Miscelare i materiali sfusi, mantenere la struttura delle particelle ed evitare la polvere

Il cubo simboleggia le tre dimensioni: Processi, industrie e denominazioni/applicazioni specifiche del settore.

Quanto più piccole sono le particelle sfuse, tanto maggiori sono le forze attrattive tra di esse. Queste forze coesive sono molte volte superiori alla gravità che agisce sulle particelle.

miscelatore a sfera cava amixon®. Questo miscelatore di polveri porta il marchio SpherHelics®. Con questo miscelatore di prova è possibile miscelare lotti fino a 400 litri. Produce qualità di miscelazione ideali.

Omogeneizzazione dei materiali sfusi e legatura delle polveri

La capacità di mescolare e bagnare le polveri è antica quanto la civiltà umana. Farmacisti e tintori utilizzano mortai e particelle di polvere pestate in crogioli per ingrandire le superfici delle particelle miscelate. In questo modo, avrete effettuato la frantumazione e la miscelazione in massa allo stesso tempo. Da un punto di vista strettamente scientifico, ulteriori modifiche sono state apportate alle particelle di polvere. Le osservazioni al microscopio elettronico mostrano come le singole particelle di polvere possano cambiare. Le polveri grumose si deagglomerano, le particelle secche si bagnano e si rivestono di frazioni più fini, le particelle disperse si agglomerano, gli assorbitori possono deumidificare la polvere, le dispersioni sotto pressione e attrito possono cristallizzare.

Questi fenomeni sono insegnati nell'ingegneria dei processi meccanici. Questa disciplina scientifica fa parte delle scienze ingegneristiche. È stato fondato in modo decisivo dal professor Hans Rumpf (Università di Karlsruhe) negli anni Settanta. I risultati empirici individuali della preparazione delle scorte sono stati da lui scomposti ed esaminati sulla base delle leggi fisiche. Utilizzando i metodi dell'analisi dimensionale, lui e i suoi scienziati hanno sviluppato metodi di calcolo resistenti per descrivere processi complessi di sminuzzamento o miscelazione.

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Procedure, settori e designazioni settoriali specifiche

Il cubo simboleggia le tre dimensioni: Processi, industrie e denominazioni/applicazioni specifiche del settore. I processi elencati sono di importanza diversa per i rispettivi produttori di materiali sfusi:

Nell'industria farmaceutica, la sintesi di principi attivi e l'essiccazione sottovuoto sono di grande importanza.
Nei galenici solidi, la triturazione dei principi attivi è importante per ottenere grandi aree superficiali e una buona "biodisponibilità".
Nell'industria alimentare, l'attenzione è rivolta alla miscelazione delicata. Le particelle devono essere conservate. Inoltre, le polveri prodotte devono essere prive di polvere.
Nella chimica fine è importante il flusso totale che domina lo spazio. Solo così avviene un efficiente trasferimento di calore, un prerequisito essenziale per il completamento dei processi di reazione.
I polimeri vengono condizionati con additivi per creare plastiche ad alte prestazioni. Si tratta, ad esempio, di cariche preparate, rinforzi, pigmenti colorati, stabilizzanti, saponi metallici, additivi autoestinguenti, antistatici, .....
Nella sintesi allo stato solido di materiali ceramici ingegneristici (metalli in polvere e nanoceramiche), le nanoparticelle fungono da sostanze di rivestimento. Rivestono sali metallici e ossidi metallici ostili. Le particelle nanofini sono reagenti o agiscono come catalizzatori nel processo di calcinazione ad alte temperature.

I termini "miscelazione solida, miscelazione in polvere o miscelazione in massa" sono in realtà solo titoli per diversi tipi di formulazione di polveri/raffinazione di solidi. Un tale processo di preparazione può avere successo solo se quasi ogni singola particella del lotto ha subito il cambiamento di materiale desiderato. A questo proposito, la cattura e il flusso di tutte le particelle devono avvenire in modo controllato dallo spazio e senza spazi morti.

Le piccole particelle di polvere possono rimanere sospese nell'aria per molto tempo.

Al diminuire del diametro delle particelle, l'area superficiale specifica aumenta logaritmicamente. Questo vale anche per la reattività chimica.

Polvere

Ovunque vengano lavorati prodotti in polvere, si formano delle polveri. La loro sgradevole proprietà è che possono fuoriuscire attraverso le più piccole perdite. Ad esempio, da sacchi di grandi dimensioni, miscelatori, silos, tubazioni o impianti di riempimento. Le polveri possono rimanere sospese nell'aria per molto tempo e depositarsi ovunque. Questo avviene preferibilmente su superfici orizzontali. In caso di correnti d'aria, si sollevano di nuovo e fluttuano nell'aria. Alcune polveri sono igroscopiche; assorbono l'umidità dall'aria ambiente e bagnano tutte le superfici su cui si depositano. Questo rende più difficile la pulizia. Le polveri possono essere corrosive, ossidanti, infiammabili e persino esplosive. Questo avviene sempre quando sono di origine organica; quando sono molto fini e secchi. Nell'ambiente di lavoro le polveri sono sempre fastidiose, influiscono sul nostro benessere e irritano le vie respiratorie. Le polveri che fuoriescono sono costose, rappresentano una perdita di materiale e comportano costi di smaltimento.

Le polveri che vengono consumate dai consumatori sono solitamente condizionate in modo che il loro contenuto di polvere sia trascurabile.

Quando le particelle sono più piccole di 0,1 µm, si parla di nanoparticelle. Molti materiali presentano proprietà completamente nuove quando sono nanodispersi. In medicina, metallurgia delle polveri, ingegneria elettrica e ceramica ad alte prestazioni, le strutture nanodisperse aprono la strada a nuovi materiali e funzioni.

Miscelatore KoneSlid®

La formazione di polvere può essere evitata all'interno del materiale sfuso evitando l'abrasione delle particelle. C'è un conflitto di obiettivi: Da un lato, il processo di miscelazione deve raggiungere un'omogeneità ideale, dall'altro, quando le particelle sono in movimento relativo, non devono rompersi, non devono schiacciarsi, non devono arrotondarsi. Il problema può essere risolto solo se è possibile ottenere una qualità di miscelazione ideale con un apporto energetico minimo. Questo miscelatore KoneSlid®di amixon^® realizza il modo più delicato di miscelare le polveri. È il metodo preferito:

Quando nel processo di miscelazione sono coinvolti molti agglomerati essiccati a spruzzo. Si tratta di derivati del latte in polvere per nutrienti dietetici come alimenti per bambini, bevande istantanee, tè freddo, cappuccino, agenti medicinali, substrati biologici ed enzimi.
Spezie, tè, muesli, grassi in polvere, lecitina in polvere, .....

I miscelatori KoneSlid^® raggiungono qualità di miscelazione ideali in tempi molto brevi. Anche il processo di svuotamento viene completato dopo pochi secondi.

Miscelazione efficiente delle polveri: Tempo di miscelazione estremamente ridotto, energia minima, svuotamento in pochi secondi.

amixon® produce miscelatori Gyraton® in molte dimensioni su richiesta (le dimensioni sono graduate in passi da 1000 litri).

Miscelatore Gyraton® per grandi quantità

È un grande privilegio quando un direttore di produzione può disporre di materie prime miscelate in modo omogeneo. Questo facilita le fasi successive del processo e garantisce una qualità costante del prodotto finale. I miscelatori Gyraton^® di amixon^® offrono un contributo prezioso in questo senso. Ad esempio, quando si deve omogeneizzare il contenuto di un container di 40 piedi di profondità (circa 70 m³ di materiale sfuso). La spirale dell'unità di miscelazione ruota lentamente e mescola tutte le particelle di polvere dal basso verso l'alto. L'unità di miscelazione scorre lentamente lungo la parete della camera di miscelazione. - Simile a una trottola. Anche un miscelatore Gyraton® può scaricare completamente i materiali miscelati. Viene quindi equipaggiato con gli strumenti ComDisc^®.

Il principio di miscelazione del miscelatore Gyraton® funziona in modo universale. In questo modo si ottengono elevate qualità di miscelazione. Le dimensioni delle particelle, la densità apparente, la finezza e il contenuto di umidità possono variare in modo significativo.

Il miscelatore Gyraton® è in grado di miscelare anche solidi sfusi in modo continuo

Un miscelatore Gyraton^® di grande volume può funzionare anche come miscelatore continuo. Il processo di miscelazione si basa sul flusso continuo della caldaia. Normalmente si dovrebbero utilizzare sistemi di dosaggio gravimetrici. A differenza delle bilance batch, tuttavia, sono relativamente costose. Anche se il miscelatore viene riempito in lotti, il materiale miscelato viene scaricato in modo continuo. Ciò è ampiamente indipendente dal numero di componenti, purché siano di dimensioni simili. Il mix è ancora più omogeneo

più piccoli sono i lotti riempiti
più costante è il loro peso
più i cicli temporali sono costanti
quanto più alto è il livello di riempimento
quanto più velocemente ruota l'utensile di miscelazione

Legare le polveri. Inumidire delicatamente i materiali sfusi. Distribuire quantità estremamente ridotte di liquido in grandi quantità di polvere.

La legatura della polvere mediante bagnatura può avvenire in modo delicato e accurato nei miscelatori amixon^®. Le emissioni di polvere possono essere evitate agglomerando le particelle fini di polvere o facendole aderire a particelle più grandi. Anche piccole quantità di un liquido adatto possono essere utili. Il prerequisito, tuttavia, è che il liquido sia distribuito uniformemente su tutta la superficie del materiale sfuso.

Gli ugelli a due sostanze sono chiamati anche ugelli atomizzatori. Possono nebulizzare in modo microfine i liquidi a bassa viscosità. Allo stesso tempo, creano una zona di fluidificazione nell'impasto.

Miscelatore ad anello amixon®: Questo tipo è prodotto molto raramente da amixon®. Lo sviluppo di base è stato elaborato circa venticinque anni fa per l'agglomerazione della fuliggine industriale. Il programma di produzione amixon® si concentra principalmente sui miscelatori con utensili di miscelazione montati verticalmente.

Questo piccolo dispositivo di dimensioni RMG 10 può essere utilizzato per granulare materiali misti in via sperimentale. Non tutte le polveri hanno buone proprietà di agglomerazione. Ecco perché le prove nel centro tecnico di amixon GmbH sono importanti.

Questi agglomerati si sono formati dalla polvere nel miscelatore ad anello amixon® in un processo continuo.

Granulazione ad accumulo o agglomerazione ad accumulo

In letteratura vengono utilizzati entrambi i termini e di solito hanno lo stesso significato. In ogni caso, il vocabolario "agglomerato" è corretto. Descrive l'allargamento dei grani attraverso l'adesione di molte piccole particelle. Un processo di granulazione avviene anche quando una massa solida (fiocchi, estrusi) viene frantumata in una struttura friabile.

Questo blog parla anche di una forma più aggressiva di agglomerazione. I cosiddetti granulatori con miscelazione ad anello possono gestire i processi di agglomerazione in modo particolarmente efficace ed economico. Questa macchina di miscelazione ad anello funziona in modo continuo. L'albero del miscelatore è dotato di numerosi perni. Ad alta frequenza di rotazione, la velocità circonferenziale è compresa tra 10 e 25 m/s. Di conseguenza, la polvere viene accelerata in un movimento rotatorio e preme contro la parete della camera di miscelazione. Nella polvere agiscono forze di taglio e di pressione 200 volte superiori alla forza gravitazionale. Le particelle si avvicinano a tal punto che le forze interparticellari diventano efficaci. Gli agglomerati si accumulano e crescono. Vengono scaricati sul lato opposto della camera di miscelazione. I meccanismi di legame possono essere migliorati mescolando piccole quantità di un legante liquido.

Bagnatura, compattazione, allargamento, arrotondamento e scarico delle particelle di polvere.

L'albero del mescolatore ruota ad alta velocità. La fresa agita la miscela. Quanto più velocemente ruota la fresa, tanto più velocemente ruota la miscela. Più la miscela ruota velocemente, più forti sono le forze centrifughe. La miscela viene lanciata contro la camera di miscelazione. Lì viene rallentato. La velocità periferica alla parete della miscela è pari a 0 m/s. Nella parte anteriore dei mandrini, invece, la velocità periferica è di 10-20 m/s. Lo spazio tra la camera di miscelazione e il mandrino è di circa 1,5 mm. In questo spazio di taglio, la miscelazione, l'umidificazione, il taglio, la compattazione, la deagglomerazione e l'agglomerazione avvengono con elevata intensità. Il granulatore a fessura anulare di amixon è in grado di agglomerare in modo molto efficace. Il risultato è un pellet uniformemente rotondo. Idealmente, il 100% delle particelle di polvere è legato.

I parametri importanti per una buona agglomerazione sono

dimensione delle particelle della polvere
velocità di rotazione
Numero di perni
Lunghezza della camera di processo
Tipo di liquido
Posizione dell'aggiunta di liquido
Pretrattamento e tipo di aggiunta di liquido
Temperatura della merce
Flusso di massa della polvere
Flusso di massa del liquido
Livello di riempimento del miscelatore ad anello
Tempo di sosta

Collaudo e pilotaggio

I sistemi di miscelazione sopra descritti possono essere testati presso il centro tecnico di amixon GmbH. Qui otteniamo interessanti informazioni insieme ai nostri clienti. amixon^® ha sempre a disposizione oltre 30 apparecchi di prova. In questo modo, possiamo mettere a disposizione dei nostri clienti quasi "l'intero mondo della miscelazione delle polveri” in un unico luogo. Una giornata presso il centro tecnico amixon^® sarà premiante per una proficua decisione di investimento. Un miscelatore di polveri ha solitamente una lunga durata. Spesso più di 20 anni, a volte anche 40 anni. Le domande importanti si ripetono molte volte al giorno nella vita quotidiana:

Conservazione delle strutture delle particelle: Quanto è efficiente la miscelazione?
Flessibilità: Quanto possono variare i livelli di riempimento?
Efficienza: Come funziona l'autopulizia e lo svuotamento dei residui?
Sicurezza della produzione: È sufficiente un rapido controllo del mixer?
Accettazione ed ergonomia: Quanto velocemente si possono aprire e chiudere le aperture di ispezione? Sono porte di ispezionesono permanentemente a tenuta?
Esclusione della contaminazione: Quanto tempo ci vuole per il lavaggio a secco?
Padronanza della microbiologia: Quanto tempo richiede la pulizia e l'asciugatura a umido?
molte altre domande .....

Prevediamo ottimi risultati con un'alta probabilità e un elevato guadagno di conoscenza.

Nel corso di una giornata di sperimentazione nel centro tecnico, vengono scambiate molte idee. Anche fenomeni apparentemente minori possono avere un impatto notevole.

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