Перемешивание сыпучих материалов, сохранение структуры частиц и предотвращение образования пыли

Гомогенизация сыпучих материалов и связывание пыли

Способность смешивать и увлажнять порошки появилась так же давно, как и человеческая цивилизация. Фармацевты и колористы использовали ступки и измельчали частицы порошка в тиглях, чтобы увеличить площадь поверхности смешиваемых частиц. Таким образом, измельчение и смешивание сыпучих материалов происходило одновременно. Со строго научной точки зрения в частицы порошка вносились дополнительные изменения . Электронно-микроскопические наблюдения показывают, насколько разнообразно могут изменяться отдельные частицы порошка. Комковатый порошок деагломерирует, сухие частицы смачиваются и покрываются более мелкими фракциями, дисперсные частицы агломерируют, абсорбенты могут осушать порошок, дисперсии могут кристаллизоваться под давлением и при трении.

Закон природы: чем меньше частицы пыли, тем больше их удельное притяжение. По мере уменьшения диаметра частиц удельная площадь поверхности увеличивается логарифмически. То же самое относится и к химической реактивности.

Грануляция с наращиванием или агломерация с наращиванием

Оба термина используются в литературе и обычно означают одно и то же. В любом случае, термин «агломерация» является правильным. Он описывает увеличение размера частиц за счет слипания множества мелких частиц. Процесс гранулирования также происходит, когда твердая масса (хлопья, экструдаты) уменьшается до рыхлой структуры.

В этом блоге также упоминается более агрессивная форма агломерации. Так называемые грануляторы с кольцевым смешиванием могут осуществлять процессы агломерации особенно эффективно и недорого. Эта машина с кольцевым смешиванием работает непрерывно. Смесительный вал оснащен множеством штифтов. Периферийная скорость составляет от 10 до 25 м/с при высокой частоте вращения. Соответственно, порошок ускоряется во вращательном движении и прижимается к стенке смесительной камеры. В порошке действуют силы сдвига и давления, в 200 раз превышающие силу тяжести. Частицы сближаются настолько, что начинают действовать межчастичные силы. Образуются и растут агломераты. Они выгружаются вниз с противоположной стороны смесительной камеры. Механизм связывания можно улучшить, добавив небольшое количество жидкого связующего вещества.

Кольцевой слоевой смеситель amixon^® нашего производства: базовая разработка была создана около 25 лет назад для агломерации сажи. Производственная программа amixon^®в основном ориентирована на смесители с вертикально расположенными перемешивающими инструментами.

миксер с кольцевой кастрюлей amixon®: Этот тип очень редко выпускается компанией amixon®.

Агломерация порошка в грануляторе с кольцевым слоем смесителя amixon®

Смачивание, уплотнение, укрупнение, округление, выгрузка частиц порошка.

Агломерация за счет динамического уплотнения

Вал смесителя вращается с высокой скоростью. Культиватор перемешивает смесь. Чем быстрее вращается культиватор, тем быстрее вращается смесь. Чем быстрее вращается смесь, тем сильнее центробежные силы. Смесь отбрасывается к смесительной камере. Там она замедляется. Периферийная скорость у стенки смеси равна 0 м/с. Однако перед дорнами периферийная скорость составляет от 10 до 20 м/с. Зазор между смесительной камерой и дорном составляет около 1,5 мм. В этом зазоре смешивание, смачивание, сдвиг, уплотнение, деагломерация и агломерация происходят с высокой интенсивностью. Гранулятор с кольцевым зазором от amixon может очень эффективно агломерировать. В результате получаются равномерно круглые гранулы. В идеале 100 % частиц пыли связаны.

Увлажнение
Распределение жидкости
Жидкие мостики связывают частицы
Агломераты скатываются, как снежный ком
Турбулентное движение кольцевого слоя со сдвигом и уплотнением

Важные параметры для хорошей агломерации включают

размер частиц порошка/пыли
скорость вращения
количество штифтов
Длина технологической камеры
Тип жидкости
Место добавления жидкости
Предварительная обработка и тип добавления жидкости
Температура товара
Массовый расход порошка
Массовый расход жидкости
Уровень заполнения кольцевого смесителя
Время выдержки

Испытания и пилотирование

Испытать описанные выше смесительные системы можно в техническом центре компании amixon GmbH. Здесь мы получаем интересные знания вместе с нашими клиентами. amixon® постоянно предлагает Вам более 30 испытательных устройств. Это позволяет нам предложить нашим клиентам практически "весь мир порошков смешивание порошков" в одном месте для наших заказчиков. День, проведенный в техническом центре amixon®, будет полезен для принятия выгодного инвестиционного решения. Смеситель порошка обычно имеет длительный срок службы. Часто более 20 лет, иногда даже 40 лет. Важные вопросы многократно повторяются в повседневной жизни:

Сохранение структур частиц: Насколько эффективно смешивание?
Гибкость: Насколько сильно могут различаться уровни наполнения?
Эффективность: Насколько хорошо работает функция самоочистки и удаления остатков?
Безопасность производства: Достаточно ли проверить смеситель?
Приемка и эргономика: Как быстро можно открывать и закрывать смотровые отверстия?
Являются ли инспекционные двери постоянно герметичны?
Исключение загрязнений: Сколько времени занимает химчистка?
Владение микробиологией: Сколько времени занимает влажная уборка и сушка?
еще много вопросов .....

Мы прогнозируем высокую вероятность очень хороших результатов и большой прирост знаний.

В течение дня испытаний в техническом центре происходит обмен многочисленными идеями.

Это небольшое устройство можно использовать для непрерывного гранулирования смешанных материалов. Не каждый порошок обладает хорошими агломерационными свойствами. Поэтому испытания в техническом центре имеют большое значение.

Пыль

Пыль образуется везде, где обрабатываются порошкообразные материалы. Их неприятная особенность заключается в том, что они могут выходить через малейшие утечки. Например, из биг-бегов, смесителей, силосов, трубопроводов или систем розлива. Пыль может долгое время витать в воздухе и скапливаться повсюду. Это желательно делать на горизонтальных поверхностях. При возникновении сквозняка они снова закручиваются и парят в воздухе. Некоторые пыли гигроскопичны, они поглощают влагу из окружающего воздуха и смачивают все поверхности, на которые попадают. Это затрудняет очистку. Пыль может быть коррозионной, окислительной, легковоспламеняющейся и даже взрывоопасной. Это всегда так, когда они имеют органическое происхождение, когда они очень мелкие и сухие. Пыль всегда является неприятным фактором в рабочей среде, она ухудшает наше самочувствие и раздражает дыхательные пути. Улетучивающаяся пыль стоит дорого, она представляет собой потерю материала и влечет за собой затраты на утилизацию.

Порошки, потребляемые потребителями, обычно кондиционируются таким образом, чтобы содержание пыли в них было незначительным.

Когда частицы размером менее 0,1 мкм, их называют наночастицами. Многие материалы демонстрируют совершенно новые свойства свойствапри их нанодиспергировании. В медицине, порошковой металлургии, электротехнике и высокоэффективной керамике нанодисперсные структуры прокладывают путь к созданию новых материалов и функций.

При уменьшении диаметра частиц удельная площадь поверхности увеличивается логарифмически. То же самое относится и к химической реактивности. Если размер частиц меньше 0,1 мкм, их называют наночастицами. Многие материалы проявляют совершенно новые свойства, когда они нанодисперсны. В медицине, порошковой металлургии, электротехнике и высокоэффективной керамике нанодисперсные структуры открывают путь к созданию новых материалов и функци

Переплет пылит. Слегка увлажните сыпучие материалы. Распределите чрезвычайно малое количество жидкости в большое количество порошка.

Связывание пыли путем смачивания может происходить мягко и точно в смесителях amixon®. Выбросов пыли можно избежать путем агломерации мелких частиц пыли или их прилипания к более крупным частицам. Даже небольшое количество подходящей жидкости может быть полезным. При этом обязательным условием является равномерное распределение жидкости по всей поверхности сыпучего материала.

Двухсубстанционные сопла также известны как распылительные сопла. Они способны распылять жидкости с низкой вязкостью с микротонким распылением. В то же время они создают в смеси зону псевдоожижения. Это благоприятствует процессу смешивания.

Смеситель KoneSlid®

Образование пыли в сыпучем материале можно избежать, предотвратив истирание частиц. Здесь налицо признаки конфликта целей: С одной стороны, в процессе смешивания должна быть достигнута идеальная однородность, с другой - частицы не должны ломаться, дробиться или округляться при относительном движении. Проблема может быть решена только в том случае, если удастся достичь идеального качества смешивания при минимальном потреблении энергии. Это KoneSlid^®от компании amixon® реализует самый щадящий способ смешивания порошков. Этот метод является наиболее предпочтительным:

Если в процессе смешивания участвует большое количество распыляемых агломератов. Это сухие производные молока для диетических продуктов питания, таких как детское питание, растворимые напитки, холодный чай, капучино, активные медицинские ингредиенты, биологические субстраты и ферменты.
Специи, чай, мюсли, жировой порошок, лецитиновый порошок, .....

Смесители KoneSlid^® позволяют достичь идеального качества смешивания за очень короткое время. Процесс опорожнения также завершается через несколько секунд.

Эффективное смешивание порошков: Чрезвычайно короткое время смешивания, минимум энергии, опорожнение за считанные секунды.

Смеситель Gyraton® для больших объемов сыпучих материалов

Для руководителя производства большая привилегия - иметь в своем распоряжении однородно смешанное сырье. Это упрощает последующие технологические операции и гарантирует стабильное качество конечного продукта. Здесь ценный вклад вносят смесители Gyraton® компании amixon®. Например, когда требуется гомогенизировать содержимое 40-футового глубоководного контейнера (около 70 м³ сыпучего материала). Спираль смесителя медленно вращается и перемешивает все частицы порошка снизу вверх. Спираль смесителя медленно скользит вдоль стенки смесительной камеры. - Аналогично гироскопу. Также Gyraton^® смеситель может полностью выгружать смешанные материалы. Затем он оснащается инструментами ComDisc®.

Принцип смешивания в смесителе Gyraton^® работает универсально. Компоненты могут быть сухими, влажными или мокрыми. Размеры частиц, насыпная плотность, текучесть, форма частиц, .... могут сильно различаться. Gyraton^® обеспечивает высочайшее качество смешивания. Время смешивания можно регулировать:

длительное при очень низкой мощности привода и низкой скорости
короткое при увеличении мощности привода

Смеситель Gyraton® может также непрерывно перемешивать сыпучие материалы

Смеситель большого объема Gyraton® может работать и как смеситель непрерывного действия. Процесс смешивания основан на непрерывном потоке котла. Обычно используются гравиметрические системы дозирования. Однако, в отличие от серийных весов, они относительно дороги. Даже если смеситель заполняется партиями, выгрузка смешанного материала происходит непрерывно. Это в значительной степени не зависит от количества компонентов, если они имеют одинаковый размер. Смесь становится еще более однородной

чем меньше заполненные партии
тем более постоянным является их вес
тем больше постоянство временных циклов
чем выше установлен уровень заполнения
тем быстрее вращается перемешивающий инструмент

Процессы, отрасли и множество отраслевых обозначений

Куб символизирует, как порошки могут изменяться в смесителе. Три измерения представляют собой 1) процессы, 2) отрасли и 3) отраслевые обозначения.

Различные процессы имеют разное значение для отдельных отраслей:

В фармацевтической промышленности большое значение имеют синтез активных ингредиентов и вакуумная сушка.
В твердой галенике важно тритурирование активных ингредиентов с целью достижения большой площади поверхности и хорошей «биодоступности».
В пищевой промышленности основное внимание уделяется бережному перемешиванию. Частицы должны быть сохранены. Кроме того, получаемые порошки должны быть беспыльными.
В тонкой химической промышленности важен общий поток, доминирующий в пространстве. Только в этом случае возможен эффективный теплообмен - необходимое условие для полноценных реакционных процессов.
Полимеры обрабатываются добавками для создания высокоэффективных пластмасс. К ним относятся, например, готовые наполнители, армирующие элементы, цветовые пигменты, стабилизаторы, металлические мыла, самозатухающие добавки, антистатики, .....
Наночастицы используются в качестве покрывающих веществ при твердофазном синтезе инженерных керамических материалов (порошкообразных металлов и нанокерамики). Они покрывают тонкодисперсные соли металлов и оксиды металлов. Наночастицы являются либо реактивами, либо катализаторами в процессе прокаливания при высоких температурах.

Термины «смешивание твердых веществ», «смешивание порошков» или «смешивание сыпучих материалов» - это, по сути, просто заголовки для различных типов рецептур порошков/рафинирования твердых веществ. Процесс рафинирования может быть успешным только в том случае, если почти каждая частица в партии претерпела желаемую трансформацию материала. В связи с этим захват и поток всех частиц должен быть контролируемым и свободным от мертвого пространства.

Явления, связанные с технологией обработки частиц, изучаются в машиностроении. Эта научная дисциплина относится к инженерным наукам. В основном она была основана профессором д-ром Хансом Румпфом (Университет Карлсруэ) в 1970-х годах. Он анализировал отдельные эмпирические результаты подготовки материалов и исследовал их на предмет физических законов. Используя методы размерного анализа, он и его ученые разработали надежные методы расчета для описания сложных процессов измельчения и смешивания.

Back