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1、混合及其機(jī)理
通過機(jī)械的或流體的方法,使兩種或兩種以上組分的物質(zhì)在宏觀上分布均勻的操作統(tǒng)稱為混合,簡(jiǎn)言之就是兩種以上的固態(tài)粉體物料在外力的作用下,其不均勻性降到最低的過程。
由于粉體均化目的不一樣,對(duì)均化的要求和評(píng)價(jià)方式也不完全一樣,均化的途徑也不一樣,但均化過程的基本原理是相同的,歸納起來有3種:(1)移動(dòng)混合:物料顆粒從一處移動(dòng)到另一處,類似于流體的對(duì)流;(2)擴(kuò)散混合:分離的粒子分散到不斷展現(xiàn)的粉面上,相互摻和、滲透而得到均勻的混合;(3)剪切混合:在物料團(tuán)堆內(nèi)部粒子之間的相對(duì)移動(dòng),使得物料中形成若干滑動(dòng)面,像薄層狀的流體一樣相互混合。
2、影響混合的因素
(1)顆粒性質(zhì)
顆粒性質(zhì)包括:粒子的粒度與粒度的分布,粒子的形狀、粗糙度,粒子的密度、松散體積密度、靜電荷、水分含量、脆碎性、休止角、流動(dòng)性、結(jié)團(tuán)性以及彈性等。例如:粒子的形狀影響粒子的流動(dòng)性,粒子的密度差異在混合中會(huì)發(fā)生密度偏析作用。
(2)混合工藝
運(yùn)轉(zhuǎn)條件包括:物料在容器內(nèi)的配比量的多少,占混合機(jī)體積的比率(裝料系數(shù)),混合時(shí)間,進(jìn)入混合機(jī)的方法、次序,以及攪拌部件和混合的旋轉(zhuǎn)速度等。其中,混合時(shí)間要根據(jù)混合設(shè)備的不同和混合物料的不同而改變。
(3)混合機(jī)性能和混合方式
混合機(jī)性能包括機(jī)身、攪拌部件的尺寸與形狀,進(jìn)料部位和結(jié)構(gòu)材料表面加工質(zhì)量以及卸料裝置的性能,其影響粒子在混合機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。二維、一維的混合均化方式為機(jī)械均化方式,有利于提高混合均勻度。
混合機(jī)
(圖片來源:愛立許集團(tuán)官網(wǎng))
3、混合機(jī)性能及工藝參數(shù)
(1)混合機(jī)性能
對(duì)于粉體物料的混合,混合機(jī)類型的選擇至關(guān)重要,因?yàn)榛旌闲Ч艽蟪潭壬先Q于混合機(jī)的性能。在設(shè)備選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①表面的磨損;旌掀鞯慕Y(jié)構(gòu)材料是至關(guān)重要的,表面拋光有助于避免磨損。如果發(fā)生磨損,則產(chǎn)品易被污染。②清理設(shè)備。這通常是批間操作所必需的。桶內(nèi)應(yīng)無死角、易出料、易清洗,否則易造成交叉污染。③防靜電功能。粉體產(chǎn)生靜電容易聚集,因此混合機(jī)設(shè)置防靜電功能是很有必要的。④啟動(dòng)和停止;旌蠙C(jī)的啟動(dòng)和停止方式會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
(2)混合機(jī)參數(shù)
混合機(jī)的工藝參數(shù)包括混合機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、混合機(jī)的填充率及混合時(shí)間等,均會(huì)對(duì)混合結(jié)果產(chǎn)生影響。
①混合機(jī)的轉(zhuǎn)速
混合機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)影響物料的混合狀態(tài),從而影響混合均勻度。若轉(zhuǎn)速較低,則很難混合均勻;若轉(zhuǎn)速太高,超過臨界值時(shí),物料做離心運(yùn)動(dòng),則不能達(dá)到混合目的。只有當(dāng)轉(zhuǎn)速適宜,物料做拋落運(yùn)動(dòng)時(shí),各組分能充分接觸,才能取得良好的混勻效果。
②混合機(jī)的填充率
混合機(jī)的填充率對(duì)混合效果影響很大,填充率過大時(shí),雖能提高產(chǎn)量,但此時(shí)料層增厚,混合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化,破壞了原來較為適宜的運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)混勻產(chǎn)生不良影響;填充率過小,生產(chǎn)率不能滿足生產(chǎn)需要。填充率的確定必須和轉(zhuǎn)速協(xié)同考慮,使兩者搭配合理,以獲得適宜物料運(yùn)動(dòng),才能提高混勻效果。
③混合的時(shí)間
若混合時(shí)間較短,則物料混合不充分,若混合時(shí)間過長(zhǎng),則容易出現(xiàn)分離現(xiàn)象,因此選擇合適的混合時(shí)間很重要。
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參考來源:
洪曉軒等.粉體混合評(píng)價(jià)技術(shù)的研究進(jìn)展
孫楠等.粉體混合原理及混合質(zhì)量分析
一張圖:粉體混合評(píng)價(jià)技術(shù).中國(guó)粉體網(wǎng)
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/文正)
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