Skip to main content
amixon GmbHamixon GmbH

Aglomeracja proszku w granulatorze z mieszaniem pierścieniowym amixon®

Aglomeracja to naturalny proces, który możemy zaobserwować na przykład podczas pieczenia. Jeśli mieszamy mąkę i zwilżamy ją stałym strumieniem wody, mąka początkowo staje się wolna od pyłu. Cząsteczki pyłu są wiązane. W końcu tworzą się nieregularne aglomeraty. Jeśli woda jest dodawana w sposób ciągły, aglomeraty kondensują się w grudki, ostatecznie tworząc ciasto.

Możemy również zrozumieć aglomerację/granulację aglomeracyjną bez użycia narzędzi: Wykonujemy zakurzoną pracę, a następnie energicznie pocieramy o siebie dłonie. Małe okruchy powstałe w ten sposób są wynikiem aglomeracji narastającej. Bardzo drobne cząsteczki są zagęszczane i zwijane; odpowiednio szybciej w obecności wilgoci niż na sucho. Cząsteczki tworzą tak zwane płynne mostki w punktach styku. Krótkie mostki mogą bardzo mocno wiązać ze sobą cząstki. W idealnym przypadku tworzą się okrągłe aglomeraty.

Aglomeracja na sucho: Kiedy opróżniamy filtr odkurzacza, zauważamy, że zebrało się tam wiele ultradrobnych cząstek, z których wiele jest nawet mniejszych niż rozmiar oczek filtra odkurzacza. Powodem, dla którego bardzo drobne cząsteczki nie przeszły przez filtr, są siły adhezji międzycząsteczkowej. Siły elektrostatyczne i siły van der Waalsa są tym skuteczniejsze, im mniejsze są cząstki. Są one o wiele rzędów wielkości większe niż działająca na nie siła grawitacji. Mogą one pozostawać zawieszone w powietrzu przez bardzo długi czas.

Nagromadzony pył filtracyjny niekoniecznie musi być odpadem. Taki filtrat może być również cennym materiałem, na przykład jeśli jest uzyskiwany z pirolizy. Dzieje się tak, gdy substancje zawierające węgiel są przekształcane w sadzę w wysokich temperaturach przy braku tlenu. Sadza produkowana przemysłowo składa się z nanocząstek. Jest stosowana jako czarny pigment w fotokopiarkach, w przemyśle drukarskim i farbiarskim, ale także jako stabilizator w przetwórstwie gumy. Na przykład opony samochodowe szybko starzałyby się bez dodatku sadzy.

Aglomeracja ma miejsce w mniejszym lub większym stopniu za każdym razem, gdy emitowany jest kolektyw cząstek. W zależności od składu materiału, granulacja narastająca może stać się dominująca podczas mieszania, jeśli proszek jest zwilżony odpowiednią cieczą wiążącą. Proszki o szerokim rozkładzie wielkości cząstek łatwiej ulegają aglomeracji niż proszki monodyspersyjne. W takim przypadku proces mielenia może sprzyjać aglomeracji. Czasami cząstki muszą być mieszane i wcierane w siebie szczególnie intensywnie, aby zainicjować „strukturę ziarna”. Taki proces mieszania wymaga szybkich ruchów narzędzia i zwiększonego nakładu energii.

Aglomeracja mieszania sprawia, że materiały sypkie są niskopylące, łatwe do przenoszenia, łatwe w transporcie i łatwe do napełniania poprzez ich zagęszczanie i zaokrąglanie. Pyły zmniejszają swoją objętość. Niejednorodne kompozycje materiałów, które mają tendencję do segregacji, mogą zostać utrwalone.

Czym różnią się aglomerowane proszki z procesu natryskowego i fluidalnego od aglomeratów z granulatora mieszającego z warstwą pierścieniową?

 

Odpowiedź od amixon®: Oba procesy dobrze nadają się do wiązania pyłów. Aglomeraty z granulatora mieszającego są zazwyczaj bardziej zagęszczone i mniej porowate. Różnią się one znacznie od porowatych aglomeratów z aglomeracji w złożu fluidalnym. Stosunkowo drogi proces aglomeracji w złożu fluidalnym jest często stosowany, gdy proszki muszą być szybko zatapialne, szybko dyspergowalne i zwilżalne w cieczy bez grudek. Aglomeracja w złożu fluidalnym poprawia tak zwane natychmiastowe właściwości proszków.

W przypadku wielu towarów masowych poszukiwana jest bardziej opłacalna metoda powiększania rozmiaru cząstek. Jednym z takich procesów jest ciągła aglomeracja pierścieniowa. Jednak opracowanie ekonomicznego procesu granulacji nie jest trywialne. Nie każdy proszek nadaje się do tworzenia stabilnego aglomeratu. Wybór odpowiedniej cieczy wiążącej nie jest łatwy, ponieważ dodatek nie powinien wpływać na skład chemiczny produktu końcowego. W najprostszym przypadku jako spoiwo stosuje się wodę. Czasami można dodać substancję klejącą, taką jak melasa. Ilość dodanej cieczy powinna być jak najmniejsza. Wynika to z faktu, że poza kilkoma wyjątkami, po aglomeracji następuje proces suszenia termicznego. Tylko w kilku przypadkach proszki mogą być aglomerowane w granulatorze z mieszaniem pierścieniowym bez dodawania ciekłych środków wiążących. Z reguły proszki muszą być intensywnie mieszane poprzez turbulencje, zagęszczanie i ścinanie. W praktyce często odbywa się to w sposób ciągły. Przedstawiony tutaj mieszalnik amixon® może tworzyć bardzo równomiernie duże aglomeraty.

Rozwój tego pierścieniowego mieszalnika/aglomeratora amixon® rozpoczął się około 30 lat temu w celu aglomeracji przemysłowo produkowanej sadzy.

Aglomeracja w mieszalniku pierścieniowym

Pytanie od klienta: Naszym celem jest produkcja aglomeratów o określonym rozkładzie wielkości cząstek. Jakie wymagania techniczne muszą być spełnione, aby możliwe było równomierne i skuteczne granulowanie mieszaniny proszków?

 

Odpowiedź od amixon®: Czasami „okno sukcesu” jest bardzo małe i trudne do znalezienia. Zwłaszcza, gdy należy zminimalizować użycie płynnych spoiw. Pomocne może być tutaj duże doświadczenie i próby. Naszym zdaniem system aglomeracji powinien mieć kilka cech:

  • Obracający się wał jest wyposażony w szczególnie dużą liczbę narzędzi mieszających.
  • Odległość między narzędziami a ścianą powinna być zdefiniowana.
  • Ponadto istnieją wymagania związane z procesem dla systemów dozowania. Zarówno podajniki proszku, jak i podajniki cieczy powinny mieć bardzo wysoką „dokładność krótkoterminową”, biorąc pod uwagę krótki czas przebywania w granulatorze.

1) Zwilżanie proszku 2) Mostki cieczy 3) Tworzenie się jądra aglomeratu 4) Wilgotny aglomerat 5) Wał mieszalnika (zamontowany poziomo) z wieloma narzędziami trzpieniowymi obraca się z dużą prędkością. Odległość trzpieni od komory mieszania jest wszędzie taka sama.

Pytanie od klienta: Czy masz na myśli, że zachowanie kontrolne podajników proszku i zachowanie kontrolne podajników cieczy musi odbywać się w bardzo wąskich granicach?

 

Odpowiedź od amixon®: Tak , dokładnie to mamy na myśli. Jeśli mieszalnik trzpieniowy obraca się szczególnie szybko, wówczas stale dodawane materiały mieszające również poruszają się szybko i są równomiernie rozprowadzane na całym obwodzie. Mieszanki są obracane, walcowane, mieszane, przyspieszane i zagęszczane. Wysokie prędkości obwodowe od 10 do ponad 25 m/s oznaczają, że przyspieszenie odśrodkowe może być setki razy większe niż przyspieszenie grawitacyjne. Nacisk na warstwę pierścienia proszkowego wzrasta jako kwadrat prędkości obwodowej. Liczne sworznie powodują ścinanie, zagęszczanie i uderzenia w warstwie pierścienia. Wszelkie obecne płynne dodatki działają jako środek wiążący i wytwarzają okrągłe, stabilne granulki. Granulki te są zwykle mniejsze i gęstsze, im szybciej obracają się bolce i im mniej płynu jest dodawane.

Zarówno dozowanie proszku, jak i cieczy musi być niezwykle precyzyjne. Wysokiej jakości aglomerat można uzyskać tylko wtedy, gdy sypkie substancje stałe są absolutnie równomiernie zwilżone. Jako przykład pokazano tutaj podajnik grawimetryczny AZO (tutaj zdemontowany w trybie czyszczenia).

Pytanie od klienta: Czy granulator z mieszalnikiem pierścieniowym może również aglomerować partiami?

 

Odpowiedź od amixon®: Niestety nie, przedstawiony tutaj mieszalnik pierścieniowy amixon® może pracować tylko w trybie ciągłym. Jest on używany głównie wtedy, gdy procesy są krytyczne czasowo. Oznacza to, że mieszanie mechaniczne odbywa się krótko i szczególnie intensywnie. Czasami wystarczający jest czas mieszania krótszy niż 10 sekund. Oznacza to, że poziom napełnienia jest stosunkowo niski. Firma amixon® napisała artykuły na bloguwyjaśniające Twoje pytanie.

Pionowy mieszalnik ciągły amixon®.

Pytanie od klienta: W jakiś sposób granulator z mieszalnikiem pierścieniowym z poziomo zamontowanym wałem mieszającym wydaje się być wyjątkiem w gamie produktów amixon®. Wszystkie inne mieszalniki amixon® są wyposażone w narzędzia mieszające montowane pionowo. Czy to przypadek?

 

Odpowiedź amixon®: Wynika to z przyczyn historycznych. Granulatory RMG z mieszadłem pierścieniowym opracowaliśmy około 25 lat temu. W tym czasie wyspecjalizowaliśmy naszą produkcję w tej zaawansowanej konstrukcji maszyn i byliśmy w stanie dostarczyć wiele zakładów produkujących sadzę na całym świecie. Inne branże, w których materiały sypkie są granulowane zgodnie z wysokimi standardami, były później również zaopatrywane w granulatory z mieszaniem pierścieniowym: Środki powierzchniowo czynne do prania, pigmenty barwiące, torf, nawozy, związki pokrywające odlewnie, środki do pieczenia, napoje instant, proszek ziemniaczany, enzymy, aktywne składniki medyczne, związki do tabletek, pestycydyi inne - czasami toksyczne - towary.

 

Ciągły przepływ w bębnie

Ten pionowy mieszalnik o przepływie ciągłym miesza 5 różnych składników. Ten sam mieszalnik może być również używany do mieszania partiami.

System mieszalnika-granulatora z misą pierścieniową jest bardzo zaawansowany i został wielokrotnie wypróbowany i przetestowany. Jednakże amixon® nie pracuje obecnie nad jego dalszym rozwojem. Do zadań mieszania ciągłego zalecamy system mieszania amixon® AMK z pionowo zamontowanym wałem mieszającym.

Próby w instalacji pilotażowej są niezbędne: Aby zrealizować dobry proces granulacji za pomocą granulatora z mieszaniem warstw pierścieniowych amixon®, wiele parametrów musi ze sobą współgrać.

 

Obejmują one

  • wybór odpowiednich narzędzi mieszających
  • prawidłowa częstotliwość obrotów,
  • ilość i rodzaj płynnych dodatków
  • wiele innych

Bez testów prawie niemożliwe jest stwierdzenie wydajności i jakości aglomeracji. Mniejsze i większe maszyny testowe, jak również systemy dozowania i zwilżania płynnych składników są dostępne w centrum technicznym amixon®.

Serdecznie zapraszamy do odwiedzenia nas i zaprezentowania nam swoich mieszanek. W celu przeprowadzenia miarodajnego testu zalecamy dostarczenie co najmniej 500 litrów surowca.

Powrót

© Copyright by amixon GmbH