规模扩大

定义

所谓“规模放大”，是指将实验室或中试规模下开发出的工艺转移到工业规模，且在此过程中不影响产品质量或可重复性。在混合技术领域，这意味着大批量生产中的混合质量、颗粒结构、残留水分和排料性能必须达到与试验运行相同的数值。

相似性原理

该转化基于相似性原理。几何相似性意味着混合室和混合工具的几何形状按相同比例放大。运动学相似性指流动模式具有可比性，而动力学相似性则涉及作用力之间的恒定比例关系。

对于采用水平布置混合工具的混合系统，以及自由落体式、滚筒式和离心式混合机，弗劳德数（即惯性力与重力之比）通常被保持恒定。具体来说，这意味着随着混合工具半径的增大，转速会降低，而周向速度则保持在可比范围内。

对于立式强制混合机，弗劳德数并非设计或规模放大的依据。关键在于，混合原理应不受设备尺寸影响而保持一致，且混合作用应覆盖整个混合腔，无论填充程度如何；其适用性将在技术测试中心使用原产品进行验证。

无法进行规模放大的因素

并非所有效应都能通过特征指数来表达。颗粒粉碎、磨损、粉尘产生、排料时的分层、瞬时性能的损失以及通过容器壁散发的热量，在大规模条件下表现不同，因为此时表面积与体积之比减小，而停留时间增加。这些效应只有在实验规模接近未来生产批次规模时才会显现。

操作流程

可靠的规模放大首先需从对原始产品的混合试验开始。在参数研究中，需系统性地调整混合时间、转速、填充度、添加点、组分的添加顺序以及液体添加剂的种类和用量。混合质量通过变异系数、排空度、颗粒完整性、能量输入和产品温度进行评估。

经验证的数值将被记录在案，并以配方表的形式整合到设备的控制系统中。只有通过这种文档记录，与工艺放大相关的风险才能被量化，投资决策才具有合理依据。

概念界定

“规模放大”不等同于产能提升。如果仅限于购置第二套同等规模的设备，工艺参数将保持不变。只有当批次规模增大，从而需要调整操作方式时，才称为“规模放大”。