jeżeli wnikanie cieczy zaporowej jest niepożądane lub niedopuszczalne, sensowne może być podwójne uszczelnienie mechaniczne zaporowe gazem. Tutaj często stosuje się azot jako gaz zaporowy. Strumień gazu tworzy zdefiniowaną barierę między procesem a otoczeniem i może jednocześnie przyczyniać się do inertyzacji. Jest to korzystne przy produktach wrażliwych na utlenianie lub wilgoć oraz przy palnych rozpuszczalnikach. Przy szybkich zmianach temperatury zasilanie gazem musi jednak być regulowane szczególnie stabilnie, ponieważ ciśnienie i objętość gazu zmieniają się przy ogrzewaniu i chłodzeniu. Należy nadzorować ciśnienie gazu zaporowego, zużycie, temperaturę w przestrzeni uszczelnienia oraz odprowadzanie ewentualnych strumieni nieszczelności. Suchy system uszczelnień suszarko-mieszalnika z barierą azotową lub powietrzną może wykorzystywać ciśnienie w przestrzeni uszczelnienia jako wskaźnik stanu i jest dostępny specjalnie dla zastosowań z dużymi zmianami temperatury i rozszerzalnością termiczną.

Uszczelnienia smarowane gazem, bezdotykowe – często nazywane dry-gas-seals – są szczególną odmianą techniki zaporowej gazem. Specjalnie ukształtowane powierzchnie ślizgowe wytwarzają przy odpowiedniej rotacji cienką poduszkę gazową. Powierzchnie ślizgowe w normalnej pracy niemal się wówczas nie stykają. Dzięki temu maleją tarcie, zużycie i wprowadzanie ciepła. Takie systemy mogą być atrakcyjne przy bardzo wysokich wymaganiach co do czystości i odpowiednich warunkach eksploatacji. Wymagają one jednak precyzyjnie wykonanych powierzchni uszczelniających, stabilnego zasilania gazem, pewnej regulacji ciśnienia oraz odpowiednich warunków pracy. Przy wolno obracających się mieszadłach o wysokim momencie obrotowym nie każde uszczelnienie smarowane gazem jest tak samo odpowiednie. Konkretną przydatność należy zatem ocenić z producentem uszczelnienia, uwzględniając stany rozruchu, postoju i pracy awaryjnej.

Oprócz dynamicznego uszczelnienia wału wszystkie połączenia statyczne muszą być szczelne próżniowo. Należą do nich pokrywy włazowe, drzwi inspekcyjne, wzierniki, kołnierze, przyłącza czujników, obudowy filtrów, przyłącza płaszcza grzewczego oraz organy wyładowcze. Dla tych zastosowań dostępne są różne materiały uszczelniające. FFKM nadaje się do bardzo agresywnych chemikaliów, wysokich temperatur i wymagających środków czyszczących. FKM jest przy wielu rozpuszczalnikach organicznych, olejach i umiarkowanych do wyższych temperatur szeroko rozpowszechnionym i ekonomicznym rozwiązaniem. EPDM nadaje się szczególnie do gorącej wody, pary i wodnych środków czyszczących, ale jest nieodpowiedni dla wielu olejów, tłuszczów i niepolarnych rozpuszczalników. PTFE i modyfikowany PTFE mają bardzo szeroką odporność chemiczną i niską reaktywność, wymagają jednak, ze względu na zachowanie zimnego płynięcia, odpowiedniego wsparcia konstrukcyjnego. Metalowe pierścienie typu C, pierścienie typu E lub uszczelki spiralne mogą być sensowne przy wysokich temperaturach, wysokich różnicach ciśnień lub szczególnie wysokich wymaganiach co do stabilności kształtu, stawiają jednak wyższe wymagania co do geometrii kołnierza, jakości powierzchni i sił montażowych.

Przy uszczelnieniach statycznych właściwa geometria rowka jest równie ważna jak materiał. Uszczelnienie musi pozostawać wystarczająco dociśnięte w całym zakresie temperatury, nie może być jednak obciążone tak silnie, aby zostało uszkodzone przez zmiany temperatury, pęcznienie lub trwałe odkształcenie. Zdefiniowany stopień docisku, odpowiednia głębokość i szerokość rowka, czyste powierzchnie, równomierne skręcenie kołnierza oraz kontrolowane momenty dokręcania są zatem istotnymi warunkami trwałej szczelności próżniowej. Przy krytycznych połączeniach uszczelnienia w otulinie PTFE z elastycznym rdzeniem lub uszczelnienia wsparte metalicznie mogą łączyć zalety wysokiej odporności chemicznej z dodatkową stabilnością kształtu.

Konstrukcyjne wbudowanie uszczelnienia w próżniowy suszarko-mieszalnik jest co najmniej tak samo ważne jak samo uszczelnienie. Obszar uszczelnienia powinien być możliwie równomiernie temperowany, aby wał, obudowa uszczelnienia i kołnierz nie pracowały w silnie różniących się temperaturach. Celowe chłodzenie lub temperowanie obudowy uszczelnienia może utrzymywać temperaturę uszczelnień wtórnych, łożysk i powierzchni ślizgowych w dopuszczalnym zakresie. Jednocześnie osiowe i promieniowe wydłużenia termiczne powinny być uwzględnione konstrukcyjnie. Duże wały mieszające mogą przy wysokich różnicach temperatury wyraźnie się wydłużać. Uszczelnienia z mieszkiem metalowym są do tego szczególnie odpowiednie, ponieważ mogą elastycznie kompensować ruch osiowy. Przykładem uszczelnienia dla poziomych suszarek i reaktorów jest rozwiązanie zaprojektowane wyraźnie do bezpiecznego utrzymywania próżni podczas dużych zmian temperatury i rozszerzalności termicznej.

Solidna koncepcja uszczelnienia wymaga ponadto ciągłego monitorowania stanu. Przy systemach z cieczą zaporową należy monitorować co najmniej ciśnienie zaporowe, temperaturę, poziom napełnienia oraz ewentualnie przepływ. Przy systemach zaporowych gazem istotne są ciśnienie gazu, zużycie gazu, jakość gazu i odprowadzanie gazu odlotowego. Dodatkowo różnica ciśnień między procesem, przestrzenią zaporową a atmosferą, temperatura obudowy uszczelnienia, temperatura łożyska, drgania i moment obrotowy napędu mogą dostarczać ważnych wskazówek dotyczących zużycia, nieszczelności, przywierania produktu lub odkształcenia wału. Granice alarmowe, logika wyłączania, odstępy inspekcji oraz koncepcja konserwacji zapobiegawczej powinny być ustalone już na etapie projektowania.

W praktyce dla próżniowego suszarko-mieszalnika z częstymi i szybkimi zmianami temperatury preferowanym rozwiązaniem wyjściowym jest często podwójne uszczelnienie mechaniczne wsparte mieszkiem metalowym z nadzorowanym systemem zaporowym. Kompensuje ono termiczne ruchy wału, unika dynamicznie ślizgających się o-ringów elastomerowych i dzięki drugiemu poziomowi uszczelnienia oferuje wysokie bezpieczeństwo procesu. Wykonanie zaporowe cieczą jest korzystne, gdy chłodzenie i smarowanie powierzchni ślizgowych są szczególnie ważne i można tolerować kompatybilne medium zaporowe. Wykonanie zaporowe gazem jest preferowane, gdy ciecz zaporowa w produkcie jest niepożądana lub gdy proces jest i tak inertyzowany azotem. Dla ekstremalnych zmian temperatury, agresywnych mediów i wysokich wymagań próżniowych konstrukcje wsparte mieszkiem metalowym są zwykle bardziej odporne niż klasyczne uszczelnienia typu pusher z dynamicznie poruszającymi się elastomerami.