7 problemas comuns no processamento industrial de mistura de pós e como resolvê-los

A mistura de pós é um dos processos essenciais para garantir que as misturas certas sejam alcançadas para garantir a uniformidade. As matérias-primas secas são misturadas de forma a garantir uma distribuição igual da mistura. Este processo é essencial em indústrias como fabricação de produtos químicos, farmacêutica, processamento de alimentos, indústria metalúrgica e materiais de construção.

No entanto, a mistura de pós pode enfrentar várias dificuldades. Inconsistência de mistura, segregação de pó, aglomeração, contaminação e formação de pó podem diminuir a consistência do produto. Longos tempos de mistura podem ser um desperdício e afetar a capacidade de produção. Esses problemas podem resultar em taxas mais altas de resíduos e custos mais elevados.

Uma mistura industrial de pós eficaz requer consideração adequada de materiais, equipamentos, parâmetros operacionais e práticas de manuseio. O misturador industrial adequado para pós deve ser selecionado com base no tipo de material utilizado e no nível de produção.

Hoje, o objetivo de nossa equipe é fornecer informações sobre sete principais problemas de mistura de pós, causas e soluções para tais problemas. Depois de ler nosso blog, você poderá escolher as ferramentas de processamento industrial de mistura de pós da maneira certa.

Compreendendo o processo industrial de mistura de pós

A mistura de pós em um processo industrial envolve a mistura de pelo menos duas substâncias diferentes para garantir uma distribuição uniforme na mistura. A razão para isso é que os compradores gostariam de fabricar pós com certas propriedades químicas, físicas ou outras de acordo com sua fórmula.

Como funciona a mistura de pó?

Na mistura, as partículas viajam através de uma câmara de mistura onde são reorganizadas ao longo do lote. Vários misturadores aplicam vários tipos de movimento para obter este efeito.

●      Os misturadores rotativos giram um recipiente permitindo que os pós sejam levantados e abaixados.

● Nos misturadores de fita e de pás , as partículas viajam devido a mecanismos internos.

●      Os misturadores de convecção movimentam um maior número de partículas, enquanto misturadores de cisalhamento separam partículas ou aglomerados fracamente coesos.

O tipo ideal de mistura deve depender do material utilizado. Pós de fluxo livre podem ser misturados de forma eficiente usando mistura rotativa, enquanto outros materiais podem exigir outra técnica. Os fabricantes devem fornecer o nível necessário de mistura sem danificar compostos delicados.

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Fatores que afetam o desempenho da mistura de pó

Várias variáveis ​​de materiais e processamento afetam a mistura de pós na indústria.

1. Uma variável importante é o tamanho das partículas, uma vez que diferentes tamanhos de partículas podem ter diferentes características de movimento na máquina misturadora.

2. Outra variável que pode levar à separação dos materiais durante a mistura é a variação na densidade aparente dos materiais.

3. O nível de umidade no material afeta sua fluidez e a probabilidade de aderência de partículas. Os pós coesivos tendem a exigir mais processamento do que as partículas não coesivas.

4. O design do misturador, o nível de carga, a velocidade de rotação e o tempo de mistura também afetam o processo.

5. Outra variável que pode afetar a mistura do pó é a natureza eletrostática das partículas finas. O fabricante deverá avaliar estas variáveis ​​antes de estabelecer parâmetros de processamento.

Isto ajudará o operador a determinar a causa da má mistura, em vez de fazer ajustes sempre.

Abaixo estão sete problemas comuns no processamento industrial de mistura de pós, juntamente com soluções práticas para ajudar os fabricantes a melhorar o desempenho da mistura e obter resultados consistentes.

1. Mistura irregular de pó e baixa uniformidade de mistura

A mistura inconsistente ocorre quando os materiais em uma mistura não são distribuídos uniformemente dentro do lote. Algumas porções podem ter mais de um determinado material do que o necessário, e outras podem ser deficientes em um determinado material. A mistura inconsistente leva a inconsistências na produção de um produto.

Por exemplo, uma quantidade relativamente pequena de um material corante tem de ser distribuída uniformemente num lote enorme de pós. Inconsistências na distribuição resultarão em variações na coloração do produto final. Tais inconsistências podem acontecer em outros tipos de produtos que requerem mistura adequada.

Causas Comuns

● Grandes diferenças no tamanho das partículas ou na densidade aparente.

● Nível de enchimento do misturador incorreto.

● Tempo de mistura insuficiente ou velocidade inadequada.

● Alimentação ou distribuição inadequada de ingredientes.

● Design do misturador não adequado à formulação.

Como resolver a má uniformidade da mistura

Comece verificando as propriedades essenciais dos materiais, como tamanho das partículas, densidade, umidade e fluidez. Este procedimento pode ajudar a detectar materiais com tendência à mistura não uniforme. Em seguida, adicione os materiais no misturador de acordo com o regime de trabalho recomendado da máquina. Muito material pode limitar o movimento das partículas; muito pouco pode limitar a ação de mistura em alguns equipamentos.

Realize trabalho experimental para determinar um tempo e velocidade apropriados para mistura. Otimize a ordem de alimentação quando um dos materiais for adicionado em pequenas quantidades. Em alguns casos, a pré-mistura de um pequeno ingrediente com uma parte do pó primário pode ajudar.

Finalmente, verifique a uniformidade da mistura de pó por amostragem e análise. O procedimento de amostragem deve ser adequadamente planejado e realizado em zonas apropriadas do lote. Não se pode presumir que prolongar o tempo de mistura sempre resolve o problema da mistura desigual.

2. Segregação do pó durante e após a mistura

A segregação do pó é a separação das partículas do pó devido ao tamanho, densidade, formato ou características de fluxo. Pode ocorrer durante o processo de mistura, descarga, transporte ou armazenamento. Como tal, a mistura que é originalmente uniforme pode não ser uniforme quando passa para a próxima fase de processamento.

Por exemplo, as partículas pequenas e grandes podem segregar quando fluem para dentro da tremonha. As partículas pequenas passarão entre as partículas grandes, enquanto as partículas grandes e pesadas irão segregar em outros locais.

Causas Comuns

● Diferenças significativas no tamanho ou densidade das partículas.

● Vibração excessiva durante o transporte.

● Elevadas alturas de queda de material.

● Descarga e transferência descontroladas.

● Comportamento de fluxo diferente entre ingredientes.

Como prevenir a segregação de pó

Verifique o tamanho, densidade, forma e fluxo das partículas antes de misturar. Nos casos em que a especificação do produto permite, minimizar as variações nas propriedades físicas entre os ingredientes pode ser útil para evitar a separação. Evite vibrações desnecessárias e múltiplas operações de manuseio após a mistura.

Verifique o procedimento de alta com muito cuidado. Alturas de queda elevadas aumentarão a chance de separação de partículas e formação de poeira. Equipamentos e procedimentos de descarga adequados devem ser usados ​​para manter a mistura durante a transferência. O projeto da tremonha e o procedimento de descarga também devem se adequar às características de fluxo do pó.

Armazene o pó misturado em recipientes adequados sem manuseio adicional antes de embalar ou usar o produto. No caso de segregação contínua, a mistura pode ser analisada em vários locais de descarga para descobrir se o problema está no misturador ou no procedimento de manuseio.

3. Tempo de mistura excessivo e baixa eficiência de produção

Longos períodos de mistura limitam a eficiência da produção e podem levar a um maior consumo de energia. No caso em que o operador mistura os materiais por mais tempo do que o necessário, cada lote permanece mais tempo na máquina. Torna possível processar menos lotes em um turno.

A mistura excessiva não garante melhores resultados. Existem alguns casos em que os materiais em pó podem ficar segregados mesmo quando atingem a homogeneidade apropriada. O processamento mecânico excessivo também pode danificar partículas sensíveis.

Causas Comuns

● Utilizar o mesmo tempo de ciclo para diferentes formulações.

● Selecionar equipamento de mistura inadequado.

● Falha ao otimizar as configurações do processo.

● Carregar lotes além dos níveis operacionais adequados.

● Não medir a uniformidade da mistura durante os testes.

Como melhorar a eficiência da mistura

Determine o tempo de mistura adequado para cada fórmula por meio de testes. Colete amostras após determinados intervalos de tempo e veja se a mistura atende aos critérios de uniformidade especificados. Dessa forma, fica mais fácil reconhecer o ponto em que a mixagem adicional não ajuda mais.

Considere o tamanho do lote, o nível de enchimento, a velocidade de rotação e as técnicas de alimentação dos ingredientes. Verifique se o misturador é adequado ao material e ao rendimento desejado. Observe os tempos de ciclo e os resultados de vários lotes para garantir a consistência.

Por exemplo, o fabricante pode descobrir através de testes que o ciclo reduzido proporciona o mesmo grau de uniformidade que o atual. Como resultado, a diminuição do tempo de ciclo validado leva a uma maior capacidade de produção sem diminuir a qualidade do produto.

No entanto, qualquer alteração precisa ser testada antes de ser incorporada ao processo produtivo.

4. Aglomeração de pó e formação de grumos

A aglomeração de pó é o processo no qual as partículas de pó tendem a se agregar para formar aglomerados ou grumos. Isto pode dificultar a distribuição adequada dos componentes na mistura. A aglomeração também causa problemas de alimentação, dosagem e embalagem.

Um pó sensível à humidade é altamente propenso a tal aglomeração se o ambiente de armazenamento for desfavorável para o pó. O ambiente úmido provoca a formação de grumos antes mesmo de o pó ser alimentado no misturador.

Causas Comuns

● Umidade excessiva ou condições de armazenamento inadequadas.

● Partículas muito finas ou naturalmente coesivas.

● Atração eletrostática entre partículas.

● Má preparação do material.

● Equipamento de mistura não adequado ao pó.

Como reduzir a aglomeração de pó

Verifique os níveis de umidade conforme aplicável ao ingrediente. Armazene os ingredientes sensíveis à umidade em embalagens apropriadas e seladas de acordo com as recomendações do fornecedor. Se for necessária secagem ou condicionamento, use um método apropriado para o pó específico que está sendo usado.

A peneiração ou desaglomeração pode ser útil antes da mistura, mas não deve afetar negativamente o material ou alterar a fórmula. No que diz respeito aos pós sensíveis à eletricidade estática, verifique o aterramento e outros sistemas de controle estático.

É importante verificar se o misturador selecionado possui energia suficiente para distribuição sem danificar o ingrediente. As mudanças devem ser testadas em pequena escala antes de serem implementadas na produção em grande escala. A aglomeração não deve necessariamente ser considerada como um problema associado apenas ao misturador.

5. Contaminação cruzada entre diferentes lotes de pó

A contaminação cruzada resulta da presença do resíduo de um lote para outro. Os resíduos podem afetar a cor, a pureza, a composição e o desempenho do produto. Este aspecto é particularmente relevante na fabricação de medicamentos, alimentos, produtos químicos e materiais especiais, onde a contaminação pode ser muito prejudicial às especificações.

Por exemplo, resíduos de pigmentos deixados dentro da máquina misturadora após uma operação podem influenciar a cor do lote seguinte. Os resíduos podem acumular-se em áreas onde a inspeção não é facilmente possível.

Causas Comuns

● Resíduos dentro da câmara de mistura ou saída.

● Superfícies do equipamento que são difíceis de limpar.

● Procedimentos de limpeza inadequados.

● Mudanças de produção mal controladas.

● Equipamentos compartilhados usados ​​para materiais incompatíveis.

Como prevenir a contaminação cruzada

Estabeleça procedimentos de limpeza por escrito para indicar o que deve ser limpo e como isso será verificado. Escolha sistemas de mistura de pó cujas superfícies possam ser facilmente acessadas de acordo com os procedimentos de limpeza selecionados.

Examine as vedações, saídas, juntas e cantos internos após limpá-los. Aplique a validação de limpeza quando necessário com base nos regulamentos, na natureza do produto ou nos requisitos do cliente. Os procedimentos de limpeza devem corresponder aos equipamentos e materiais.

O planejamento do cronograma de produção poderia ser outra medida contra a contaminação. Seria aconselhável programar a produção de materiais compatíveis e lidar com trocas de produtos que tenham diferentes necessidades de limpeza. Quando ocorrer contaminação, determine a origem e reveja o procedimento de limpeza antes de retomar o processo de produção.

6. Geração de poeira e perda de material durante a mistura

As poeiras podem voar para o ar durante o carregamento, mistura, descarga e transferência dos materiais. Essa poeira pode sair das áreas de carga abertas, vedações inadequadas na tubulação ou movimento de material. Isso pode resultar em menor rendimento do produto, aumento do processo de limpeza e exposição do trabalhador à poeira.

No caso de determinados materiais, será o pó que representa perigo para a saúde, incêndio ou perigo de pó explosivo. O grau de perigo é diferente para vários materiais e condições de operação.

Causas Comuns

● Abrir pontos de carga e descarga.

● Alturas excessivas de queda de material.

● Taxas de alimentação ou transferência descontroladas.

● Extração inadequada de poeira.

● Vedações deficientes em torno das conexões do equipamento.

Como reduzir poeira e perda de material

Aplique sistemas fechados de carga, mistura e descarga sempre que apropriado. Sistemas de coleta de poeira bem projetados podem coletar poeira do ar próximo ao seu ponto de geração. Verifique periodicamente as vedações, tampas e conexões para minimizar perdas por vazamentos enquanto o sistema estiver em operação.

Avalie os sistemas de transferência e minimize as alturas de queda sempre que possível. Controle as taxas de alimentação para garantir que o maquinário seja capaz de gerenciar o material sem escapar poeira. O material coletado deve ser manuseado de acordo com padrões de qualidade e segurança, pois nem todo material coletado é apto para reaproveitamento.

Os fabricantes de equipamentos precisam avaliar o risco de exposição e os perigos de poeiras combustíveis para os materiais em questão. As salvaguardas apropriadas devem ser aplicadas de acordo com as diretrizes de segurança. Por exemplo, um sistema de transferência fechado minimizará as perdas de poeira no ar através de operações repetitivas de dosagem.

7. Selecionando o equipamento de mistura de pó errado

Um misturador de pó industrial inadequado pode resultar em baixa homogeneidade, tempo de ciclo prolongado, produtos danificados, equipamento difícil de limpar e maior custo de operação.

Uma máquina que funciona eficazmente numa situação pode não ser eficaz noutra. A seleção de uma máquina misturadora deve, portanto, começar primeiro com as propriedades do material.

Causas Comuns

● Escolha de equipamentos apenas por volume de lote.

● Ignorar tamanho, densidade e fluidez das partículas.

● Ignorar materiais frágeis ou abrasivos.

● Não avaliar os requisitos de limpeza.

● Ignorar a frequência de produção e as metas de rendimento.

Como escolher o equipamento de mistura de pó adequado

Identifique as características físicas de cada um dos ingredientes, incluindo fluidez, coesão, sensibilidade à umidade e abrasão. Identifique o tamanho do lote necessário, a taxa do lote e a consistência da mistura. Compare as diversas tecnologias de mistura apropriadas para a formulação do produto.

Compare as capacidades de carga, descarga, acessibilidade para limpeza, contenção de poeira, requisitos de manutenção e compatibilidade com o restante dos equipamentos de fabricação. Determine se o equipamento é capaz de lidar com o tamanho de lote necessário sem sacrificar o desempenho. Teste a capacidade com materiais representativos sempre que possível ou peça ao fabricante para testar seus materiais.

Revise os materiais com os quais o equipamento é construído, a capacidade de vedação, o mecanismo de acionamento e o suporte técnico disponível. O fornecedor do equipamento deve ser capaz de justificar a escolha da tecnologia recomendada para a aplicação, bem como as limitações operacionais. Isto minimiza a possibilidade de escolher equipamentos que atinjam a quantidade de saída desejada, mas não tenham um desempenho de mistura consistente.

Opções comuns de misturadores de pó

Não existe um misturador universal que funcione bem para todos os tipos de formulações.

● Misturadores V e de cone duplo adequados podem ser considerados para pós secos de fluxo livre.

● Os misturadores de fita podem ser usados ​​para diversas misturas industriais de pós e grânulos, enquanto os misturadores de pás oferecem um modo alternativo de mistura para determinadas aplicações.

Como otimizar o processo industrial de mistura de pós?

O problema pode ser evitado se os fabricantes estabelecerem um processo de mistura repetível para os pós. Tal processo também garante que qualquer alteração na qualidade e eficiência de fabricação possa ser facilmente detectada.

1. Caracterizar Matérias-Primas

É necessário realizar uma verificação do tamanho, densidade, umidade, fluidez e coesão das partículas antes do início do processo de fabricação. As diferenças em ingredientes significativos precisam ser observadas e avaliadas para preparação antes da fabricação.

2. Padronize os parâmetros operacionais

Estabeleça a carga adequada do misturador, o tempo de mistura, a velocidade de rotação e a sequência de adição de ingredientes para cada receita. Documente os parâmetros aceitos e instrua os operadores sobre seu uso. Não altere diversas variáveis ​​simultaneamente ao solucionar um problema, pois isso complica a análise.

3. Monitore a uniformidade da mistura

A amostragem deve ser feita utilizando um método de amostragem representativo, juntamente com técnicas de teste adequadas para verificar se a mistura está realmente dentro das especificações. É importante registrar os resultados de cada lote enquanto se investiga variações incomuns no processo.

4. Manter equipamentos e controlar a limpeza

Examine os componentes de mistura, vedações, sistemas de acionamento e sistemas de descarga com base em um cronograma de manutenção. Examine-os em busca de sinais de desgaste, acúmulo, vazamento ou problemas operacionais. Siga os procedimentos de limpeza adequados aos materiais utilizados e ao próprio maquinário.

5. Revise o desempenho do processo

O tempo de ciclo, o uso de energia, o desperdício de materiais, os lotes rejeitados e a eficácia da mistura devem ser monitorados. Isso permitiria aos fabricantes detectar possíveis problemas e melhorias. As alterações devem ser revistas através de métodos experimentais antes de se tornarem rotina.

Como escolher o misturador de pó industrial certo para sua aplicação?

A seleção do equipamento de mistura de pó adequado requer uma compreensão clara do material e do processo de produção.

Os compradores devem revisar estes fatores antes de investir:

●      Propriedades do material: Avalie tamanho, densidade, umidade, abrasividade e fluidez das partículas.

●      Capacidade de produção: Defina o volume do lote, a produção por hora e o cronograma operacional.

●      Desempenho de mistura: Estabeleça a uniformidade necessária e confirme se o mecanismo de mistura é adequado à formulação.

●      Construção do equipamento: Revise os materiais de contato do produto, vedação, facilidade de limpeza e acesso para inspeção.

●      Manuseio de materiais: Verifique o carregamento, descarga, controle de poeira e integração com equipamentos posteriores.

●      Custos operacionais: Considere o uso de energia, tempo de limpeza, manutenção e peças sobressalentes.

●      Suporte ao fornecedor: Análise de testes de aplicação, documentação técnica, comissionamento, treinamento e serviço pós-venda.

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Conclusão

Os sete problemas comuns no processo de mistura industrial de pós são mistura desigual, segregação de pó, tempo de mistura muito longo, aglomeração, contaminação, geração de poeira e escolha errada de equipamento. Cada uma dessas questões é capaz de impactar a qualidade do produto, a quantidade de produção, o rendimento do material e os custos de produção.

A mistura de pós deve ser realizada utilizando equipamento adequado, parâmetros de processo apropriados, procedimentos corretos de manuseio de materiais e medidas de controle de qualidade. Em vez de tentar resolver qualquer problema prolongando o tempo de mistura ou trocando o equipamento, o fabricante deve descobrir a origem de cada problema específico.

Uma avaliação adequada das propriedades do material, dos requisitos do lote, das necessidades de limpeza do equipamento e dos requisitos de produção deve ser realizada antes de escolher um novo processo de mistura ou modificar um existente.

A Hywell Machinery pode ajudar os fabricantes a avaliar equipamentos de mistura de pó adequados e testar seu desempenho para identificar uma solução eficiente para suas necessidades específicas de produção.