La valutazione della qualità del mixer (miscelatore) si basa su diverse grandezze fisiche:
A. Uniformità della miscelazione: analizzare la quantità fisica della qualità del materiale e ottenerla attraverso la teoria della probabilità. L'uniformità di miscelazione è determinata dal tipo di miscelatore.
B. Angolo morto: si riferisce al fenomeno fisico per cui il materiale non può partecipare alla miscelazione nel contenitore di miscelazione. La percentuale di angolo morto è una grandezza fisica per valutare la qualità del mixer.
C. Tempo di miscelazione: grandezza fisica per valutare la velocità di miscelazione, che si riferisce al tempo che intercorre dall'inizio della miscelazione di diversi materiali al momento in cui la miscelazione raggiunge l'uniformità richiesta. Il tempo di miscelazione è determinato dal tipo e dal modello del mixer.
Principi di base della selezione del mixer (mixer):
Quando si seleziona un miscelatore, è necessario innanzitutto comprendere la posizione dell'operazione di miscelazione nell'intero processo di produzione, lo scopo della miscelazione, il grado di miscelazione richiesto, le proprietà fisiche e la capacità di lavorazione di polvere e granuli e altre condizioni di lavoro corrispondenti.
Queste condizioni di lavoro includono principalmente:
1. Funzionamento intermittente o continuo
2. Se il materiale è sensibile al taglio
3. Se è corrosivo o richiede materiali strutturali speciali
4. Se consentire la riduzione della dimensione delle particelle
5. Rimozione o aggiunta di calore
6. Requisiti ambientali
7. Requisiti di manutenzione e pulizia del mixer, ecc.
Allo stesso tempo è necessario selezionare la tipologia di mixer adeguata in base alle caratteristiche del mixer stesso.
In generale, la selezione può essere effettuata secondo i seguenti tre principi fondamentali:
Selezionare in base ai requisiti del processo di miscelazione.
Selezione in base ai requisiti qualitativi della miscela.
Secondo la selezione dei costi del processo misto.
1. Selezione in base ai requisiti del processo di miscelazione:
Quando si seleziona un mixer, è raro determinare il tipo di mixer esclusivamente sulla base della qualità della miscela ottenuta in una serie di esperimenti indipendenti. Di solito, la qualità della miscela e la compatibilità dei diversi tipi di miscelatori con il processo vengono considerate insieme e le apparecchiature di miscelazione incompatibili vengono eliminate per prime nella selezione iniziale. Queste compatibilità si riferiscono principalmente a quanto segue:
purezza del prodotto
In molti processi industriali, la purezza del prodotto è più importante, per evitare la contaminazione tra le operazioni batch, l'attrezzatura di miscelazione deve essere pulita accuratamente dopo ogni utilizzo. Per adattarsi a questa condizione, la forma interna del miscelatore deve essere liscia, la superficie interna deve essere lucidata con elevata precisione e deve essere facile da pulire. Per evitare possibili contaminazioni dell'olio lubrificante, i cuscinetti e le guarnizioni non devono entrare in contatto diretto o appoggiarsi sulla miscela. I miscelatori a tamburo rotante, ovvero i comuni miscelatori a doppio cono, i miscelatori di tipo V-, ecc., possono soddisfare i requisiti di cui sopra, hanno una forma semplice e l'interno del miscelatore non ha alcun contatto con la parte rotante.
Le apparecchiature di miscelazione convettiva a bassa-velocità con un dispositivo a girante complesso non solo presentano problemi di pulizia, ma tutte le apparecchiature di miscelazione convettiva hanno anche la possibilità di contatto tra la miscela e la superficie di lubrificazione, come miscelatori a nastro orizzontale, miscelatori conici, ecc. Inoltre, molti miscelatori non sono adatti per ambienti di lavorazione in cui le specifiche del prodotto cambiano frequentemente e richiedono una pulizia approfondita.
Contenimento del miscelatore
Quando si seleziona un miscelatore, oltre a fornire prodotti di elevata-purezza, è necessario considerare anche i problemi ambientali come la fuoriuscita di polvere e l'inquinamento ambientale. Da un punto di vista economico, sanitario e di sicurezza, la fuoriuscita di polvere dovrebbe essere ridotta al minimo e tutte le polveri dovrebbero essere sigillate in un contenitore di miscelazione chiuso per il funzionamento. Tuttavia, durante le operazioni di alimentazione e scarico, il contenitore chiuso deve essere aperto. In questo momento, parte della polvere sottile traboccherà e si disperderà nell'aria circostante e dovrebbero essere adottate misure corrispondenti per ridurre al minimo l'inquinamento.
polverizzazione
A volte, il processo di miscelazione dovrebbe evitare o favorire la riduzione della dimensione delle particelle, cioè l'effetto di frantumazione del miscelatore. In circostanze normali, il funzionamento "delicato" del mixer e del mixer a convezione a bassa-velocità non causerà una polverizzazione evidente; ma l'attrezzatura di miscelazione con girante ad alta-velocità che colpisce le particelle o l'attrezzatura di miscelazione con forte effetto di taglio ha una forte polverizzazione. effetto. Pertanto, se l'effetto di frantumazione del miscelatore deve essere ridotto, è necessario evitare l'uso di miscelatori con girante ad alta velocità e apparecchiature di miscelazione con un piccolo spazio tra la girante e la parete interna del miscelatore.
problema dell’aumento della temperatura
I miscelatori polverizzatori con un grande apporto di energia possono produrre un aumento oggettivo della temperatura nella miscela. Se il preriscaldamento della miscela nel miscelatore provoca decomposizione, questo tipo di attrezzatura di miscelazione non deve essere utilizzata. Tra questi, in singoli casi, l'aumento di temperatura formato dal miscelatore della girante ad alta-velocità può essere utilizzato per portare un determinato componente della miscela ad avvicinarsi al punto di fusione e garantire il legame fisico dei componenti della miscela.
problema di usura
Per le particelle con elevate prestazioni di macinazione, il problema dell'usura del miscelatore è più importante della macinazione delle particelle e anche il contatto con le ceneri volanti di tali miscele può causare danni ai cuscinetti. A questo proposito, l'attrezzatura di miscelazione a tamburo rotante è vantaggiosa perché la miscela non entra in contatto con superfici lubrificate e la parete semplice del tamburo può essere protetta con un rivestimento di rivestimento resistente all'usura.
Polvere bagnata mista
Per la miscelazione della polvere umida è possibile utilizzare apparecchiature di miscelazione a convezione che non si basano sulla circolazione naturale, ovvero apparecchiature di miscelazione a convezione forzata. Se l'umidità aumenta nel miscelatore a tamburo rotante, per evitare l'agglomerazione e l'agglomerazione di una grande quantità di materiali, è possibile installare una girante di agitazione nel miscelatore.
funzionamento continuo
Durante l'operazione di miscelazione continua, le specifiche della miscela non cambieranno frequentemente e la funzione di pulizia del mixer non è molto importante. La chiave è l'orario di lavoro, con funzioni di carica e scarica continue.
Inoltre, anche gli standard di progettazione delle apparecchiature di miscelazione continua sono molto diversi da quelli delle apparecchiature di miscelazione discontinua. Le manifestazioni principali sono: nel caso della selezione di diversi tipi di sistemi di controllo dell'alimentazione, i miscelatori continui a volte si aspettano che si verifichi una grande quantità di retromiscelazione all'interno del miscelatore.
2. Selezione in base ai requisiti di qualità della miscela:
La qualità di miscelazione della miscela e l'efficienza del mixer si completano a vicenda. Solo con la qualità di miscelazione della miscela è possibile raggiungere l'efficienza dell'attrezzatura di miscelazione. Un punto di riferimento ragionevole per confrontare l'efficienza del miscelatore è la qualità della miscela equilibrata. Il tempo richiesto dai diversi miscelatori per raggiungere questa condizione di equilibrio varia notevolmente e una miscela standard può essere utilizzata per valutare in modo completo la sua efficienza confrontando le prestazioni di ciascun miscelatore.
L'apparecchiatura di miscelazione con miscelazione per diffusione o miscelazione per taglio come meccanismo di miscelazione principale spesso ha una classificazione, mentre l'apparecchiatura di miscelazione con miscelazione convettiva come meccanismo di miscelazione principale è meno classificata. Un mixer che si basa sulla rotazione o sull'agitazione, come un guscio rotante o un mixer con agitazione verticale, può produrre un certo grado di classificazione, ma un mixer con una girante a pala come un mixer montato su nastro- può ridurre la tendenza alla classificazione.
Inoltre il grado di classificazione dipende anche dalle caratteristiche dei componenti. Quando il materiale aggiunto è troppo fine o umido per peggiorare la fluidità, la qualità della miscela prodotta dal miscelatore con strutture diverse non sarà molto diversa. In questo momento, la selezione della struttura sarà determinata principalmente in base ai requisiti di prezzo e di processo. Tuttavia, se il materiale ha una buona fluidità e un'ampia vagliatura, deve essere selezionato in un miscelatore che non presenti fenomeni di granulometria per ottenere un migliore effetto di miscelazione.
Quando si sceglie un miscelatore per polvere viscosa, è necessario considerare principalmente la velocità di miscelazione, che è più importante della qualità della miscela equilibrata. Va inoltre notato che la velocità di miscelazione dello stesso mixer in direzioni diverse può essere diversa. Ad esempio, la velocità di miscelazione del miscelatore a tamburo rotante è relativamente elevata in direzione radiale, mentre la velocità di miscelazione in direzione assiale è relativamente lenta. Tuttavia, per una miscela con buone proprietà di flusso, la velocità di miscelazione ha poco a che fare con il metodo di alimentazione iniziale a causa della forte mobilità di una singola particella.
Allo stesso tempo, quando si valuta la prestazione del mixer, non si può ignorare la caratteristica di funzionamento che il mixer deve essere completamente vuoto. Questo perché l'operazione di svuotamento è spesso finalizzata alla diffusione delle particelle verso il basso su superfici inclinate e spesso comporta il taglio del corpo principale della miscela. , e questi fattori favoriranno la classificazione, è possibile che la miscela originale di alta-qualità nel miscelatore venga distrutta dal processo di scarico.
Tre, in base alla selezione del costo del processo misto:
Se sono presenti due o più miscelatori in grado di soddisfare i requisiti del processo e garantire la qualità della miscela, la scelta del miscelatore dipenderà dal costo unitario dell'operazione di miscelazione. A questo punto è importante stimare in modo completo e corretto il costo della miscelazione. In genere, la miscelazione delle polveri rappresenta una piccola percentuale dei costi totali di produzione del prodotto e la miscelazione diventa un processo costoso solo quando i tempi di produzione sono lunghi a causa di prodotti-fuori-specifici.
Pertanto, la scelta di un'apparecchiatura di miscelazione che soddisfi le specifiche di qualità della miscela e sia ben coordinata con il processo complessivo è più importante di piccoli risparmi sui costi operativi.
Il costo del processo di miscelazione può essere scomposto in tre parti: A, ammortamento dell'investimento; B, consumo energetico; C, salario del lavoro.
Per il processo di miscelazione batch di materiali in polvere e granulari, la differenza tra il costo operativo unitario dell'utilizzo di un miscelatore a convezione e di un miscelatore a tamburo è molto piccola. Nel determinare il costo totale del processo di miscelazione, nella maggior parte dei casi, i costi della manodopera sono dominanti e le misure che possono ridurre il contenuto della manodopera possono ridurre i costi operativi unitari.
Una delle misure per ridurre il contenuto di manodopera è ridurre la frequenza operativa del ciclo di miscelazione, ovvero aumentare adeguatamente la capacità del basso flusso di processo, ovvero aumentare adeguatamente la capacità installata del miscelatore. Tuttavia, il risparmio di manodopera comporterà un aumento delle spese di ammortamento, pertanto è necessario ottimizzare il tempo di ciclo. Sono possibili progetti di capacità superiore-appropriati, ad esempio per mixer con velocità di miscelazione inferiore.
La seconda misura per ridurre il contenuto di manodopera consiste nell'utilizzare operazioni di miscelazione continua. In questo caso, il consumo di manodopera è basso e il ruolo principale del miscelatore è quello di fungere da recipiente tampone per attenuare le fluttuazioni nella velocità di alimentazione degli ingredienti. E l'operazione di miscelazione continua non aumenterà le spese di ammortamento riducendo al contempo il costo della manodopera. Va sottolineato, tuttavia, che quando l’attenzione è rivolta al controllo del flusso di particelle dal sistema di stoccaggio alle apparecchiature, il costo delle apparecchiature ausiliarie aumenterà.
