При масштабировании ринг-слой-грануляторов на производственный масштаб нужно переносить прежде всего геометрию, степень наполнения, скорость инструмента, подачу связующего, время грануляции и внесение энергии. Цель состоит в том, чтобы воспроизводимо сохранять размер гранул, прочность, распределение влаги и однородность в большом масштабе.

1. Геометрическое подобие

Геометрия ёмкости и инструмента должна по возможности оставаться сопоставимой. Столь же важны зазоры до стенки, встроенные элементы, положения форсунок и эффективная рабочая зона гранулятора, поскольку они напрямую влияют на формирование кольцевого слоя.

Уже небольшие геометрические отклонения могут заметно изменить поведение течения и смачивания.

2. Кинематическое масштабирование

Для RMG в качестве центральной величины масштабирования часто используется окружная скорость или скорость кончика инструмента. Она чаще всего более информативна, чем простое указание частоты вращения, поскольку лучше описывает механическую нагрузку на слой порошка.

Число Фруда также часто используется как ориентир, поскольку отражает соотношение центробежных и гравитационных сил. На практике, однако, чаще применяется не один показатель, а подобранный под продукт пакет масштабирования.

Число Фруда относится при этом к вращающимся гравитационным, барабанным и метательным смесителям, а также к системам с горизонтально установленной мешалкой. Для вертикальных смесителей с принудительным перемешиванием оно не является ни критерием расчёта, ни критерием масштабирования. Определяющим там является то, чтобы принцип смешивания оставался одинаковым для всех типоразмеров и чтобы перемешивание охватывало всё смесительное пространство независимо от степени наполнения; переносимость подтверждается в испытательном центре с оригинальным продуктом.

3. Удельное внесение энергии и конечная точка

Процесс грануляции сильно зависит от удельного внесения энергии и от конечной точки процесса. Слишком мало энергии ведёт к слабым, мелкозернистым гранулам, слишком много энергии — к перерослому зерну, нежелательному уплотнению и повышенному истиранию. Поэтому конечную точку следует определять не по фиксированному времени, а по измеримому критерию.

4. Подача жидкости и смачивание

Скорость подачи связующего или распыления при масштабировании нужно адаптировать пропорционально и воспроизводимо. Столь же важны размер капель, расположение форсунок, картина распыления и место ввода, поскольку они влияют на локальное переувлажнение и тем самым на образование комков.

У более крупных установок часто необходимы несколько форсунок или адаптированные геометрии распыления, чтобы обеспечить равномерное распределение.

5. Время пребывания и степень наполнения

Степень наполнения и производительность нужно выбирать так, чтобы кольцевой слой оставался стабильным, а грануляция протекала равномерно. При непрерывных установках особенно важно распределение времени пребывания, поскольку оно напрямую влияет на качество гранул.

Схожий диапазон степени наполнения между установкой испытательного центра и производственной установкой поэтому, как правило, целесообразен.

6. Термическое поведение

В производственном масштабе отвод тепла часто ухудшается, поскольку соотношение поверхности к объёму снижается. Благодаря этому температура продукта, поведение связующего и сушка могут изменяться сильнее, чем в испытательном центре.

Контроль температуры и при необходимости охлаждение или адаптированное время процесса поэтому являются частью надёжного масштабирования.

7. Механическая нагрузка и износ

С увеличением размера растут крутящий момент, нагрузка на подшипники и требования к износостойкости. Поэтому инструменты, уплотнения и стенки должны быть рассчитаны на более высокую нагрузку.

При абразивных составах особенно важны износостойкие поверхности и хорошо доступная конструкция.

8. Измерительная техника и PAT

Для надёжного переноса следует постоянно фиксировать крутящий момент, мощность, температуру продукта и влажность. Инструменты PAT и другие онлайн-измерительные системы могут помочь лучше контролировать ход грануляции и конечную точку.

Так масштабирование подтверждается не только расчётно, но и посредством технологического анализа процесса.

9. Очистка и безопасность

С увеличением масштаба растут требования к остаточному опорожнению, очищаемости, пыленепроницаемости и взрывозащите.

При пылящих продуктах необходимо заранее планировать заземление, инертизацию и подходящие концепции сброса давления.