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连续混合与批量混合

粉末混合和后续工艺(如润湿、解聚、团聚、加热、干燥、冷却、充气、粘合等)可以间断或连续进行。

然而,也存在排除标准。某些混合工艺只能使用两种混合方法之一。这篇博文讨论了两种混合方法的优缺点。

 

amixon® 混合机可用于间歇式混合工艺和连续式混合工艺。两种混合方法均能满足操作人员的要求:

  • 混合质量高且可重复性高
  • 更换配方时灵活性高
  • 混合过程稳定,即使散装物料的稠度波动,也能达到高混合质量
  • 良好的残余排空性能可防止污染
  • 良好的可接近性
  • 良好的清洁性可节省时间和成本
  • 满足最高卫生要求
  • 坚固耐用的机器结构可确保最低的维护成本和
  • 较长的使用寿命

一般分类

 

如果我们比较所有产业中连续运转的混合机与间歇运转的混合机数量,就会发现一个有趣的现象:间歇运转的混合机远多于连续运转的混合机。 全球不同类型的搅拌机也以批次式搅拌机为主。

一般而言,大规模产品的生产会以连续混合为优先。 但是,如果需要将许多组份混合在一起,则最好使用分批式混合器。 如果对混合品质的要求非常高,批次式混合机也是首选。

批次式搅拌机相对容易操作。 实际上,它提供了更大的灵活性。 这也是批次式混合系统更常见的另一个原因。

 

对比

 

在批量混合器中——左侧——工作方式是间歇性的。只有当各个成分都被加入后,混合工具才开始旋转。通过三维流动,混合器改变了所有颗粒之间的位置。状态从“未混合”变为“技术上理想的混合”。只有在此之后才进行排空。

在连续混合中——右侧——各个成分以正确的质量比例连续地被加入混合器。物料流在混合器中被均匀化,混合后的物料被连续排出。这里的浓度梯度较小,因为所谓的连续釜流已经产生了均匀的混合物基础。相对于已经均匀化的容器内容物,加入的物料流相对较小。平均停留时间可以是0.5到3分钟。

在此需要指出的是,连续粉末混合有两种类型:管流和釜流

连续混合器中的停留时间

 

混合料在连续混合器中的停留时间分布可以用高斯正态分布函数来描述。 当停留时间或多或少围绕平均值对称分布时,尤其是随机波动发挥作用时,通常会使用正态分布。

波动是所有可能误差的总和:配料波动、成分浓度差异、原料成分不均匀、强异质性(颗粒大小和密度差异很大)、取样误差、样品分析误差、测量误差、.....。

  • t:       描述粒子在混合器中停留时间的时间变数
  • μ:      平均值:混合料在连续混合机中的平均停留时间
  • σ:      标准偏差:停留时间分布宽度的量测。
  • σ2:     方差: 标准差的平方表示停留时间在平均值附近的分散程度。
  • e:      欧拉数
  • π:      循环编号 (约 3.14159)。
  • f(t):   给定停留时间 t 的概率密度

表达方式     说明接近平均值 μ 的值具有高概率,而远离平均值 μ 的值具有低概率。

标准化系数      确保曲线下的总面积符合值 1。 概率的总和正好是 100 %。

图中显示的是连续混合器中停留时间的范例。  红色虚线表示大部分混合颗粒的停留时间。

连续混合过程是有利的

 

  • 当需要定义的短暂停留时间时
  • 当需要在短时间内进行解聚时
  • 当混合物自发聚集时
  • 当添加液体引发自发化学反应时
  • 当混合结果由精确的机械能量输入决定时
  • 当发生放热反应并需要排出大量热量时
  • 当最终产品流动性差(例如高粘度的糊状物或乳霜)时
  • 当最终产品由少量成分组成时
  • 当配方标准化且成分质量有保障时
  • 当生产大量相同或相似的产品时,可能是三班制(散装货物如谷物磨坊中的主食,淀粉,饲料,化学原料,金属皂,洗衣粉,纤维素衍生物,半固体货物,塑料,建筑材料)
  • 当混合的货物无需中间储存直接包装时
  • 当......

连续混合和计量系统也可用于您的amixon®技术中心的混合试验。

批量混合操作是有利的

 

  • 如果涉及复杂的处理过程,例如多步骤混合过程,或在加压或真空条件下进行的混合过程
  • 如果在灌装前需要进行实验室分析
  • 如果质量保证要求批次控制
  • 如果每次操作后需要进行清洁
  • 如果涉及许多成分。这种情况出现在婴儿食品、膳食营养品、烘焙添加剂、调味品、稳定剂、即食食品、调味料等。
  • 如果是单件定制生产,每次都有不同的配方(膳食补充剂、肉类企业的调味品、食品工业的香料、即食餐、即饮饮料等)

amixon® 的 KoneSlid® 搅拌器是圆锥形搅拌器的进一步发展。 它的搅拌特别温和,搅拌时间极短。 搅拌工具的速度特别低。 自由流动的产品可在几秒钟内完全排空。

 

KoneSlid® 搅拌器。

amixon® 锥形搅拌器可批次或连续搅拌散装物料

 

如果锥形混合器安装在称重传感器上,它可以舒适地进行两种混合方法。连续混合的前提是连续工作的计量系统。

 

请阅读表格形式的摘要!

 

用于很难配料的散装固体

 

根据连续混合的类型,可以定义停留时间光谱。 具有较大停留时间范围的连续式混合器能够更好地补偿短暂的配料误差。

以经典形式持续混合的特殊功能 「管道流 」和经典的 「锅炉流」 在此 amixon® 部落格的其他地方有说明。

如果连续式搅拌器特别大,则可分小批量进行配料。 但是,批次大小和添加时间必须精确定义。

散装货物可以在Gyraton®混合机中很好地均质化

 

Gyraton® 搅拌机专为大规模粉末批次的精确均质而开发。 同一台搅拌机可同时搅拌小批量和大批量的粉末,并达到理想的精确度。 Gyraton®搅拌机与所有其他amixon®搅拌机同样适用:无论散装物料是干燥、潮湿或湿,流动性好或差,或是否异质,都无关紧要。 ....

  • 混合室采用节省空间的圆柱型设计。
  • 驱动马达非常小、
  • 驱动功率非常低。
  • 混合颗粒几乎不受力。
  • 在混合过程中,混合物不会加热。
  • 这使得操作非常经济。

Gyraton® 混合器适用于非连续式与连续式混合制程。 可提供测试混合器。

连续混合散装物料的最大挑战是什么?

 

当需要高混合品质时,粉末的精确质量流量至关重要。 所有混合成分必须同时以正确的比例进入混合器。 相较于液体,散装材料的配料要困难得多。 配料错误会损害混合品质。

然而,自从精确的粉末配料系统问世以来,连续运转的混合系统已经建立起来。 现代的散装固体定量供料系统可辨识微小的定量供料误差,并迅速加以纠正。 即使在很短的时间间隔内,质量流量也是精确的。

就混合品质而言,重力式配料装置较为可取。 它们也被称为失重式喂料器。 一般而言,散装材料的流动性越好,连续式定量供料系统的工作就越精确。

为了不影响称量信号,进料口和出料口使用可折叠的套管连接。 在配料箱内,旋转的挤压工具可确保粉末均匀松开。 这可为配料螺杆提供松软的产品。 这有利于控制行为。

配料装置的称量漏斗中的填充液位持续下降。 在所示的示例中,称重料斗以气动方式充填。 充填时间应尽量缩短。 在这段时间内,配料螺杆会在不受控的情况下以恒定速度运转。 在实践中,通常可以接受这样的 「盲相」。

这个重力式计量器(AZO品牌)已拆卸进行清洁。它安装在称重传感器上。

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