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混合散装物料时应保持颗粒结构并避免扬尘。

散装物料均质化和粉尘结合

混合和润湿粉末的能力与人类文明一样古老。药剂师和染色师使用研钵和坩埚中的粉末颗粒来增大混合物颗粒的表面积。通过这种方式,人们同时完成了粉碎和散装物料的混合。从严格的科学角度来看,人们对粉末颗粒进行了进一步的改变。电子显微镜观察显示,粉末颗粒可以多样化和个性化地变化。结块的粉末解聚,干燥的颗粒被更细的部分润湿和包裹,分散的颗粒团聚,吸收剂可以使粉末脱水,在压力和摩擦下分散体可以结晶。

自然法则:粉尘颗粒越小,其比吸引力越大。随着颗粒直径的减小,比表面积呈对数增加。化学反应性也是如此。

构建颗粒化或构建团聚

在文献中,这两个术语都被使用,并且通常指的是相同的东西。在任何情况下,词汇“团聚”都是正确的。它描述了通过许多小颗粒的附着来增大颗粒的过程。当将一块固体(如片状物、挤出物)粉碎成松散结构时,也存在造粒过程。

 

在这篇文章中,还提到了一种更具侵略性的团聚形式。所谓的环层混合造粒机可以特别有效和经济地完成团聚过程。这种环层混合机是连续运行的。一个混合轴上装有许多销钉。在高转速下,周边速度为10到25米/秒。因此,粉末被加速到旋转运动,并压在混合室的墙壁上。粉末中产生的剪切力和压力是重力的200倍。颗粒彼此靠近,以至于粒间力开始起作用。团聚体逐渐形成并增长。它们从混合室的另一侧向下排出。如果加入少量液体粘合剂,可以改善粘合机制。

amixon®环层混合机源自我们大约25年前的基础开发,最初是为了工业炭黑的团聚工艺而设计。amixon®的生产重点主要放在了配备了垂直搅拌工具的混合机。

润湿粉末颗粒,并压实,增大,圆化,排出。

动态压实团聚

搅拌轴高速旋转,搅拌桨搅动混合物。搅拌桨转得越快,混合物旋转得越快,离心力就越强。混合物被抛向混合室后慢慢减速。在混合物壁上的周速为0 m/s。然而,在搅拌桨端面的周速为10到20 m/s。混合室和搅拌桨之间的间隙约为1.5 mm。在这个剪切间隙中,混合物被高强度地混合、润湿、剪切、压实、解聚和团聚。amixon®的环隙混合造粒机可以非常有效地进行团聚并形成均匀的圆形颗粒。在理想情况下,粉尘颗粒可以100%被捆绑。

  1. 润湿
  2. 分布液体
  3. 液桥绑定颗粒
  4. 团聚体像雪球一样滚动
  5. 环层的湍流运动伴随剪切和压实

 

实现良好团聚的关键因素包括:

  • 粉末/粉尘的粒径
  • 转速
  • 搅拌桨的数量
  • 过程室的长度
  • 液体的种类
  • 添加液体的位置
  • 添加液体的预处理和方式
  • 物料的温度
  • 粉末的质量流量
  • 液体的质量流量
  • 环层混合机的填充度
  • 停留时间

试验和试点

在amixon®的技术中心,您可以对上述混合系统进行测试。在这里,我们与客户一起探索并发现有价值的信息。amixon®提供超过30台测试设备,几乎能够满足客户对“粉末混合世界”的全部需求。在技术中心度过的一天,将有助于您做出盈利的投资决策。粉末混合机通常具有很长的使用寿命,一般超过20年,有时甚至可达40年。在实际操作中,一些关键问题会频繁出现:

  • 保持颗粒结构:混合效率如何?
  • 灵活性:填充率可以有多大变化?
  • 效率:自清洁和残留排空效果如何?
  • 生产安全性:只要看一下混合机就算检查好了?
  • 接受度和人体工程学:检查口的开启和关闭速度如何?
  • 检查门是否长期密封?
  • 防止污染:干燥清洁需要多长时间?
  • 微生物控制:湿清洁和干燥需要多长时间?
  • 许多其他问题......

我们可以预见非常好的结果和高水平的见解。

粉末

凡是处理粉状物品的地方,都会产生粉尘,因为这些物料容易通过微小的缝隙泄漏。例如,它们可能从大袋、混合设备、筒仓、管道或灌装机械中泄漏出来。这些粉尘能够在空气中长时间悬浮,并在不同地方积累。它们特别容易在水平面上沉积。在气流的作用下,它们会再次被扬起并悬浮在空气中。一些粉尘具有吸湿性;它们从周围空气中吸收水分,并润湿所有它们沉积的表面,从而增加了清洁的难度。

 

粉尘可能具有腐蚀性、氧化性、可燃性,甚至爆炸性。这种情况通常发生在它们是有机来源、非常细小且干燥的时候。在工作场所,粉尘总是令人讨厌的,它们影响舒适感并刺激呼吸道。泄漏的粉尘是昂贵的,它意味着材料的损失,并且会产生清洁和处理的费用。

供最终消费者使用的粉末通常经过处理,因此其粉尘含量可以忽略不计。

随着颗粒直径的减小,比表面积呈对数增加。化学反应性也是如此。当颗粒小于0.1微米时,被称为纳米颗粒。许多材料在纳米分散状态下会表现出全新的特性。在医学、粉末冶金、电工技术和高性能陶瓷中,纳米分散结构是新材料和新功能的开拓者。

抑制粉尘。轻柔地湿润散装物料。将极少量的液体分散到大量的粉末中。

 

在amixon®混合机中,粉尘控制可以通过温和而精确的润湿过程来实现。通过促使细小的粉尘颗粒聚集或附着在较大的颗粒上,可以有效减少粉尘的逸散。即使是少量的合适液体也能起到作用,但前提是液体必须均匀分布在整个散装物料的表面。

双流体喷嘴也被称为雾化喷嘴,可以将低粘度液体微细雾化。同时,它们在混合物中产生流化区,这有利于混合过程。

KoneSlid® 混合机可以轻柔加湿

防止散装物料中粉尘产生的关键在于避免颗粒磨损。这涉及到一个目标上的矛盾:一方面,混合过程需要实现最佳的均匀混合;另一方面,在颗粒相互运动时,应避免颗粒破碎、粉碎或变得过于圆润。只有在以最低能量输入实现理想混合效果的情况下,才能解决这一矛盾。amixon®公司的KoneSlid®混合机实现了极其温和的粉末混合方式,它特别适用于以下场合:

 

  • 许多喷雾干燥的凝聚体参与混合过程的地方。这些是用于膳食营养品如婴儿食品、速溶饮料、冰茶、卡布奇诺、药物活性成分、生物基质和酶的奶粉衍生物。
  • 香料、茶、麦片、脂肪粉、卵磷脂粉,……

KoneSlid®混合机在极短时间内实现理想的混合质量,卸料过程也在几秒钟内完成。

[Translate to 中文:] 高效粉末混合:极短的混合时间,最低的能耗,秒级的排空。

高效粉末混合:极短的混合时间内以最低的能耗瞬间排空。

amixon® 可根据需求生产多种规格的 Gyraton® 混合机(规格以 1000 升为单位递增)。

用于大量湿散装物料的Gyraton® 混合机

当一个生产经理能够使用均匀混合的原材料时,这是一个巨大的特权。这简化了后续的工艺步骤,并保证了最终产品的质量一致性。amixon®的Gyraton®混合机在这方面做出了宝贵的贡献。例如,当需要将一个40英尺海运集装箱(约70立方米散装物料)的内容物均匀混合时,混合螺旋缓慢旋转,将所有粉末颗粒从下到上混合。同时,混合螺旋缓慢沿着混合室壁滑动——类似于陀螺。配备了ComDisc®工具的Gyraton®混合机可以完全排出混合物料。

Gyraton®混合机的混合原理具有普遍适用性。组件可以是干燥的、潮湿的或湿润的。颗粒大小、堆积密度、流动特性、颗粒形状等可以有很大差异。Gyraton®可以达到最高的混合质量。混合时间是可调的:

  • 在非常低的驱动功率和低转速下时间较长
  • 在提高驱动功率下时间较短
Gyraton® 混合机的混合原理具有普遍适用性。

Gyraton®混合机也可以连续混合散装物料。

大容量的Gyraton®混合机也可以作为连续混合机工作。混合过程基于连续釜流,通常需要使用重力式计量系统。然而,与批量秤相比,这些系统相对昂贵。即使混合机的填充是按批次进行的,混合物也会连续排出。这在很大程度上与成分的数量无关,只要它们的尺寸相似,混合物就越均匀。

  • 填充的批次越小
  • 其重量越恒定
  • 时间间隔越恒定
  • 填充水平设置越高
  • 搅拌工具旋转越快

工艺、行业和众多行业的特定名称

立方体象征着粉末在混合机中如何变化。

三个维度代表1) 工艺,2) 行业和3) 行业内的特定术语。

不同的工艺对各个行业的重要性各不相同:

  • 在制药行业,活性成分的合成和真空干燥具有重要意义。
  • 在固体制剂中,研磨活性成分以获得大表面积和良好的“生物利用度”是很重要的。
  • 在食品工业中,温和混合是重点。颗粒应保持完整。此外,生产的粉末应无尘。
  • 在精细化工中,空间主导的全流动性很重要。只有这样才能实现高效的热传递,这是完成反应过程的基本条件。
  • 聚合物通过添加剂被调制成高性能塑料。例如,预处理的填料、增强材料、色素、稳定剂、金属皂、自熄添加剂、抗静电剂等。
  • 在工程陶瓷材料(粉末金属和纳米陶瓷)的固体合成中,纳米颗粒用作涂层物质。它们包裹细分散的金属盐和金属氧化物。纳米细颗粒在高温煅烧过程中要么作为反应物,要么作为催化剂。

 

“固体混合”、“粉末混合”或“散装物料混合”这些术语基本上只是多种粉末配方/固体精制类型的标题。只有当几乎每个批次的单个颗粒都经历了所需的物质转化时,精制过程才能成功。因此,必须对所有颗粒进行全面且无死角的捕捉和流动。

颗粒技术的现象是机械工艺工程的教学内容。这一科学学科属于工程科学。它在70年代由汉斯·伦普夫教授(卡尔斯鲁厄大学)奠基。他将物质处理的经验单个结果分解并研究其物理规律性。通过尺寸分析方法,他与他的科学家们开发了可靠的计算方法来描述复杂的粉碎或混合过程。

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