벌크 재료 혼합, 입자 구조 유지 및 먼지 방지

벌크 재료 균질화 및 먼지 결합

분말을 혼합하고 적시는 능력은 인류 문명만큼이나 오래되었습니다. 약사와 컬러리스트는 혼합 입자의 표면적을 늘리기 위해 도가니에서 모르타르와 분쇄된 분말 입자를 사용했습니다. 이러한 방식으로 분쇄와 대량 혼합이 동시에 수행되었습니다. 엄밀한 과학적 관점에서 분말 입자에 추가적인 변화가 이루어졌습니다. 전자 현미경 관찰은 분말 입자가 얼마나 다양하고 개별적으로 변화할 수 있는지 보여줍니다. 덩어리진 분말은 응집되고, 건조한 입자는 젖어 더 미세한 분획으로 코팅되며, 분산된 입자는 응집되고, 흡수제는 분말을 제습할 수 있으며, 분산액은 압력과 마찰로 결정화될 수 있습니다.

자연의 법칙: 먼지 입자가 작을수록 특정 인력이 커집니다. 입자 지름이 감소하면 비표면적이 대수적으로 증가합니다. 이는 화학 반응성에도 동일하게 적용됩니다.

빌드업 과립 또는 빌드업 응집

두 용어는 모두 문헌에서 사용되며 일반적으로 같은 의미로 사용됩니다. 어쨌든 “응집”이라는 용어가 정확합니다. 이는 많은 작은 입자의 접착으로 인한 입자 크기의 증가를 설명합니다. 과립화 과정은 고체 덩어리(플레이크, 압출물)가 부서지기 쉬운 구조로 축소될 때도 발생합니다.

이 블로그에서는 보다 공격적인 형태의 응집에 대해서도 언급하고 있습니다. 소위 링층 혼합 과립기는 응집 공정을 특히 효과적이고 저렴하게 수행할 수 있습니다. 이 링층 혼합기는 연속적으로 작동합니다. 혼합 샤프트에는 많은 핀이 장착되어 있습니다. 주변 속도는 높은 회전 주파수에서 10~25m/s입니다. 이에 따라 분말은 회전 운동으로 가속되어 혼합 챔버의 벽에 눌려집니다. 중력보다 200배나 큰 전단력과 압력력이 분말에 작용합니다. 입자들이 서로 너무 가까워져서 입자 간 힘이 작용합니다. 응집체가 쌓이고 성장합니다. 응집체는 혼합 챔버의 반대쪽에서 아래쪽으로 배출됩니다. 소량의 액체 바인더를 추가하여 결합 메커니즘을 개선할 수 있습니다.

당사 생산의 amixon ^® 링 레이어 믹서: 카본 블랙의 응집을 위해 약 25년 전에 기본 개발이 이루어졌습니다. amixon ^®생산 프로그램은 주로 수직으로 배열된 혼합 도구가 있는 믹서에 중점을 두고 있습니다.

amixon® 링 레이어 믹서 과립기의 분말 응집물

이러한 응집체는 연속 공정에서 amixon® 링 레이어 믹서의 먼지로부터 형성됩니다.

분말 입자의 습윤, 압축, 확대, 둥글게 만들기, 배출.

동적 다짐을 통한 응집

믹서 샤프트가 고속으로 회전합니다. 틸러가 믹스를 교반합니다. 틸러가 빠르게 회전할수록 믹스가 더 빠르게 회전합니다. 믹스가 빠르게 회전할수록 원심력이 강해집니다. 믹스는 믹싱 챔버에 던져집니다. 거기서 속도가 느려집니다. 믹싱 벽의 주변 속도는 0m/s입니다. 그러나 맨드릴의 앞쪽에서는 주변 속도가 10~20m/s입니다. 믹싱 챔버와 맨드릴 사이의 간격은 약 1.5mm입니다. 이 전단 갭에서 혼합, 습윤, 전단, 압축, 탈응집 및 응집이 고강도로 일어납니다. 아믹슨의 환형 갭 혼합 과립기는 매우 효과적으로 응집할 수 있습니다. 그 결과 균일하게 둥근 펠릿이 생성됩니다. 이상적으로는 먼지 입자의 100%가 결합됩니다.

습윤
액체 분배
액체 브릿지가 입자를 결합합니다.
응집체가 눈덩이처럼 굴러 올라갑니다.
전단 및 압축을 통한 링 층의 격렬한 움직임

양호한 응집을 위한 중요한 매개변수는 다음과 같습니다.

분말/분진의 입자 크기
회전 속도
핀 수
공정 챔버의 길이
액체의 종류
액체 첨가 위치
전처리 및 액체 첨가 유형
상품의 온도
분말의 질량 흐름
액체의 질량 흐름
링 레이어 믹서의 충전 레벨
체류 시간

테스트 및 파일럿

위에서 설명한 믹싱 시스템은 amixon GmbH 기술 센터에서 테스트할 수 있습니다. 고객과 함께 흥미로운 인사이트를 얻을 수 있습니다. amixon®^은 30개 이상의 테스트 장치를 영구적으로 사용할 수 있습니다. 이를 통해 고객에게 거의 '분말의 모든 세계'를 제공할 수 있습니다. 분말 혼합"를 한 곳에서 제공할 수 있게 되었습니다. ^아믹슨 기술 센터에서 하루를 보내면 수익성 있는 투자 결정을 내릴 수 있는 보람을 느낄 수 있습니다. 파우더 믹서는 일반적으로 수명이 길다. 대개 20년 이상, 때로는 40년이 넘기도 합니다. 중요한 질문은 일상 생활에서 하루에도 여러 번 반복됩니다:

파티클 구조 보존: 믹싱은 얼마나 효율적인가요?
유연성: 채우기 레벨은 얼마나 달라질 수 있나요?
효율성: 자가 청소 및 잔여물 비우기 기능은 얼마나 잘 작동하나요?
생산 안전: 믹서를 확인하는 것으로 충분하나요?
수용성 및 인체공학: 검사 개구부를 얼마나 빨리 열고 닫을 수 있나요?
Are 검사 도어영구적으로 닫혀 있나요?
오염 배제: 드라이클리닝은 얼마나 걸리나요?
미생물학에 대한 숙달: 습식 청소와 건조에는 시간이 얼마나 걸리나요?
더 많은 질문 .....

매우 좋은 결과가 나올 확률이 높고 지식의 습득도 높을 것으로 예상합니다.

테스트가 진행되는 동안 기술 센터에서는 많은 아이디어가 교환됩니다. 사소해 보이는 현상도 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

이 작은 장치는 혼합 재료를 연속적으로 입상화하는 데 사용할 수 있습니다. 모든 분말이 응집 특성이 좋은 것은 아닙니다. 그렇기 때문에 기술 센터에서의 테스트가 중요합니다.

먼지

먼지는 분말 제품을 가공하는 모든 곳에서 발생합니다. 이들의 불쾌한 특징은 아주 작은 누출을 통해 빠져나갈 수 있다는 것입니다. 예를 들어 대형 백, 믹서, 사일로, 파이프라인 또는 충전 시스템에서 사용할 수 있습니다. 먼지는 오랫동안 공기 중에 떠다니며 사방에 쌓일 수 있습니다. 이 작업은 가급적 수평 표면에서 수행하는 것이 좋습니다. 외풍이 불면 다시 소용돌이치며 공중에 떠다니게 됩니다. 일부 먼지는 흡습성이 있어 주변 공기에서 수분을 흡수하고 먼지가 쌓이는 모든 표면을 적십니다. 이로 인해 청소가 더 어려워집니다. 먼지는 부식성, 산화성, 인화성, 심지어 폭발성일 수도 있습니다. 유기농 제품일 경우, 매우 가늘고 건조할 때 항상 그렇습니다. 먼지는 작업 환경에서 항상 성가신 존재이며, 우리의 웰빙을 저해하고 호흡기를 자극합니다. 먼지가 빠져나가는 것은 비용이 많이 들고, 자재 손실과 폐기 비용을 수반합니다.

소비자가 섭취하는 분말은 일반적으로 먼지 함량이 무시할 수 있을 정도로 조절됩니다.

언제 입자 이 0.1µm보다 작으면 나노 입자라고 합니다. 많은 머티리얼이 완전히 새로운 속성완전히 새로운 특성을 보여줍니다. 의학, 분말 야금, 전기 공학 및 고성능 세라믹 분야에서 나노 분산 구조는 새로운 소재와 기능을 위한 길을 열어가고 있습니다.

입자 직경이 감소함에 따라 비표면적이 대수적으로 증가합니다. 이는 화학 반응성에도 동일하게 적용됩니다. 입자의 크기가 0.1µm보다 작으면 나노 입자라고 합니다. 많은 물질이 나노 분산되면 완전히 새로운 특성을 나타냅니다. 의학, 분말 야금, 전기 공학 및 고성능 세라믹 분야에서 나노 분산 구조는 새로운 재료와 기능을 위한 길을 열어줍니다.

먼지를 묶습니다. 벌크 재료를 부드럽게 적십니다. 극소량의 액체를 대량의 분말로 분배합니다.

습윤에 의한 먼지 결합은 ^아믹슨^® 믹서에서 부드럽고 정밀하게 이루어집니다. 미세먼지 입자를 서로 뭉치거나 더 큰 입자에 부착하여 먼지 배출을 방지할 수 있습니다. 적절한 액체를 아주 소량만 섭취해도 도움이 될 수 있습니다. 그러나 전제 조건은 액체가 벌크 재료의 전체 표면에 고르게 분포되어 있어야 한다는 것입니다.

2물질 노즐은 분무 노즐로도 알려져 있습니다. 저점도 액체를 미세한 분무로 분무할 수 있습니다. 동시에 혼합물에 유동화 구역을 생성합니다. 이는 혼합 공정에 유리합니다.

KoneSlid® 믹서

입자의 마모를 방지하여 벌크 재료 내에서 먼지 형성을 피할 수 있습니다. 여기에는 목표가 충돌하는 징후가 있습니다: 한편으로는 혼합 공정이 이상적인 균질성을 달성해야 하고, 다른 한편으로는 입자가 상대적인 움직임을 보일 때 부서지거나 뭉개지거나 둥글어지지 않아야 합니다. 이 문제는 에너지 소비를 최소화하면서 이상적인 믹싱 품질을 달성할 수 있어야만 해결할 수 있습니다. 이 KoneSlid^®^믹서는 가장 부드러운 파우더 혼합 방법을 실현합니다. 이 방법이 선호되는 방법입니다:

혼합 공정에 많은 분무 건조 응집체가 관여하는 경우. 이들은 이유식, 인스턴트 음료, 아이스티, 카푸치노, 활성 의료 성분, 생물학적 기질 및 효소와 같은 식이 영양 제품용 분유 유도체입니다.
향신료, 차, 뮤즐리, 지방 분말, 레시틴 분말, .....

KoneSlid®믹서는 매우 짧은 시간에 이상적인 믹싱 품질을 달성합니다. 비우기 프로세스도 몇 초 후에 완료됩니다.

효율적인 파우더 혼합: 매우 짧은 믹싱 시간, 최소한의 에너지, 몇 초 만에 비우기.

amixon®은 요청에 따라 다양한 크기의 Gyraton® 믹서를 제조합니다(크기는 1000리터 단위로 눈금이 표시됨).

대량의 벌크 재료용 Gyraton® 믹서

생산 관리자가 균일하게혼합된원료를 마음대로 사용할 수 있다는 것은 큰 특권입니다. 이를 통해 후속 프로세스 단계를 간소화하고 최종 제품의 일관된 품질을 보장합니다. amixon®^의 Gyraton®믹서는 여기에 귀중한 기여를 합니다. 예를 들어 40피트 심해 컨테이너(약 70m³의 벌크 재료)의 내용물을 균질화해야 하는 경우를 들 수 있습니다. 믹서 스파이럴이 천천히 회전하며 모든 분말 입자를 아래에서 위로 섞어줍니다. 믹서 스파이럴은 믹싱 챔버의 벽을 따라 천천히 미끄러집니다. - 자이로스코프와 유사합니다. 또한 Gyraton^® 믹서 를 사용하면 혼합된 재료를 완전히 배출할 수 있습니다. 그런 다음 ComDisc®도구가 장착되어 있습니다.

Gyraton ^® 믹서의 혼합 원리는 보편적으로 작동합니다. 구성 요소는 건조하거나 습하거나 젖어 있을 수 있습니다. 입자 크기, 벌크 밀도, 유동 특성, 입자 모양(....)은 매우 다양할 수 있습니다. Gyraton ^®은 최고의 혼합 품질을 달성합니다. 혼합 시간을 조절할 수 있습니다:

매우 낮은 구동 전력과 저속에서 길게
구동력이 증가하면 짧아집니다.

Gyraton® 믹서는 벌크 재료를 연속적으로 혼합할 수도 있습니다.

대용량 Gyraton®믹서는 연속 믹서로도 사용할 수 있습니다. 혼합 공정은 연속 보일러 흐름. 일반적으로 중량 측정 투약 시스템을 사용해야 합니다. 그러나 배치 저울과 달리 상대적으로 가격이 비쌉니다. 믹서를 일괄적으로 채우더라도 혼합된 재료는 지속적으로 배출됩니다. 이는 컴포넌트의 크기가 비슷하다면 컴포넌트의 수와는 크게 상관없습니다. 믹스가 더욱 균일합니다.

채워진 배치가 작을수록
체중이 일정할수록
시간 주기가 더 일정할수록
충전 레벨이 높게 설정될수록
믹싱 도구가 더 빨리 회전합니다.

프로세스, 산업 및 다양한 산업별 명칭

정육면체는 믹서에서 분말을 변경할 수 있는 방법을 상징합니다. 세 가지 차원은 1) 공정, 2) 산업, 3) 산업별 명칭을 나타냅니다.

각기 다른 공정은 개별 산업에 따라 중요도가 다릅니다:

제약 산업에서는 활성 성분 합성과 진공 건조가 매우 중요합니다.
고체 갈레닉스에서는 넓은 표면적과 우수한 “생체 이용률”을 달성하기 위해 활성 성분의 삼투화가 중요합니다.
식품 산업에서는 부드러운 혼합에 중점을 둡니다. 입자는 유지되어야 합니다. 또한 생산된 분말은 먼지가 없어야 합니다.
정밀 화학 산업에서는 공간을 지배하는 총 유량이 중요합니다. 그래야만 완전한 반응 공정의 필수 전제 조건인 효율적인 열 전달이 이루어질 수 있습니다.
폴리머는 고성능 플라스틱을 만들기 위해 첨가제로 컨디셔닝됩니다. 예를 들어 준비된 필러, 강화제, 컬러 안료, 안정제, 금속 비누, 자기 소화 첨가제, 정전기 방지제(....) 등이 여기에 포함됩니다.
나노 입자는 엔지니어링 세라믹 재료(분말 금속 및 나노세라믹)의 고체 합성에서 코팅 물질로 사용됩니다. 미세하게 분산된 금속염과 금속 산화물을 코팅합니다. 나노 미세 입자는 고온에서 소성 공정에서 반응물 또는 촉매 역할을 합니다.

“고체 혼합”, ‘분말 혼합’ 또는 ‘벌크 혼합’이라는 용어는 기본적으로 다양한 유형의 분말 제형/고체 정제에 대한 제목일 뿐입니다. 정제 공정은 배치의 거의 모든 입자가 원하는 물질 변환을 거친 경우에만 성공할 수 있습니다. 이러한 측면에서 모든 입자의 포집과 흐름은 공간을 제어하고 데드 스페이스가 없어야 합니다.

입자 기술의 현상은 기계 공정 공학에서 가르칩니다. 이 과학 분야는 공학에 속합니다. 1970년대 칼스루에 대학교의 한스 럼프 박사가 이 분야를 창시했습니다. 그는 재료 준비에서 얻은 개별 경험적 결과를 분석하고 물리적 법칙이 있는지 조사했습니다. 그와 그의 과학자들은 차원 분석 방법을 사용하여 복잡한 분쇄 및 혼합 과정을 설명할 수 있는 신뢰할 수 있는 계산 방법을 개발했습니다.

혼합기