バルク材料の混合、粒子構造の維持、粉塵の回避
バルク材料の均質化とダスト結合
粉体を混ぜて湿らせる能力は、人類の文明と同じくらい古い。製薬業者や着色業者は、乳鉢を使用し、混合粒子の表面積を増やすために、るつぼの中で粉砕した粉末粒子を使用した。このようにして、破砕とバルク材料の混合が同時に行われる。厳密な科学的見地からすれば、これ以上の変化はありえない。変化を加えることができる。電子顕微鏡で観察すると、粉末の粒子がいかに多様で個々に変化するかがわかる。塊状の粉体は凝集を解除し、乾燥した粒子は濡れ、より微細なフラクションで自身をコーティングし、分散した粒子は凝集し、吸収剤は粉体を除湿し、分散液は圧力と摩擦で結晶化する。
これらの現象は、機械プロセス工学で教えられている。この科学分野は工学の一部である。1970年代にハンス・ランプフ教授(カールスルーエ大学)によって設立された。彼は、ストック作成における個々の経験的知見を分析し、物理法則に基づいて検討した。寸法分析法を用いて、彼と彼の科学者たちは、複雑な粉砕や混合プロセスを記述するためのロバストな計算方法を開発した。
プロセス、産業、そして多くの産業特有の呼称
立方体は3次元を象徴している:プロセス、業界、業界固有の呼称/アプリケーション。列挙した工程は、それぞれのバルク商品メーカーにとって重要度が異なる:
- 有効成分の合成と真空乾燥は、製薬業界において非常に重要である。
- 固形ガレニックスでは、大きな表面積と良好な「バイオアベイラビリティ」を達成することを目的として、有効成分のトリチウム化が重要である。
- 食品業界では、穏やかなミキシングが中心となっている。粒子は保存されるべきである。さらに、製造されるパウダーは粉塵を含まないものでなければならない。
- ファインケミストリーでは、空間を支配するトータルフローが重要である。そうすることで初めて、効率的な熱伝達が可能になる。
- ポリマーを添加剤で調整し、高性能プラスチックを作る。例えば、充填剤、補強剤、着色顔料、安定剤、金属石鹸、自己消火性添加剤、帯電防止剤などである。
- ナノ粒子は、エンジニアリング・セラミックス材料(粉末金属およびナノセラミックス)の固体合成におけるコーティング物質として使用される。微細に分散した金属塩や金属酸化物を包んでいる。ナノ微粒子は、高温での焼成プロセスにおいて、反応物または触媒として作用する。
ソリッド・ブレンディング、パウダー・ブレンディング、バルク・ブレンディングという用語は、実際には、さまざまなタイプの粉体配合/固形分精製の見出しにすぎない。このような処理プロセスは、バッチ中のほとんどすべての粒子が望ましい物質変化を受けた場合にのみ成功する。この点で、すべての粒子の捕獲と流れは、空間を支配し、デッドスペースのないものでなければならない。
ダスト
粉塵は、粉体を加工するあらゆる場所で発生する。その不愉快な特徴は、わずかな水漏れでも漏れてしまうことだ。例えば、大袋、ミキサー、サイロ、パイプライン、充填システムなど。ホコリは長い間空気中に浮遊し、あらゆる場所に蓄積する。これは水平面で行うのが望ましい。隙間風が吹くと、再び渦を巻いて宙に浮く。一部の粉塵は吸湿性があり、周囲の空気から水分を吸収し、付着したすべての表面を濡らす。そのため、掃除が難しくなる。粉塵は、腐食性、酸化性、引火性、爆発性を持つこともある。これは有機物由来で、非常にきめ細かく乾燥している場合は常にそうである。粉塵は労働環境において常に厄介な存在であり、私たちの健康を損ない、呼吸器を刺激する。粉塵の流出は、原料の損失を意味し、廃棄コストがかかる。
消費者に消費されるパウダーは通常、粉塵含有量がごくわずかとなるように調整されている。
粒子 粒子0.1μmより小さい場合はナノ粒子と呼ばれる。多くの素材がまったく新しい特性を示す 特性を示す。を示す。医療、粉末冶金、電気工学、高性能セラミックスにおいて、ナノ分散構造は新しい材料や機能への道を開いている。
KoneSlid®ミキサー
粉塵の発生は、粒子の磨耗を防ぐことでバルク材料内で避けることができる。ここには目的の衝突の兆候がある:一方では、混合プロセスは理想的な均質性を達成すべきであり、他方では、粒子が相対運動しているときに壊れたり、つぶれたり、丸まったりしてはならない。この問題は、エネルギー消費を最小限に抑えながら、理想的な混合品質を達成することが可能でなければ解決できない。これ コネスリット®のミキサーは粉体の混合に最も優しい方法を実現します。それが望ましい方法だ:
- 多くの噴霧乾燥凝集体が混合工程に関与している場合。これらは、ベビーフード、インスタント飲料、アイスティー、カプチーノ、医療用活性成分、生物学的基質、酵素などの栄養補助食品用の粉乳誘導体である。
- スパイス、紅茶、ミューズリー、脂肪パウダー、レシチンパウダー、......。
KoneSlid®ミキサーは短時間で理想的な混合を実現します。空っぽになるのも数秒後だ。
大量のバルク材用ジャイラトンミキサー
均質に混合された原料を自由に使えるのは、生産管理者にとって大きな特権である。これにより、その後の工程が簡素化され、最終製品の一貫した品質が保証される。amxion®の Gyraton® ミキサーはここで貴重な貢献をしています。例えば、40フィートの深海コンテナの内容物(約70 m³のバルク材)を均質化する必要がある場合。ミキサー・スパイラルはゆっくりと回転し、すべての粉体粒子を下から上へ混合する。ミキサー・スパイラルはミキシング・チャンバーの壁に沿ってゆっくりと滑る。- ジャイロスコープに似ている。また ジャイラトン®ミキサーは混合された材料を完全に排出することができます。そしてComDisc® ツールを装備する。
ビルドアップ造粒またはビルドアップ凝集
どちらの用語も文献では使われており、通常は同じ意味である。いずれにせよ、"agglomeration"という言葉は正しい。多くの小粒子が付着することによって起こる粒の肥大化を表す。造粒プロセスもまた、固体の塊(フレーク、押出成形品)が砕けやすい構造にまで減少するときに発生する。
このブログでは、より積極的なアグロメレーションについても触れている。いわゆるリング層混合造粒機は、特に効果的かつ安価に凝集処理を行うことができる。この リングレイヤーミキシングマシンは連続運転されます。ミキサーシャフトには多くのピンがある。回転数が高い場合、周速は10~25m/sとなる。従って、粉体は回転運動に加速され、混合室の壁に押し付けられる。粉体には、重力の200倍のせん断力と圧縮力が作用する。粒子が非常に接近するため、粒子間力が有効になる。凝集体が蓄積し、成長する。これらはミキシングチャンバーの反対側で下方に排出される。少量の液体バインダーを加えることで、結合機構を改善することができる。
ミキサーシャフトは高速で回転する。ティラーがミックスを撹拌する。ティラーが高速回転すればするほど、ミックスも高速回転する。ミックスが速く回転し、より強力な遠心力。ミックスは、混合チャンバに対してスローされます。そこでそれは減速される。ミックス壁の周速度は0 m / sである。しかし、マンドレルの前面では、周速は10〜20m/sである。ミキシングチャンバーとマンドレルの間のギャップは約1.5mmである。この剪断隙間では、混合、湿潤、剪断、圧縮、脱凝集、凝集が高い強度で行われる。アミクソンのアニュラーギャップ混合造粒機は、非常に効果的に凝集させることができます。その結果、均一な丸いペレットが得られます。理想的には、ダスト粒子が100%結合されます。
良好な凝集のための重要なパラメーターは以下の通りです。
- 粉粒体の粒子径
- 回転速度
- ピンの数
- プロセスチャンバーの長さ
- 液体の種類
- 液体の添加位置
- 液体添加の前処理と種類
- 品物の温度
- 粉体の質量流量
- 液体の質量流量
- リングレイヤーミキサーの充填レベル
- 滞留時間
テストとパイロット
上記のミキシングシステムは、amixon GmbHのテクニカルセンターでテストすることができます。amixon®は30を超えるテスト装置を常備しています。これにより、私たちはほぼ「粉体の世界全体」をお客様に提供することができます。 粉体混合「をお客様に提供することができます。amixon®テクニカルセンターでの1日は、有益な投資判断のために報われることでしょう。パウダーミキサーは通常、耐用年数が長い。多くの場合、20年以上、時には40年に及ぶ。重要な質問は日常生活の中で一日に何度も繰り返される:
- 粒子構造の保存:ミキシングの効率は?
- 柔軟性:充填レベルはどの程度変わるのか?
- 効率が良い:セルフクリーニングと残菜除去はどの程度機能していますか?
- 生産の安全性:ミキサーをチェックするだけでいいのか?
- 受容性と人間工学:検査用開口部の開閉速度は?
- は 点検扉 恒久的に堅固か?
- 汚染の排除:ドライクリーニングにはどのくらい時間がかかりますか?
- 微生物学の習得:ウェット・クリーニングと乾燥にはどのくらい時間がかかりますか?
- さらに多くの質問がある......。
私たちは、非常に良い結果が出る可能性が高く、高い知識を得ることができると予測している。
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