Kontinuierlich mischen versus chargenmischen
Das Pulvermischen und begleitende Verfahren wie Befeuchten, Desagglomerieren, Agglomerieren, Erhitzen, Trocknen, Kühlen, Begasen, Bondern und …… können diskontinuierlich stattfinden oder kontinuierlich. Dieser Blogeintrag befasst sich mit den Vor- und Nachteilen beider Mischverfahren.
Würde man über alle Branchen hinweg die Anzahl der kontinuierlich arbeitenden Mischer und die der absatzweise arbeitenden Mischer gegenüberstellen, dann würde man schnell feststellen, dass es weitaus mehr Chargenmischer gibt. Auch das Angebot verschiedenster Mischerbauarten wird von Chargenmischern dominiert.
Generell gilt, dass Massengüter bevorzugt kontinuierlich vermischt und behandelt werden. Wenn aber viele Komponenten zu vermischen sind und wenn sehr hohe Mischgüten verlangt werden, dann wird das Chargenmischen bevorzugt. Ein Chargenmischer bietet in der Praxis weitaus mehr Flexibilität. Auch das ist ein Grund dafür, dass Chargenmischbetriebe weitaus häufiger anzutreffen sind.
Gegenüberstellung
Beim Chargenmischer – links – erfolgt die Arbeitsweise absatzweise. Erst wenn die einzelnen Komponenten eingefüllt worden sind, beginnt das Mischwerkzeug zu rotieren. Durch dreidimensionales Verströmen der Güter verändert der Mischer die Position aller Partikel zueinander. Der Zustand ändert sich von „ungemischt“ in „technisch ideal gemischt“. Erst dann erfolgt die Entleerung.
Beim kontinuierlichen Mischen – rechts – werden dem Mischer die beteiligten Komponenten kontinuierlich im richtigen Masseanteil zugeführt. Die Stoffströme werden im Mischer homogenisiert und das gemischte Gut wird kontinuierlich ausgetragen. Das Konzentrationsgefälle ist hier geringer, weil die sogenannte kontinuierliche Kesselströmung bereits eine homogene Mischgutbasis erzeugt hat. Die eingetragenen Stoffströme sind vergleichsweise klein im Verhältnis zum bereits homogenisierten Gefäßinhalt. Die durchschnittliche Verweildauer kann beispielsweise 0,5 bis 3 Minuten betragen.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass man zwischen zwei Arten des kontinuierlichen Pulvermischens unterscheidet: Die Rohrströmung und die Kesselströmung.
Frage eines Kunden: Ist nicht die Beherrschung der kontinuierlichen Dosiertechnik die Schlüsseltechnologie im Hinblick auf Mischgüte und Reproduzierbarkeit beim kontinuierlichen Mischen?
Ja, das ist richtig. Fehler, die beim Dosieren gemacht werden, führen zum falschen Mischergebnis. Kurzzeitig auftretende Fehler sollten sofort korrigiert werden. Kontinuierlich arbeitende Mischanlagen haben sich etabliert, seitdem es genau arbeitende Pulverdosierer gibt, die hohe „Kurzzeit-Genauigkeiten“ aufweisen. Im Hinblick auf Mischgüte sollte man den gravimetrischen Dosierern den Vorrang einräumen. Sie werden auch „Loss and Weight Feeder“ genannt.
Je nach Art des kontinuierlichen Mischens können Verweilzeitspektren differieren. Kontinuierlichmischer, die größere Verweilzeitspektren aufweisen, können kurzzeitig auftretende Dosierfehler sehr gut kompensieren.
Die Besonderheiten des Mischens in Form der klassischen Rohrströmung und Kesselströmung sind an anderer Stelle dieses amixon® Blogs beschrieben.
Dieser Dosierer (Fabrikat AZO, zum Zweck der Reinigung demontiert) ruht auf Wägezellen. Um das Wägesignal nicht zu beeinflussen, werden Zufluss- und Abflussstutzen mit Faltmanschetten gekoppelt. Im Inneren des Gehäuses dient ein rotierendes Krälwerkzeug für stetige Auflockerung des Pulvers. So realisiert die Dosierschnecke ein reproduzierbares Regelverhalten. Der Füllstand im Vorlagegefäß sinkt stetig. Im dargestellten Beispiel wird das Vorlagegefäß pneumatisch befüllt. Der Zeitraum des Befüllens sollte so kurz wie möglich bemessen sein. In dieser Zeit fördert die Dosierschnecke mit konstanter Drehfrequenz.
Frage eines Kunden: Je nach Produkt und Branche hat jeder Mischbetrieb unterschiedlichste Ansprüche an die Mischtechnik. Welche Kriterien sollte man beachten, wenn man zwischen dem kontinuierlichen Mischen und dem chargenweisen Mischen auswählen möchte?
Ein kontinuierlicher Mischprozess ist vorteilhaft,
- wenn eine kurze definierte Verweildauer gefordert ist; z. B. definierte Desagglomeration, spontane Aufbaugranulation während der Flüssigstoffzugabe, oder wenn spontane chemische Reaktion stattfinden, die möglicherweise exotherm verlaufen
- wenn die Rezeptur aus wenigen Komponenten besteht
- wenn die Rezepturen standardisiert sind und die Qualitäten der Komponenten gesichert sind
- wenn große Mengen des gleichen oder eines ähnlichen Produktes hergestellt werden, möglicherweise sogar dreischichtig (Massengüter wie Basisnährmittel in Getreidemühlen, Stärke, Viehfutter, chemische Basiswirkstoffe, Metallseifen, Waschpulver, Kunststoffe, Baustoffe)
- wenn die gemischten Güter ohne Zwischenlagerung direkt verpackt werden sollen
amixon® Kontinuierlichmischer Baugröße AMK 400 steht auf Wägezellen. Alle Stutzen sind entkoppelt. Die vier „Loss and Weight Dosierer“ werden von oben befüllt. Kontinuierlichmischer und Dosiersysteme stehen auch für Ihre Mischversuche im amixon® Technikum zur Verfügung.
Ein Chargenmischbetrieb ist dann vorteilhaft,
- wenn es sich um komplexe Aufbereitungsvorgänge handelt z. B. Multistep-Mischvorgänge, oder Mischvorgänge mit Überdruck oder Vakuumanlegung stattfinden
- wenn vor der Abfüllung eine Laboranalyse stattfinden muss
- wenn die Qualitätssicherung auf Chargenkontrolle besteht und
- wenn nach jedem Ansatz eine Reinigung erfolgen muss
- wenn viele Komponenten beteiligt sind. Das ist der Fall bei Babynahrung, diätetischen Nährmitteln, Backmittel, Gewürzzubereitungen, Stabilisatoren, Instant Food, Seasonings, ….
- wenn es sich um Auftragseinzelfertigungen handelt mit immer anderen Rezepturen (Nahrungsergänzung, Gewürzaufbereitungen für Fleischbetriebe, Aromen für die Lebensmittelindustrie, Instantgerichte, Instantgetränke,…)
Dieser KoneSlid® Mischer aus dem Hause amixon® ist eine Weiterentwicklung unseres Konusmischers. Er mischt besonders schonend bei extrem kurzer Mischzeit. Die Drehfrequenz des Mischwerkzeuges ist besonders niedrig. Die Entleerung geschieht bei rieselfähigen Gütern sekundenschnell und restlos.
Der oben dargestellte Konusmischer kann beide Mischverfahren komfortabel durchführen, wenn er auf Wägezellen ruht. Die Voraussetzung fürs kontinuierliche Mischen ist, das Vorhandensein der kontinuierlich arbeitenden Dosiersysteme.
Kommen Sie gern mit Ihren Produkten nach Paderborn. Wir führen Ihnen die Mischprozesse gerne vor!
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