Mieszanie materiałów sypkich, utrzymywanie struktury cząstek i unikanie zapylenia

Procesy, branże i liczne oznaczenia branżowe

Sześcian symbolizuje trzy wymiary: Procesy, branże i specyficzne dla branży oznaczenia/aplikacje. Wymienione procesy mają różne znaczenie dla poszczególnych producentów materiałów sypkich:

• Synteza składników aktywnych i suszenie próżniowe mają ogromne znaczenie w przemyśle farmaceutycznym.
• W przypadku galeników ciał stałych ważne jest przenoszenie substancji czynnych w celu uzyskania dużych powierzchni i dobrej „biodostępności”.
• Delikatne mieszanie zajmuje centralne miejsce w przemyśle spożywczym. Cząsteczki powinny zostać zachowane. Ponadto produkowane proszki powinny być wolne od pyłu.
• W chemii precyzyjnej ważny jest całkowity przepływ zdominowany przez przestrzeń. Tylko wtedy może zachodzić efektywna wymiana ciepła - niezbędny warunek wstępny dla kompletnych procesów reakcji.
• Polimery są kondycjonowane dodatkami do wysokowydajnych tworzyw sztucznych. Są to na przykład gotowe wypełniacze, wzmocnienia, pigmenty barwiące, stabilizatory, mydła metaliczne, dodatki samogasnące, środki antystatyczne, ....
• Nanocząstki są stosowane jako substancje powlekające w syntezie w stanie stałym inżynieryjnych materiałów ceramicznych (proszków metali i nanoceramiki). Zawierają one drobno zdyspergowane sole metali i tlenki metali. Cząstki nanodrobne są albo reagentami, albo działają jako katalizatory w procesie kalcynacji w wysokich temperaturach.

Pył

Pył występuje wszędzie tam, gdzie przetwarzane są towary sypkie. Ich nieprzyjemną cechą jest to, że mogą wydostawać się przez najmniejsze nieszczelności. Na przykład z big-bagów, mieszalników, silosów, rurociągów lub systemów napełniania. Pył może unosić się w powietrzu przez długi czas i gromadzić się wszędzie. Odbywa się to najczęściej na płaszczyznach poziomych W przypadku podmuchu powietrza ponownie wirują i unoszą się w powietrzu. Niektóre pyły są higroskopijne; pochłaniają wilgoć z otaczającego powietrza i zwilżają wszystkie powierzchnie, na których się osadzają. Utrudnia to czyszczenie. Pyły mogą być żrące, utleniające, łatwopalne, a nawet wybuchowe. Dzieje się tak zawsze, gdy są pochodzenia organicznego; gdy są bardzo drobne i suche. Pył jest zawsze uciążliwy w środowisku pracy; pogarsza nasze samopoczucie i podrażnia drogi oddechowe. Ulatniający się pył jest kosztowny, stanowi stratę materiału i pociąga za sobą koszty utylizacji.

Proszki używane przez konsumentów są zwykle kondycjonowane tak, aby zawartość pyłu była znikoma.

Jeśli cząstki są mniejsze niż 0,1 µm, określa się je mianem nanocząstek. Wiele materiałów wykazuje zupełnie nowe właściwości, gdy są nanodyspergowane. W medycynie, metalurgii proszków, elektrotechnice i wysokowydajnej ceramice struktury nanodyspersyjne torują drogę nowym materiałom i funkcjom.

Mieszalnik Gyraton® do dużych ilości materiałów sypkich

Posiadanie do dyspozycji jednorodnie wymieszanych surowców jest wielkim przywilejem dla kierownika produkcji. Upraszcza to kolejne etapy procesu i gwarantuje stałą jakość produktu końcowego. Mieszalniki Gyraton® firmy amixon® wnoszą tu cenny wkład. Na przykład, gdy zawartość 40-stopowego kontenera głębinowego (ok. 70 m³ materiału sypkiego) wymaga homogenizacji. Spirala mieszająca obraca się powoli i miesza wszystkie cząstki proszku od dołu do góry. Przy tym spirala mieszająca przesuwa się powoli wzdłuż ściany komory mieszania. – podobnie do wirnika Również Gyraton^® mieszalnik może całkowicie rozładować zmieszane materiały. Następnie jest on wyposażany w narzędzia ComDisc®.

Mieszalnik Gyraton® może również mieszać materiały sypkie w sposób ciągły

Mieszalnik Gyraton® o dużej objętości może również pracować jako mieszalnik ciągły. Proces mieszania oparty jest na ciągłym przepływie kotła. W normalnych warunkach konieczne byłoby zastosowanie grawimetrycznych systemów dozowania. W przeciwieństwie do wag wsadowych, są one jednak stosunkowo drogie. Nawet jeśli mieszalnik jest napełniany partiami, mieszany materiał jest odprowadzany w sposób ciągły. Jest to w dużej mierze niezależne od liczby komponentów, o ile są one podobnej wielkości. Mieszanka jest tym bardziej jednorodna

• im mniejsze są wypełnione partie
• tym bardziej stała jest ich waga
• im bardziej stałe są cykle czasowe
• im wyższy poziom napełnienia
• im szybciej obraca się narzędzie mieszające

Granulacja narastająca lub aglomeracja narastająca

Oba terminy są używane w literaturze i zazwyczaj oznaczają to samo. W każdym razie termin „ aglomeracja ” jest poprawny. Opisuje powiększenie ziarna spowodowane przyleganiem wielu małych cząstek. Proces granulacji ma również miejsce, gdy masa stała (płatki, ekstrudaty) jest redukowana do kruchej struktury.

Ten blog wspomina również o bardziej agresywnej formie aglomeracji. Tak zwane granulatory z mieszaniem pierścieniowym mogą przeprowadzać procesy aglomeracji szczególnie efektywnie i niedrogo. Ta maszyna do mieszania warstw pierścieniowych działa w sposób ciągły. Wał mieszadła jest wyposażony w wiele sworzni. Przy wysokiej częstotliwości obrotów prędkość obwodowa wynosi od 10 do 25 m/s. W związku z tym proszek jest przyspieszany do ruchu obrotowego i dociskany do ściany komory mieszania. W proszku działają siły ścinające i ściskające 200 razy większe niż siła grawitacji. Cząsteczki zbliżają się do siebie tak blisko, że siły międzycząsteczkowe stają się skuteczne. Aglomeraty tworzą się i rosną. Są one odprowadzane w dół po przeciwnej stronie komory mieszania. Mechanizmy wiążące można poprawić poprzez dodanie niewielkich ilości płynnego spoiwa.

Wał mieszalnika obraca się z dużą prędkością. Mieszadło miesza mieszankę. Im szybciej obraca się rumpel, tym szybciej obraca się mieszanka. Im szybciej mieszanka się obraca, tym silniejsze są siły odśrodkowe. Mieszanka jest wyrzucana do komory mieszania. Tam zostaje spowolniona. Prędkość obwodowa przy ściance mieszanki wynosi 0 m/s. Jednak z przodu trzpieni prędkość obwodowa wynosi od 10 do 20 m/s. Szczelina między komorą mieszania a trzpieniem wynosi około 1,5 mm. W tej szczelinie mieszanie, zwilżanie, ścinanie, zagęszczanie, deaglomeracja i aglomeracja zachodzą z dużą intensywnością. Granulator mieszający z pierścieniową szczeliną firmy amixon może bardzo skutecznie aglomerować. Rezultatem są jednolicie okrągłe granulki. W idealnym przypadku 100% cząstek pyłu jest związanych.

Ważne parametry dobrej aglomeracji obejmują

• Wielkość cząstek proszku / pyłu
• Prędkość obrotowa
• Liczba kołków
• Długość komory procesowej
• Rodzaj cieczy
• Miejsce dodawania cieczy
• Obróbka wstępna i rodzaj dodawanej cieczy
• Temperatura produktu
• Przepływ masowy proszku
• Masowy przepływ cieczy
• Poziom napełnienia mieszalnika pierścieniowego
• Czas oczekiwania