Mezclar materiales a granel, mantener la estructura de las partículas y evitar el polvo

El cubo simboliza las tres dimensiones: Procesos, industrias y designaciones/aplicaciones específicas de la industria.

Plus les particules du produit en vrac sont petites, plus les forces d'attraction entre elles sont importantes. Ces forces de cohésion sont plusieurs fois supérieures à la force de gravité qui s'exerce sur les particules.

amixon® mezclador de esferas huecas. Este mezclador de polvo lleva la marca comercial SpherHelics®. Con esta mezcladora de prueba se pueden mezclar lotes de hasta 400 litros. Produce calidades de mezcla ideales.

Homogeneización de materiales a granel y aglomeración de polvo

La capacidad de mezclar y humedecer polvos es tan antigua como la civilización humana. Los farmacéuticos y tintoreros utilizan morteros y partículas de polvo machacadas en crisoles para agrandar las superficies de las partículas mezcladas. De este modo, habrá realizado la trituración y la mezcla a granel al mismo tiempo. Desde un punto de vista estrictamente científico cambios en las partículas de polvo. Las observaciones al microscopio electrónico muestran cómo pueden cambiar las diversas e individuales partículas de polvo. El polvo grumoso se desaglomera, las partículas secas se humedecen y se recubren de fracciones más finas, las partículas dispersas se aglomeran, los absorbentes pueden deshumidificar el polvo, bajo presión y fricción las dispersiones pueden cristalizar.

Estos fenómenos se enseñan en ingeniería de procesos mecánicos. Esta disciplina científica forma parte de las ciencias de la ingeniería. Fue fundada con decisión por el profesor Hans Rumpf (Universidad de Karlsruhe) en los años setenta. Desglosó los resultados empíricos individuales de la preparación de existencias y los examinó a partir de las leyes físicas. Utilizando métodos de análisis dimensional, él y sus científicos desarrollaron métodos de cálculo resistentes para describir procesos complejos de trituración o mezcla.

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Procedimientos, sectores y denominaciones sectoriales

El cubo simboliza las tres dimensiones: Procesos, industrias y designaciones/aplicaciones específicas de la industria:

En la industria farmacéutica, la síntesis de principios activos y el secado al vacío revisten una gran importancia.
En las galénicas sólidas, la trituración de los principios activos es importante para conseguir grandes superficies y una buena "biodisponibilidad".
En la industria alimentaria, lo más importante es mezclar con suavidad. Las partículas deben conservarse. Además, los polvos producidos deben estar exentos de polvo.
En química fina, el flujo total que domina el espacio es importante. Sólo entonces se produce una transferencia de calor eficaz, un requisito esencial para completar los procesos de reacción.
Los polímeros se acondicionan con aditivos para crear plásticos de alto rendimiento. Se trata, por ejemplo, de cargas preparadas, refuerzos, pigmentos colorantes, estabilizantes, jabones metálicos, aditivos autoextinguibles, antiestáticos, ....
En la síntesis en estado sólido de materiales cerámicos de ingeniería (metales en polvo y nanocerámicas), las nanopartículas sirven como sustancias de recubrimiento. Recubren las sales metálicas hostiles y los óxidos metálicos. Las partículas nanofinas son reactivos o actúan como catalizadores en el proceso de calcinación a altas temperaturas.

Los términos "mezcla de sólidos", "mezcla de polvos" o "mezcla a granel" no son más que encabezamientos para diversos tipos de formulación de polvos/refinamiento de sólidos. Un proceso de preparación de este tipo sólo puede tener éxito si casi todas las partículas del lote han sufrido el cambio de material deseado. En este sentido, la captura y el flujo de todas las partículas deben producirse en un espacio controlado y sin espacios muertos.

Las pequeñas partículas de polvo pueden permanecer suspendidas en el aire durante mucho tiempo

A medida que disminuye el diámetro de las partículas, la superficie específica aumenta logarítmicamente. Esto también se aplica a la reactividad química.

Polvo

Siempre que se procesan productos pulverulentos, se produce polvo. Su desagradable propiedad es que pueden escaparse por la más pequeña de las fugas. Por ejemplo, de big bags, mezcladoras, silos, tuberías o plantas de llenado. El polvo puede permanecer suspendido en el aire durante mucho tiempo y depositarse por todas partes. Esto ocurre preferentemente en superficies horizontales. En caso de corriente de aire, vuelven a arremolinarse y flotan en el aire. Algunos polvos son higroscópicos; absorben la humedad del aire ambiente y mojan todas las superficies en las que se depositan. Esto dificulta la limpieza. Los polvos pueden ser corrosivos, oxidantes, inflamables e incluso explosivos. Esto ocurre siempre que son de origen orgánico; cuando son muy finas y secas. En el entorno laboral, los polvos son siempre molestos, afectan a nuestro bienestar e irritan las vías respiratorias. Los polvos que se escapan son caros, representan una pérdida de material y conllevan costes de eliminación.

Los polvos que consumen los consumidores suelen acondicionarse para que su contenido en polvo sea insignificante.

Cuando las partículas tienen un tamaño inferior a 0,1 µm, se denominan nanopartículas. Muchos materiales presentan propiedades completamente nuevas cuando son nanodispersos. En medicina, pulvimetalurgia, ingeniería eléctrica y cerámica de alto rendimiento, las estructuras nanodispersas abren el camino a nuevos materiales y funciones.

Mezclador KoneSlid®

La formación de polvo puede evitarse dentro del material a granel evitando la abrasión de las partículas. Aquí hay un conflicto de objetivos: Por un lado, el proceso de mezcla debe lograr una homogeneidad ideal y, por otro, cuando las partículas están en movimiento relativo, no deben romperse, aplastarse ni redondearse. El problema sólo puede resolverse si se consigue una calidad de mezcla ideal con un aporte mínimo de energía. El mezclador KoneSlid® de amixon^® es la forma más suave de mezclar polvos. Es el método preferido:

Cuando en el proceso de mezcla intervienen muchos aglomerados secados por pulverización. Se trata de derivados de la leche en polvo para nutrientes dietéticos como alimentos infantiles, bebidas instantáneas, té helado, capuchino, agentes medicinales, sustratos biológicos y enzimas.
Especias, té, muesli, grasa en polvo, lecitina en polvo, .....

Los mezcladores KoneSlid^® consiguen calidades de mezcla ideales en muy poco tiempo. El proceso de vaciado también se completa al cabo de unos segundos.

Mezcla eficaz del polvo: Tiempo de mezcla extremadamente corto, energía mínima, vaciado en segundos.

amixon® fabrica mezcladores Gyraton® en muchos tamaños bajo pedido (los tamaños están graduados en pasos de 1000 litros).

Mezclador Gyraton® para grandes cantidades a granel

Es un gran privilegio cuando un jefe de producción puede disponer de materias primas mezcladas homogéneamente. Esto facilita los pasos posteriores del proceso y garantiza una calidad constante del producto final. Los mezcladores Gyraton^® de amixon^® suponen una valiosa contribución en este sentido. Por ejemplo, cuando hay que homogeneizar el contenido de un contenedor de aguas profundas de 40 pies (aproximadamente 70 m³ de material a granel). La espiral de la unidad mezcladora gira lentamente y mezcla todas las partículas de polvo desde abajo hacia arriba. La espiral de la unidad de mezcla se desliza lentamente por la pared de la cámara de mezcla. - Similar a una peonza. También un mezclador Gyraton® puede descargar completamente los materiales mezclados. A continuación, se equipa con herramientas ComDisc^®.

El principio de mezcla del mezclador Gyraton® funciona de forma universal. Con ella se consiguen altas calidades de mezcla. El tamaño de las partículas, la densidad aparente, la finura y el contenido de humedad pueden variar considerablemente.

La mezcladora Gyraton® también puede mezclar materiales a granel de forma continua

Una mezcladora Gyraton^® de gran volumen también puede funcionar como mezcladora continua. El proceso de mezcla se basa en el flujo continuo de la caldera. Normalmente, habría que utilizar sistemas de dosificación gravimétrica. Sin embargo, a diferencia de las básculas discontinuas, son relativamente caras. Aunque la mezcladora se llene por lotes, el material mezclado se descarga de forma continua. Esto es en gran medida independiente del número de componentes, siempre que sean de tamaño similar. La mezcla es tanto más homogénea

cuanto más pequeños sean los lotes rellenados
cuanto más constante sea su peso
más constantes son los ciclos temporales
cuanto mayor sea el nivel de llenado
más rápido gira el mezclador

Encuadernar polvos. Humedezca suavemente los materiales a granel. Distribuir cantidades extremadamente pequeñas de líquido en grandes cantidades de polvo.

La aglutinación de polvo por humectación puede realizarse con suavidad y precisión en las mezcladoras amixon^®. Las emisiones de polvo pueden evitarse aglomerando las partículas finas o adhiriéndolas a partículas más grandes. Incluso las cantidades más pequeñas de un líquido adecuado pueden ser útiles. Sin embargo, el requisito previo es que el líquido se distribuya uniformemente por toda la superficie del material a granel.

Las boquillas de dos sustancias también se denominan boquillas de atomización. Pueden nebulizar microfinos líquidos de baja viscosidad. Al mismo tiempo, crean una zona de fluidificación en la mezcla.

Mezclador de capa anular amixon®: Este tipo es muy poco producido por amixon®. El desarrollo básico se elaboró hace unos veinticinco años para la aglomeración de negro de humo industrial. El programa de producción de amixon® se centra principalmente en mezcladoras con herramientas de mezcla montadas verticalmente.

Este pequeño aparato de tamaño RMG 10 puede utilizarse para granular materiales mixtos a modo de prueba. No todos los polvos tienen buenas propiedades de aglomeración. Por eso son importantes las pruebas en el centro técnico de amixon GmbH.

Estos aglomerados se formaron a partir de polvo en el mezclador de capa anular amixon® en un proceso continuo.

Granulación por acumulación o aglomeración por acumulación

En la literatura se utilizan ambos términos y suelen significar lo mismo. En cualquier caso, el vocabulario "aglomeración" es correcto. Describe el agrandamiento del grano mediante la adhesión de muchas partículas pequeñas. También se produce un proceso de granulación cuando una masa sólida (copos, extruidos) se tritura hasta formar una estructura friable.

Este blog también menciona una forma más agresiva de aglomeración. Los llamados granuladores de mezcla en anillo pueden gestionar los procesos de aglomeración de forma especialmente eficaz y económica. Esta máquina mezcladora de capa anular funciona de forma continua. Un eje mezclador está equipado con muchos pernos. A alta frecuencia de rotación, la velocidad circunferencial es de 10 a 25 m/s. En consecuencia, el polvo se acelera en un movimiento de rotación y presiona contra la pared de la cámara de mezcla. En el polvo actúan fuerzas de cizallamiento y presión 200 veces superiores a la fuerza gravitatoria. Las partículas se acercan tanto entre sí que las fuerzas interpartículas se hacen efectivas. Los aglomerados se acumulan y crecen. Se descargan por el lado opuesto de la cámara de mezcla. Los mecanismos de unión pueden mejorarse mezclando pequeñas cantidades de un aglutinante líquido.

Humectación, compactación, agrandamiento, redondeo y descarga de partículas de polvo.

El eje de la mezcladora gira a gran velocidad. El timón agita la mezcla. Cuanto más rápido gira el timón, más rápido gira la mezcla. Cuanto más rápido gira la mezcla, más intensas son las fuerzas centrífugas. La mezcla se lanza contra la cámara de mezcla. Allí se frena. La velocidad periférica en la pared de la mezcla es de 0 m/s. Sin embargo, en la parte delantera de los mandriles, la velocidad periférica es de 10 a 20 m/s. La separación entre la cámara de mezcla y el mandril es de aproximadamente 1,5 mm. En este espacio de cizallamiento, la mezcla, la humectación, el cizallamiento, la compactación, la desaglomeración y la aglomeración tienen lugar con gran intensidad. El granulador mezclador de ranura anular de amixon puede aglomerar con gran eficacia. El resultado son gránulos uniformemente redondos. Lo ideal es que se aglomere el 100% de las partículas de polvo.

Algunos parámetros importantes para una buena aglomeración son

Tamaño de las partículas del polvo
Velocidad de rotación
Número de espigas
Longitud de la cámara de proceso
Tipo de líquido
Ubicación de la adición de líquido
Pretratamiento y tipo de adición de líquido
Temperatura de la mercancía
Caudal másico de polvo
Flujo másico de líquido
Nivel de llenado del mezclador de capa anular
Tiempo de permanencia

Pruebas y pilotaje

Puede probar los sistemas de mezcla descritos en el centro técnico de amixon GmbH. Aquí adquirimos interesantes conocimientos junto con nuestros clientes. amixon^® tiene permanentemente a su disposición más de 30 aparatos de ensayo. De este modo, podemos poner a disposición de nuestros clientes casi "todo el mundo de la mezcla de polvos” en un solo lugar. Un día en el centro técnico de amixon^® le recompensará por una decisión de inversión rentable. Una mezcladora de polvo suele tener una larga vida útil. A menudo más de 20 años, a veces incluso 40 años. Las preguntas importantes se repiten muchas veces al día en la vida cotidiana:

Conservación de las estructuras de las partículas: ¿Con qué eficacia se realiza la mezcla?
Flexibilidad: ¿Cuánto pueden variar los niveles de llenado?
Eficiencia: ¿Qué tal funciona la autolimpieza y el vaciado residual?
Seguridad en la producción: ¿Es suficiente una comprobación rápida de la batidora?
Aceptación y ergonomía: ¿Con qué rapidez pueden abrirse y cerrarse las bocas de inspección?
Son puertas de inspecciónpermanentemente estancas?
Exclusión de la contaminación: ¿Cuánto tarda la limpieza en seco?
Dominio de la microbiología: ¿Cuánto dura la limpieza en húmedo y el secado?
muchas más preguntas .....

Prevemos muy buenos resultados con una alta probabilidad y una gran ganancia de conocimientos.

Durante una jornada de experimentación en el centro técnico se intercambian muchas ideas. Incluso fenómenos aparentemente menores pueden tener un gran impacto.

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