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Hohlkugelmischer für Schüttgüter: SpherHelics®

Die Kugelmischer und Hohlkugelmischer von amixon® tragen die Marke SpherHelics®. Beim Hohlkugelmischer von amixon® rotiert die Mischwerkwelle um eine senkrechte oder geneigte Achse. Im Technikum stehen mehr als 30 verschiedene amixon®-Mischer für Tests zur Verfügung. Alle Mischer erzielen höchste Mischqualität.

 

Der Name amixon® steht sinnbildlich für Mischer mit vertikal rotierender Mischwerkswelle. Weniger bekannt ist die Möglichkeit, den Mischprozess mit einer geneigten Drehachse (20–30°) durchzuführen, beispielsweise wenn ein Schneidrotor bei geringem Füllgrad effektiv arbeiten soll. Grundsätzlich ist jeder rotationssymmetrische Mischraum geeignet, darunter auch die Kugel. Sie besitzt weder Kanten noch Ecken und weist die minimale spezifische Oberfläche bezogen auf das Volumen auf. Für die Kugel gilt: A = 6V/d (A = Oberfläche, V = Volumen, d = Durchmesser).

A = 6V/d

Die geringe spezifische Oberfläche kann Vorteile hinsichtlich der Reinigbarkeit und der Produktanhaftung bieten. 

Qualitätskriterien, die sich im Alltag auszahlen

 

Im Hinblick auf die lange Lebensdauer eines Pulvermischers sollte die Wahl des Mischers sorgfältig getroffen werden. amixon® bietet ideale Voraussetzungen. Neben den amixon-Hohlkugelmischern können auch alle anderen amixon-Testmischer 1:1 verglichen werden. Alle Testmischer haben ein Nutzvolumen von 400 Litern.

Die Mischversuche geben Aufschluss über die wesentlichen Qualitätskriterien:

  • vollständige Entleerbarkeit
  • Flexibilität bei unterschiedlichen Füllgraden
  • Reinigbarkeit
  • ergonomische Aspekte
  • kurze Rüstzeiten
  • ressourcenschonende Arbeitsweise
  • günstige Anschaffungskosten

Der Kugelmischer SpherHelics vom Typ SH 1500 ist für Chargen von 1,5 m³ ausgelegt. Der Schneidrotor ist koaxial angeordnet.

Mischgüte und Mischeffizienz

 

Wenn das Mischwerkzeug wie eine Helix gestaltet ist und dessen Rotation ein Hüllvolumen erzeugt, das etwas kleiner ist als der innere Durchmesser der Hohlkugel, dann kann der Volumenstrom, den das Wendelmischwerk im Kugelmischraum verdrängt, ziemlich genau berechnet werden.

IV = π / 4 · (D² - d²) · Φ · S · n · ζ

  • IV: Verdrängervolumenstrom
  • D/d: Wendeldurchmesser außen/innen
  • Φ: Füllgrad
  • S: Steigung der Wendel
  • n: Drehfrequenz
  • ζ : Geschwindigkeitskoeffizient

 

Anwendung der Formel:

Wählen wir eine konstante Wendelsteigung von 25° und eine Wendelbreite, die 10 % des Kugeldurchmessers beträgt, dann lässt sich das Fördervolumen beispielhaft berechnen. Beträgt der Geschwindigkeitskoeffizient ζ = 0,8 und der Füllgrad 50 %, dann werden pro Umdrehung 19,5 % des Mischgutes umgeschichtet.

Interessant ist, dass diese Formel auch dann gültig ist, wenn das Mischwerkzeug sehr langsam rotiert.

amixon® Mischer erreichen in der Regel bereits nach 25 bis 40 Umdrehungen eine homogene Durchmischung. Dies gilt selbst für Zweikomponentengemische, deren Massenverhältnis bis zu 1 : 100.000 beträgt.

Eine ideale Mischgüte ist erreicht, wenn sich die Stoffverteilung unter praxisnahen Bedingungen nicht weiter verbessern lässt – unabhängig vom Mischprinzip oder der Mischdauer. 

Die Ergebnisse der Mischgüteprüfungen sind reproduzierbar. Sie erfüllen die Anforderung, dass der Variationskoeffizient der Mischgüte jeder 20‑Gramm‑Probe unter 5 % liegt.

Insofern können alle amixon®-Mischer auch besonders fragile Güter ideal, schonend und genau vermischen.

amixon® berät Sie umfassend und objektiv

 

Im Bereich der vertikalen Pulvermischer nimmt amixon® weltweit eine Vorreiterrolle ein. Dies basiert auf mehr als 40 Jahren Erfahrung mit tausenden von amixon® Mischern weltweit. amixon® berät Sie umfassend und neutral in allen Fragen rund um vertikale Präzisionsmischer. Dazu gehören auch Mischer mit kugelförmigem Mischraum.

Die amixon® -Produktpalette umfasst folgende Mischer:

  • KS: KoneSlid® Mischer haben im Inneren einen gegenläufig geformten Konus, der als Austragsorgan dient.
  • VM: Vertikale Einwellenmischer haben zylindrische Mischräume.
  • SH: Hohlkugelmischer haben vertikale oder geneigte Mischwellen. Unser Markenname SpherHelics® steht für den kugelförmigen Mischraum und die amixon®-typische Mischwendel.
  • HM: Doppelwellenmischer haben zwei Zylinder, die ineinander greifen.
  • AM: Konusmischer haben zylindrisch-konische Mischräume.

Alle rechts dargestellten amixon®-Mischer sind klassische Präzisionsmischer, die ideale Mischgüten erzielen. In der Praxis lassen sie sich die Mischergebnisse nicht verbessern. Der Variationskoeffizient der Mischgüte erreicht sehr schnell einen Wert von unter 5 %. Der Mischgüteverlauf kann wie folgt beschrieben werden:

M(t) = M_∞ − (M_∞ − M₀) · e^(−k·t)

Dabei ist M(t) der Variationskoeffizient der Mischgüte zum Zeitpunkt t. M_∞ ist die asymptotisch erreichbare Mischgüte (Endmischgüte). M₀ ist die Anfangsmischgüte. k ist die konstruktionsbedingte, individuelle Mischgeschwindigkeitskonstante. t ist die Mischzeit und e ist die Eulersche Zahl (ungefähr 2,71828).

 

Präzisionsmischer aus dem Hause amixon®.

Probieren geht über Studieren

 

Vor einer Kaufentscheidung sollten Versuche durchgeführt werden. Versuche im amixon®-Technikum sind in jedem Fall aufschlussreich. Sie können mehrere Testmischer parallel testen. So können Sie Mischeffizienz, Einsatzvielfalt, Restentleerung und Reinigungsfähigkeit beurteilen. Angesichts der langen Lebensdauer von Pulvermischern (20-30 Jahre) ist dieser Aufwand sinnvoll.

Typische Fragen können sein:

  • Wie oft muss der Mischer vollständig entleert werden (Reinigung oder Produktwechsel)?
  • Wird dies in Zukunft häufiger erforderlich sein?
  • Kann sich der Mischer selbsttätig vollständig entleeren?
  • Kann das verbleibende Restprodukt verkauft werden? Oder müssen die Reste entsorgt werden?
  • Wie lange dauert die Entleerung? 
  • Wie groß sind die Rückstände? 
  • Wie lange dauert die Trockenreinigung?
  • Wie lange dauert eine Nassreinigung?
  • Wie gut kann automatisiert werden?

Können Kunden alle Mischer testen?

 

Antwort von Herrn Böning: Ja, natürlich. Alle Mischertypen, einschließlich unseres neuen SpherHelics®, sind verfügbar. Die Chargengröße beträgt einheitlich 400 Liter. So können unsere Kunden alle wichtigen Erkenntnisse gewinnen. Gleichzeitig dienen diese Erkenntnisse amixon® als wertvolle Impulse für zukünftige Weiterentwicklungen.

Übrigens war es für amixon® kein großer Aufwand, den Hohlkugelmischer für alle 12 Baugrößen neu zu entwickeln. Als Auftragsfertiger konstruieren wir ohnehin jede Mischanlage individuell. Dazu nutzen wir unseren bewährten Variantenkonfigurator. Darüber hinaus verfügen wir über umfangreiches Know-how in der Mischmechanik von Vertikalmischern mit Mischwendeln - egal ob diese senkrecht oder schräg gelagert sind.

Bei der Herstellung unserer Hohlkugelmischer setzt amixon® ausschließlich auf bewährte und zuverlässige Komponenten. Dazu gehören insbesondere

  • die Lagerung der Mischmechanik
  • das Mischwerkzeug
  • den Antrieb
  • die Konstruktion und Funktion der totraumfreien Absperrarmatur,
  • die Clever-Cut® Inspektionstür mit OmgaSeal® Abdichtung,
  • die Schneidrotoren sowie
  • die Flüssigkeitszuführung und die Sanitärflansche.
Blick auf ein Wendelmischwerkzeug in der amixon® Werkstatt.

Blick auf ein Wendelmischwerkzeug in der amixon® Werkstatt.

Wie lautet das Angebotsportfolio?

 

Alle gängigen Baugrößen der SpherHelics®-Baureihe sind verfügbar. Die Nutzinhalte der Mischer sind in folgenden Abstufungen (in Litern) erhältlich: 400, 600, 800, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000 und 5000. Größere Hohlkugelmischer sind grundsätzlich realisierbar, können aber aus Transportgründen nur zerlegt geliefert werden. Aus diesem Grund endet unsere Maßtabelle derzeit bei einem Nutzinhalt von 5 m³.

Abmessungen und technische Informationen entnehmen Sie bitte unserem Datenblatt „SpherHelics® Hohlkugelmischer Typ SH“.

Jeder einzelne Hohlkugelmischer wird individuell an die spezifischen Kundenanforderungen angepasst. Dies betrifft auch die jeweiligen Festigkeitsanforderungen und Antriebskonzepte. Dabei spielen die Fließeigenschaften der Mischgüter und deren Schüttdichte eine wichtige Rolle. Sie können sehr leicht sein (pyrogene Kieselsäure hat 0,01 kg/dm³). Sie können sehr schwer sein; bis zu 6 kg/dm³ ( Pulvermetalle).

Maßblatt zum SpherHelics®

  • Größere Mischer auf Anfrage.
  • Die Umfangsgeschwindigkeit kann von ca. 0,8 m/s bis ca. 3,5 m/s stark variieren. In der Regel werden Hohlkugelmischer vom Typ SpherHelics® Mischer langsamdrehend betrieben.
  • Als Schweißfachbetrieb verfügt amixon® über europäische, japanische, koreanische und amerikanische Zulassungen zur Verarbeitung verschiedenster Werkstoffe. Die produktberührten Werkstoffe der amixon®-Mischer sind optional: Normalstahl S355J2Ge, Hardox, austenitische Edelstähle 1.4301, 1.4541, 1.4571, 1.4404, 1.4539, 1.4529, Duplex-Edelstähle 1.4462, 1.4162, 1.4363 sowie Nickelbasiswerkstoffe Alloy 59-2.4605, Hastelloy-C22 und Nickel.
  • Die Rührwerke erfüllen auf Wunsch höchste Hygieneanforderungen und entsprechen den EHEDG-Richtlinien für Trocken- und Nassreinigung. Darüber hinaus erfüllen
  • Darüber hinaus erfüllen sie die FDA-Hygienerichtlinien sowie die Konstruktionsanforderungen des 3-A Sanitary Standards.

Welche Kriterien werden künftig relevant sein, damit Unternehmen den optimalen Pulvermischer auswählen können?

 

Konsumenten sind unstet. Märkte ändern sich schnell. Unternehmen müssen ihre Produkte und Prozesse daher flexibel anpassen können. Dies betrifft Rezepturen, Herstellungsverfahren, Reinigung und Organisation. Die Rolle des Mischers im Wertschöpfungsprozess muss für jeden Mischbetrieb individuell eruiert werden. Inwieweit bestimmt er die Produktqualität? Hat er strategische Bedeutung? Werden die künftigen verfahrenstechnischen Anforderungen zuverlässig erfüllt?

  • Die Anforderungen der Zielmärkte steigen. Produkte müssen definierte Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise sind Staubfreiheit, Fließfähigkeit und Homogenität wichtige Eigenschaften. Für gesundheitsbezogene Lebensmittel und Nahrungsergänzungsmittel sind darüber hinaus Granulometrie, Farbverteilung, Schüttdichte und ein naturbelassenes Erscheinungsbild von Bedeutung. All diese Qualitätsmerkmale sollten von ein und demselben Mischer reproduzierbar erfüllt werden.
  • Flexibilität wird somit zum Schlüsselkriterium. Produktlebenszyklen werden kürzer. Losgrößen variieren. Der Mischer muss daher sehr unterschiedliche Rezepturen und verschiedene Chargengrößen sicher beherrschen. Die wachsenden Reinigungs- und Sterilanforderungen müssen gut erfüllbar sein.
  • Ein verfahrenstechnisch vielseitiger Pulvermischer stärkt die eigene Entwicklungsdynamik. Er eröffnet neuen Spielraum für Produkt- und Verfahrensinnovationen. Mischer mit breiter Anwendungsvielfalt sind ein echter Wettbewerbsvorteil. Ein Pulvergemisch – egal wie heterogen – mit minimaler Energie genau mischen zu können, ist ein echter Wettbewerbsvorteil.
  • Die Sensorik muss den Mischprozess in Echtzeit erfassen. Eine datenbasierte Optimierung erhöht die Prozesssicherheit und -effizienz.
  • Nachhaltigkeit wird zur Investitionsbedingung. Der Fokus liegt dabei auf dem Ressourceneinsatz und dem Energieverbrauch. Eine gute Reinigbarkeit und eine lange Lebensdauer reduzieren die Umweltbelastung sowie die Kosten.
  • Eine höhere Anfangsinvestition ist gerechtfertigt, 
    • wenn die Gesamtbetriebskosten sinken 
    • wenn wenn neue Marktsegmente erschlossen werden.

Entscheidend ist nicht der Anschaffungspreis, sondern der Wertbeitrag der Mischanlage für die Zukunftsfähigkeit des Unternehmens.

Mit diesem ausgereiften Produktprogramm unterstreicht die amixon GmbH ihre Prozess- und Qualitätsführerschaft bei vertikalen Präzisionsmischern.

Hohlkugelmischer weisen interessante Eigenschaften auf

SpherHelics® Baugröße SH 400.

 

amixon® bietet bereits heute das umfangreichste Programm an vertikalen Präzisionsmischern und unterstreicht damit seine 40-jährige Marktpräsenz. Mit über 40 Patentanmeldungen weltweit positionieren wir uns als Innovationsführer und Qualitätsmaßstab für Pulvermischer mit vertikal gelagerten Mischwerkzeugen.

amixon® bleibt technologisch stets am Puls der Zeit. In unserem Technikum stehen jederzeit mehr als 30 Testmischer für Versuche mit Originalprodukten zur Verfügung. So können wir für nahezu jede Aufgabenstellung eine passende Lösung erproben. Über unsere KI-gestützte Know-how-Datenbank machen wir über 40 Jahre Praxiserfahrung schnell und gezielt zugänglich.

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