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Welche Vorteile bietet ein Vertikal-Zweiwellenmischer gegenüber einem Einwellenmischer für großvolumige Batches?

Ein Vertikal-Zweiwellenmischer bietet bei großvolumigen Batches vor allem Vorteile in Bezug auf Mischzeit, Homogenität und Partikelschonung. Das ist besonders relevant, wenn sich die Mischung nicht erwärmen darf oder wenn sprühagglomerierte Instantgüter, Müsli-Rezepturen oder andere fragile Strukturen schonend homogenisiert werden sollen.

Höhere Mischintensität bei kurzer Mischzeit

Zwei vertikal angeordnete, miteinander interagierende Mischwellen erzeugen überlappende Wirkbereiche mit dreidimensionaler Umschichtung und Gegenstrom-Effekten. Das Mischgut wird gleichzeitig nach oben, unten und radial umgewälzt, wodurch:

  • die Mischzeit gegenüber Einwellensystemen deutlich sinkt (in der Praxis häufig um etwa 50–70 %),
  • eine sehr hohe Homogenität auch bei komplexen Rezepturen erreicht wird,
  • der spezifische Energieeintrag pro Tonne Produkt niedrig bleibt, weil die Drehzahlen trotz hoher Mischwirkung moderat sein können.

Die Gesamtzykluszeit wird dabei eher von Befüllung, Entleerung und Reinigung bestimmt; der Durchsatzvorteil liegt vor allem in der kürzeren eigentlichen Mischphase.

Partikelschonung und Umgang mit heterogenen Rezepturen

Durch die gleichmäßig verteilte Mischwirkung und die Möglichkeit, mit niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten zu arbeiten, lassen sich empfindliche Partikelstrukturen sehr schonend mischen:

  • poröse, sprühagglomerierte Instantpulver behalten ihre Instanteigenschaften,
  • gebackene oder extrudierte Cerealien (z. B. Müsli-Komponenten) werden homogen verteilt, ohne übermäßig zu brechen.

Zugleich erzielen Vertikal-Zweiwellenmischer bei Batches mit stark unterschiedlichen Schüttdichten, Partikelgrößen oder Fließeigenschaften kürzere Mischzeiten und eine stabilere Verteilung:

  • Segregation und Entmischung werden weitgehend unterdrückt,
  • sehr kleine Additivmengen lassen sich prozesssicher in großen Trägermengen homogenisieren,
  • auch feuchte oder pastöse Güter und konditionierte Gemische können homogenisiert werden.

Wirtschaftliche Aspekte

Bei großvolumigen Batches bieten Vertikal-Zweiwellenmischer wirtschaftliche Vorteile:

  • geringere spezifische Energieverbräuche pro Charge durch kurze Mischzeiten und effiziente Strömungsführung,
  • im Verhältnis zur Batchgröße oft geringere Bauhöhe und kompakte Aufstellfläche im Vergleich zu anderen Hochleistungsmischsystemen.

Dem stehen höhere Investitionskosten und ein komplexerer Antriebs- und Synchronisationsaufbau gegenüber. In der industriellen Praxis gelten Vertikal-Zweiwellenmischer daher als technisch überlegene Lösung für großvolumige Batches, wenn hohe Anforderungen an Homogenität, Produktschonung, Prozessflexibilität und reproduzierbare Mischqualität gestellt werden.

So vergleicht amixon® den Vertikal-Zweiwellenmischer HM mit dem Einwellenmischer VM bei großvolumigen Batches

Sowohl der Vertikal-Zweiwellenmischer HM als auch der Einwellenmischer VM basieren auf dem SinConcave®/SinConvex®-Helixmischwerkzeug. Sie erzeugen eine periphere Aufwärtsströmung und eine zentrale Abwärtsströmung, wodurch eine dreidimensionale Totalverströmung entsteht. So erreichen beide Bauarten eine technisch ideale Zufallsmischung über einen außergewöhnlich großen Füllgradbereich von etwa 10 bis 100 % – ohne Verlust an Mischgüte. Beide arbeiten niedertourig mit Umfangsgeschwindigkeiten von etwa 0,8 bis 3,5 m/s.

Was den HM gegenüber üblichen Vertikalmischern besser macht

Der HM nutzt zwei parallel angeordnete Helix-Mischwerke, deren Strömungsfelder sich überlagern. Dadurch:

  • verkürzt sich die Mischzeit gegenüber Einwellen-Systemen typischerweise um den Faktor 2–3,
  • sinkt der spezifische Energieeintrag ins Produkt deutlich,
  • werden sehr hohe Homogenitäten in kurzer Zeit bei zugleich maximaler Produktschonung erreicht.

Die zwei Wellen erlauben eine kubische, relativ flache Behältergeometrie. Bei großvolumigen Batches wird der verfügbare Bauraum effizienter genutzt als bei klassischen Hochzylinder-Vertikalmischern. Restentleerungsgrade bis zu 99,997 % sind – je nach Auslegung und ComDisc®-Werkzeugen – realistisch erreichbar und übertreffen die typischen Werte vieler Standardmischer.

Rolle und Besonderheiten des VM

Der VM erzielt die gleiche Mischgüte wie der HM, benötigt dafür jedoch etwa die doppelte bis dreifache Mischzeit und einen entsprechend höheren Energieeintrag. Er ist daher sinnvoll, wenn Mischzeit und Energieeintrag weniger kritisch sind oder wenn die Investitionskosten im Vordergrund stehen. Beide Systeme sind in fein abgestuften Baugrößen zwischen ca. 100 und 50.000 l verfügbar und können mit beheiz- bzw. kühlbaren Mantelflächen ausgerüstet werden.

Hygienic Design und Reinigbarkeit

Alle genannten Mischsysteme folgen dem amixon® Hygienic Design:

  • Mischraum und Mischwerk sind fugenfrei verschweißt und verschliffen; das Mischwerk ist ausschließlich oben gelagert, eine kontaminationskritische untere Wellendurchführung entfällt.
  • Große Clever-Cut®-Inspektionstüren mit OmgaSeal®-Dichtungen ermöglichen ergonomischen Zugang und dauerhaft totraumfreie Abschlüsse.
  • Totraumfreie Auslauforgane, integrierte Waschlanzen und optional vollautomatische Nassreinigung unterstützen eine validierbare Reinigung nach EHEDG-, FDA- und 3-A-Standards; die Apparate sind ATEX-Zone-20-konform und können mit MultiPlane®-Werkzeugen ausgerüstet werden.

Damit bieten HM und VM eine Kombination aus außergewöhnlich großem nutzbarem Füllgradbereich, sehr hoher Mischgüte, maximaler Produktschonung und vorbildlicher Hygienegestaltung, die über das hinausgeht, was typische Vertikalmischer leisten.