Welche kontinuierlichen Mischer sind für geringe Verweilzeiten bei gleichzeitiger hoher Homogenität ausgelegt?
In kontinuierlichen Prozessen, etwa in der Bauchemie, der Lebensmittelindustrie, der Kunststoff-Compoundierung, der Pulverlack- oder der Batteriematerialproduktion, ist es häufig erforderlich, große Massenströme in sehr kurzer Zeit hoch homogen zu mischen. Ein zentraler Auslegungsparameter ist dabei die Verweilzeit, also die durchschnittliche Zeit, die ein Partikel im Mischraum verbringt. Je kürzer die Verweilzeit, desto höher muss in der Regel die auf das kleine Prozessvolumen einwirkende Energie sein. Dadurch steigt auch die Bedeutung einer hochgenauen Dosierung, da sich Schwankungen bei sehr kurzen Verweilzeiten sofort auf die Mischgüte auswirken.
Wichtige Mischerkonzepte
Zu den kontinuierlichen Mischern, die für kurze Verweilzeiten und hohe Homogenität ausgelegt werden können, zählen Ringschichtmischer, hochdynamische Turbulenz- oder Schleudermischer, kontinuierliche Pflugscharmischer, Doppelwellen-Paddelmischer, Stiftmischer, Rotor-Stator-Mischer, statische Mischer sowie Doppelschneckenmischer und Doppelschneckenextruder. Besonders geeignet sind Rohrmischer, da die Mischgüter vom Eintrag bis zum Austrag transportiert werden und sich dadurch eine relativ definierte Verweilzeit ergibt. Je kubischer ein Mischraum ist, desto breiter ist in der Regel das Verweilzeitspektrum. Solche Geometrien sind deshalb für sehr kurze und präzise geführte Prozesse oft weniger gut geeignet.
Bedeutung der Verweilzeit
Kurze Verweilzeiten sind besonders wichtig, wenn thermische oder mechanische Belastungen gering bleiben sollen, Hold-up-Mengen klein sein müssen oder schnelle Produktwechsel erforderlich sind. Gleichzeitig muss die Mischintensität hoch genug sein, um eine gute Homogenität zu erreichen.
Praktische Auswahl
Wenn kurze Verweilzeiten bei Feststoffen im Vordergrund stehen, sind Ringschichtmischer, Turbulenzmischer oder Stiftmischer besonders gut geeignet. Für mehr Flexibilität bei Schüttgütern bieten sich dagegen Pflugscharmischer oder Doppelwellen-Paddelmischer an.
Auslegungsparameter
Für die Auswahl sind vor allem die Verweilzeit und die Verweilzeitverteilung, der Füllgrad, der Massendurchsatz, der spezifische Energieeintrag sowie der gewünschte Mischcharakter entscheidend. Bei der distributiven Mischung wird die räumliche Verteilung der Komponenten beschrieben, bei der dispersiven Mischung der Aufbruch von Agglomeraten oder Tropfen. Da kontinuierliche Mischer nur über eine geringe Pufferkapazität verfügen, ist eine sehr konstante, in der Regel gravimetrische Dosierung besonders wichtig.
Die endgültige Auslegung sollte stets durch Technikumsversuche mit dem Originalprodukt und durch eine Messung der Verweilzeitverteilung abgesichert werden.
amixon® Mischsysteme: RMG und AMK für unterschiedliche Prozessanforderungen
RMG: kurze Verweilzeiten bei hoher Aufbereitungsintensität
Der amixon® RMG ist das System für Prozesse, bei denen kurze Verweilzeiten und zugleich eine hohe Aufbereitungsintensität gefordert sind. Er eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen Produkte in kurzer Zeit intensiv desagglomeriert, homogenisiert oder benetzt werden müssen. Damit ist der RMG die richtige Wahl, wenn eine schnelle und kraftvolle Prozessführung im Vordergrund steht.
AMK: lange Verweildauer bei kontinuierlicher Homogenität
Der amixon® AMK ist ausdrücklich für Prozesse mit langer Verweildauer ausgelegt. Er eignet sich für Prozesse, bei denen Dosierfehler korrigiert werden müssen. Das SinConvex®-Werkzeug erzeugt dabei eine dreidimensionale Zwangsumschichtung, wie sie auch aus den amixon® Chargenmischern bekannt ist.
Systemwahl nach Prozessziel
Die Wahl zwischen RMG und AMK richtet sich nach der prozesstechnischen Zielsetzung:
- RMG für kurze Verweilzeiten und hohe Intensität.
- AMK für lange Verweilzeiten und kontinuierliche Homogenität.
Programmstatus des RMG
amixon® kann Ringschichtmischer und Ringschichtmischgranulatoren der Bauart RMG anbieten, fertigen und warten; sie arbeiten einwandfrei und zuverlässig. Weiterentwickelt wird diese Gattung jedoch nicht, weil sie mit horizontal gelagerter Mischwerkwelle arbeitet. Der Entwicklungsschwerpunkt von amixon® liegt auf Präzisionsmischern mit vertikalen oder geneigten Mischwerkwellen.