Umschichtung dreidimensional
Bei der dreidimensionalen Umschichtung bewegen sich Partikel in allen drei Raumrichtungen. Dabei werden die Partikel axial, radial und tangential transportiert. Dabei wird das gesamte Schüttgutvolumen wiederholt durchlaufen.
Vertikale Wendelmischer erzeugen eine besonders wirksame Umschichtung, indem sie die Mischgüter auflockern.
𝐼𝑣 = 𝜋/4 · (𝐷2−𝑑2) ·φ ·𝑆 ·𝑛 ·𝜁
- 𝐼𝑣: Förderleistung einer vertikalen Mischwendel
- D/d: Außendurchmesser/Innendurchmesser der Wendel
- φ ist der Füllgrad
- S ist die Steigung der Wendel
- N ist die Drehfrequenz
- 𝜁 ist der Geschwindigkeitskoeffizient
Dieser Prozess führt zu einer vollständigen Durchmischung. Dabei wechselt jedes Partikel regelmäßig seine Nachbarpartikel. Toträume und Segregation werden reduziert. Die Verweilzeitverteilung wird homogenisiert.
In konvektiven Schüttgutmischern wird die dreidimensionale Umschichtung gezielt erzeugt. Mischwendeln, Förderorgane und Schwerkraftumlauf erzeugen geschlossene Strömungskreisläufe. Dabei wird das Produkt an der Behälterwand nach oben gefördert und fällt im zentralen Bereich wieder nach unten.
Diese dreidimensionale Umschichtung ist typisch für Konusmischer, Hohlkugelmischer, Doppelwellenmischer und andere langsam drehenden Schüttgutmischer mit vertikaler Mischwerkwelle. Sie ermöglicht kurze Mischzeiten bei geringer Turbulenzintensität und Staubentwicklung.