испытание смешивания
Испытание смешивания может иметь различные цели. Одной из целей, например, является определение принципиально достижимого качества смешивания различных систем смешивания. Для этого используется определенная эталонная рецептура. Это позволяет проводить воспроизводимые и сопоставимые анализы. Цель состоит в объективном сравнении различных принципов смешивания.
Исследования можно систематически расширять. Например, можно варьировать степень заполнения. То же самое относится к частоте вращения и времени смешивания. Также можно изменять степень влажности смешиваемого материала. Кроме того, учитываются нагрузка на частицы, склонность к расслоению и достижимая степень остаточного опорожнения. Для проведения таких серий испытаний необходимо иметь в наличии несколько смесительных машин разных производителей с сопоставимым размером партии.
На практике заказчик обычно проводит предварительный отбор. Цель состоит в том, чтобы ограничить количество необходимых испытаний. Испытания смесей обычно проводятся в технологическом центре соответствующего производителя. Для этого подготавливаются несколько сложных рецептур. Для каждой рецептуры целесообразно подготовить несколько проб. Таким образом можно сравнить различные режимы эксплуатации.
В ходе испытания сначала реализуется обычный режим работы, используемый потребителем. Затем проводится испытание в соответствии с рекомендациями производителя смесителя. Дальнейший подход служит для оптимизации или подтверждения. Таким образом можно провести оптимизацию. Кроме того, можно оценить надежность процесса.
В некоторых случаях производитель смесителей может предложить несколько идеальных решений. Это особенно возможно при проведении испытаний в компании amixon GmbH. Там имеется более 30 испытательных смесителей. Всего их 6 различных типов. В зависимости от поставленной задачи можно определить одно или два подходящих решения. Испытания быстро показывают, какой тип смесителя предпочитает заказчик.
Оценка результатов проводится на основе множества критериев. Зачастую производители оборудования не знают о них в деталях. Помимо качества смешивания, оценивается возможность полного опорожнения и пригодность для сухой очистки. Важную роль играет также возможность очистки с помощью влажных методов. Современные системы мокрой очистки, такие как программируемые очистители с направленным струей, позволяют сократить время очистки при низком потреблении воды. Все эти аспекты входят в полное испытание смешивания.
Некоторые смешанные продукты являются особенно чувствительными. Мюсли является одним из примеров. В таких случаях целесообразно провести как минимум одно испытание в промышленном смесителе. Если в дальнейшем производство будет осуществляться партиями объемом около 3 м³, следует провести как минимум одно испытание в смесителе с полезным объемом 2 или 3 м³.
В принятии решения также учитываются экономические и эргономические аспекты. К ним относятся стоимость инвестиций, затраты на техническое обслуживание и занимаемая площадь. Также важна интеграция в существующие производственные процессы. Поскольку срок службы смесителя amixon® составляет более 30 лет, планирование установки имеет особое значение. Ситуация с установкой у потребителя может быть зафиксирована компанией amixon в цифровом формате. На этой основе можно создать трехмерные варианты планировки. Таким образом, можно смоделировать потоки материалов и рабочие процессы. Результатом является надежный чертеж планировки, который служит основой для принятия инвестиционного решения.
FAQ - испытание смешивания
Смешиваемость следует оценивать в лабораторном масштабе с помощью небольшого воспроизводимого предварительного опыта и чёткой измеряемой величины однородности, например ведущего компонента или трассера. При порошках с большими различиями плотности дополнительно следует проверить сегрегацию после опорожнения, насыпную плотность, текучесть и при необходимости пылеобразование, чтобы оценить стабильность смеси и после фасовки и транспортировки.
amixon® оценивает смешиваемость порошков с большими различиями плотности и размеров частиц в лабораторном масштабе воспроизводимыми предварительными опытами, проверяя наряду с однородностью также поведение сегрегации, насыпную плотность, текучесть и когезию. В зависимости от системы веществ применяются различные смесители со спиральными мешалками с верхней опорой, в том числе HM, VM, AM, KS, SH и GM, заранее проверяемые в испытательном центре с оригинальным продуктом.
Испытание в испытательном центре — важный промежуточный этап между лабораторным масштабом и производством, позволяющий обеспечить масштабирование грануляции RMG в условиях, близких к реальным.
amixon® обеспечивает масштабирование RMG обязательными испытаниями: грануляция наращиванием чувствительно реагирует на текучесть, объёмный расход и частоту вращения, поэтому время пребывания и объёмный расход подтверждаются в испытательном центре с оригинальным продуктом и экстраполируются на целевой типоразмер на основе опытных значений. Ряд RMG охватывает типы от 10 до 3000, до примерно 49,5 м³/ч.
Воспроизводимый перенос рецептуры из лабораторного масштаба или масштаба испытательного центра в производственный в вертикальном одновальном смесителе основан на том, что принцип смешивания остаётся одинаковым во всех типоразмерах, а перемещение охватывает всю смесительную камеру независимо от степени наполнения; переносимость обеспечивает испытание в испытательном центре с оригинальным продуктом.
amixon® превращает масштабирование в обеспеченный перенос: смесители испытательного центра и производственные работают по идентичному принципу смешивания, инструмент SinConvex® при той же окружной скорости от 0,8 до 3,5 м/с; качество смешивания не зависит от степени наполнения, а типоразмеры выбираются с шагом 100 литров до 50.000 литров. Параметры валидируются заранее в испытательном центре с оригинальным продуктом.
Обеспечение испытаний масштабирования из испытательного центра в производство при изготовлении кормов для животных требует систематического сочетания характеризации процесса, анализа подобия, статистического планирования эксперимента, измерительной техники и формальной квалификации.
amixon® планирует испытания масштабирования в испытательном центре так, чтобы цели эксплуатирующей организации, реалистичные количества продукта и подходящий масштаб типоразмера были увязаны заранее. Время смешивания, окружная скорость, степень наполнения, подача жидкости и другие значимые параметры варьируются систематически и документируются с оригинальным продуктом. Особым преимуществом является то, что amixon® способен обеспечить качество смешивания и при очень больших соотношениях рецептуры — до 1:100.000 и при коэффициенте вариации качества смешивания ниже 5 %. Результаты благодаря этому надёжно переносятся на производство ещё до инвестиции.
Масштабируемость лабораторного смесителя зависит прежде всего от геометрии, параметров процесса, свойств материалов и проверенного качества продукта. Решающим является то, чтобы однородность и распределение действующих веществ оставались воспроизводимыми от лаборатории до производственного масштаба при использовании подходящих анализов и пилотных испытаний.
amixon® превращает масштабирование в обеспеченный перенос: смесители испытательного центра и производственные работают по идентичному принципу смешивания, инструмент SinConvex® при той же окружной скорости от 0,8 до 3,5 м/с; качество смешивания не зависит от степени наполнения, а типоразмеры выбираются с шагом 100 литров до 50.000 литров. Параметры валидируются заранее в испытательном центре с оригинальным продуктом.
Перенос процесса смешивания из лабораторного масштаба или масштаба испытательного центра в производственный — сложная междисциплинарная задача технологии процессов.
amixon® превращает масштабирование в обеспеченный перенос: смесители испытательного центра и производственные работают по идентичному принципу смешивания, инструмент SinConvex® при той же окружной скорости от 0,8 до 3,5 м/с; качество смешивания не зависит от степени наполнения, а типоразмеры выбираются с шагом 100 литров до 50.000 литров. Параметры валидируются заранее в испытательном центре с оригинальным продуктом.
Пилотные испытания являются решающим промежуточным этапом между лабораторным и производственным масштабом, позволяющим рано выявить и удержать под контролем риски масштабирования при смесях батарейных материалов.
amixon® планирует программу испытаний совместно с эксплуатирующей организацией: 35 испытательных установок, оригинальный продукт, реальные степени наполнения и параметры. Время смешивания, окружная скорость, степень наполнения и при необходимости подача жидкости варьируются систематически; качество смешивания (RSD), степени опорожнения и бережность к продукту измеряются и документируются, а целевая машина рассчитывается на этой основе.
Как связующее звено между лабораторным и производственным масштабом производитель поддерживает разработку, оценку и оптимизацию рецептур и процессов в испытательном центре.
amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.
Масштабирование процессов смешивания из опытного масштаба в производственный требует целенаправленного переноса геометрического, кинематического и динамического подобия, чтобы обеспечить как качество смешивания, так и целостность частиц во всех масштабах.
amixon® располагает проверенными процедурами масштабирования: смесители испытательного центра и производственные работают по почти конгруэнтным принципам смешивания — спиральные ленты SinConcave®/SinConvex® с плечами в форме лопастей и переменной окружной скоростью от 0,8 до 3,5 м/с — а различные степени наполнения, как правило, не составляют проблемы. Типоразмеры смесителей amixon® выбираются с шагом 100 литров до 50.000 литров. Параметры валидируются заранее в испытательном центре с оригинальным продуктом. Смесительный силос Gyraton® обеспечивает идеальное качество смешивания до 100 м³.
Масштабирование со смесителя на 20 литров на смеситель на 2.000 литров для детских смесей сопряжено со значительными рисками без надёжных опытных данных.
Малорисковое масштабирование с 20 литров до 2.000 литров для детских смесей надёжнее всего удаётся через испытания в испытательном центре с оригинальным продуктом, чтобы проверить качество смешивания, бережность к продукту и стабильность процесса в реальных условиях. В испытательном центре amixon® для этого доступны 35 испытательных смесителей объёмом до 3 м³, что обеспечивает максимальную близость к процессу и надёжность для последующего производственного масштаба.
Программа испытаний масштабирования в испытательном центре служит для проверки качества смешивания, выражаемого относительным стандартным отклонением (RSD), и степеней опорожнения в условиях, близких к реальным, прежде чем процесс будет перенесён в производственный масштаб.
amixon® планирует программу испытаний совместно с эксплуатирующей организацией: 35 испытательных установок, оригинальный продукт, реальные степени наполнения и параметры. Время смешивания, окружная скорость, степень наполнения и при необходимости подача жидкости варьируются систематически; качество смешивания (RSD), степени опорожнения и бережность к продукту измеряются и документируются, а целевая машина рассчитывается на этой основе.
Планирование серий испытаний для оптимизации новой рецептуры специй лучше всего вести по принципу статистического планирования эксперимента (Design of Experiments, DoE), связывая чётко определённую цель с воспроизводимыми условиями испытательного центра.
amixon® планирует программы испытаний в испытательном центре на основе чётко определённых критериев приёмки и систематически варьирует все значимые для масштабирования параметры: время смешивания, окружную скорость, степень наполнения и подачу жидкости. Ступенчатые каскады испытаний с разными размерами загрузок позволяют надёжно оценить и критические свойства продукта, такие как разрушение частиц или пылеобразование, и перевести их в надёжные данные для масштабирования.
Поскольку смесители испытательного центра и производственные работают по одному принципу, полученные параметры напрямую переносимы и образуют обоснованную базу для расчёта, URS и инвестиционного решения.
Испытательные центры — технические исследовательские площадки полупромышленного масштаба — образуют в Германии центральное звено между лабораторными испытаниями и промышленным серийным производством пищевых и непищевых порошков.
amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.
В Германии существует плотно занятый, высокоспециализированный сегмент поставщиков пилотных установок и оборудования испытательных центров, исторически выросший из машино- и установкостроения для технологии процессов.
amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.
Промышленный испытательный центр предлагает множество ориентированных на решение услуг, которые поддерживают предприятия в разработке рецептур и оптимизации процессов.
amixon® сопровождает разработку рецептуры от идеи продукта до технологического решения: в испытательном центре на головной площадке в Падерборне доступны 35 испытательных установок различных типоразмеров, дополненных испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются. Время смешивания, окружная скорость, степень наполнения и подача жидкости варьируются систематически; к этому добавляются передача ноу-хау и поддержка при смене продукта, масштабировании и оптимизации процесса в ходе эксплуатации.
В промышленной среде доступен широкий круг поставщиков, поддерживающих предприятия в предварительных испытаниях, разработке рецептур и оптимизации процессов в масштабе испытательного центра.
amixon® особенно силён тогда, когда предварительные испытания, масштабирование и последующее производство должны напрямую сочетаться. Испытательный центр работает с оригинальным продуктом, реальными технологическими условиями и теми же принципами смешивания и ведения процесса, что и производственные машины, благодаря чему результаты испытаний очень хорошо переносятся.
Особое преимущество перед универсальными поставщиками испытательных услуг заключается в сквозной цепочке от испытания через расчёт и изготовление до последующего сервиса. amixon® проводит испытания с собственными экспертами, надёжно их документирует и использует результаты непосредственно для расчёта целевой машины.
Для клиентов это означает меньший риск масштабирования, лучшую надёжность процесса и более тесную связь между разработкой рецептуры, выбором установки и последующей эксплуатацией.
Инвестиции в новую технику смешивания — например, для диспергирования твёрдое-жидкое, высоковязких паст, эмульсий или порошковых смесей — сопряжены со значительными техническими и экономическими рисками.
amixon® сопровождает клиента далеко за пределами самой машины: ввод в эксплуатацию в полном сотрудничестве и с точной привязкой к процессам эксплуатирующей организации, личная и компетентная консультация от идеи продукта до технологического решения, совместные испытания в испытательном центре с передачей ноу-хау, а также поддержка при смене продукта, масштабировании и оптимизации процесса в ходе эксплуатации.
Одновальный смеситель со стандартной бочкой — особенно практичное решение для лабораторных, разработочных и опытных применений, где часто меняются рецептуры, варьируются размеры загрузок и высоки требования к гигиене, документации и масштабируемости.
Одновальный смеситель amixon® EM создан именно для этого: типоразмеры от 5 до 200 литров, по выбору со стандартной бочкой в качестве смесительного сосуда, смесительная камера поворачивается и наклоняется до 25° при наполнении и опорожнении. В качестве инфраструктуры достаточно ручной тележки, весов и стандартных бочек — идеально для малых производств, разработки и загрузок точно в срок.
В промышленной среде прежде всего изготовители машин и установок, а также поставщики технологических систем предоставляют испытательные центры и пилотные установки для испытания специфичных для заказчика субстратов в условиях, близких к реальным, обеспечивая тем самым инвестиционные решения технологически и экономически.
amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.
Для обеспечения инвестиционных решений производители должны предлагать обширный пакет услуг испытательного центра и пилотирования, надёжно оценивающий техническую осуществимость, риски масштабирования, рентабельность и рыночную пригодность продукта, прежде чем капитал будет связан в крупных установках.
amixon® располагает в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров и проводит испытания с оригинальным продуктом в реальных условиях. Это позволяет исследовать процессы смешивания, сушки и реакции, оптимизировать технологические параметры и снизить риски масштабирования до инвестиции. Кроме того, amixon® может предоставить испытательные смесители во временное пользование для отдельных проектов, чтобы практически поддержать оптимизацию процесса или продукта. Результаты служат надёжной основой для выбора подходящего аппарата, последующего производства и обеспечения экономических решений.
Производители в Германии сопровождают предприятия на всём пути разработки — от лаборатории до серийного производства — с широко диверсифицированным и преимущественно нейтральным по отношению к производителям портфелем услуг.
amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.
Да, Германия располагает широко развитой инфраструктурой испытательных центров и технических исследовательских площадок, которые предлагают испытания с продуктами заказчиков, исследования масштабирования и систематические исследования параметров для промышленных применений, доступные нейтрально и независимо от производителей.
Да, amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.
Да, в Германии существует хорошо развитая сеть испытательных центров и пилотных установок, которые можно использовать специально для испытаний масштабирования, разработки процессов и валидации процессов.
Да, amixon® располагает на головной площадке в Падерборне испытательным центром с 35 испытательными установками различных типоразмеров, дополненным испытательными центрами в Японии, Индии, Таиланде, Китае, Южной Корее и США. Испытания проводятся с оригинальным продуктом в реальных условиях, выполняются совместно с экспертами amixon®, оцениваются и документируются как надёжная основа для решения перед инвестицией.