7 bežných problémov pri spracovaní priemyselných práškových zmesí a ako ich vyriešiť

Miešanie prášku je jedným z procesov, ktoré sú nevyhnutné na zabezpečenie dosiahnutia správnych zmesí na zabezpečenie jednotnosti. Suché suroviny sa miešajú tak, aby sa zabezpečilo rovnomerné rozloženie zmesi. Tento proces je nevyhnutný v priemyselných odvetviach, ako je chemická výroba, farmaceutický priemysel, spracovanie potravín, hutnícky priemysel a stavebné materiály.

Miešanie prášku sa však môže stretnúť s rôznymi ťažkosťami. Nekonzistentnosť miešania, segregácia prášku, aglomerácia, kontaminácia a tvorba prachu môže znížiť konzistenciu produktu. Dlhé časy miešania môžu byť zbytočné a môžu ovplyvniť výrobnú kapacitu. Tieto problémy môžu viesť k vyššej miere odpadového materiálu a vyšším nákladom.

Účinné priemyselné miešanie práškov si vyžaduje riadne zváženie materiálov, vybavenia, prevádzkových parametrov a manipulačných postupov. Vhodný priemyselný mixér na prášky by sa mal vybrať na základe typu použitého materiálu a úrovne výroby.

Dnes je cieľom nášho tímu poskytnúť informácie o siedmich hlavných problémoch s miešaním prášku, príčinách a riešeniach takýchto problémov. Po prečítaní nášho blogu si budete môcť správne vybrať nástroje na spracovanie priemyselného miešania prášku.

Pochopenie procesu miešania priemyselných práškov

Miešanie prášku v priemyselnom procese zahŕňa zmiešanie aspoň dvoch rôznych látok, aby sa zabezpečila rovnomerná distribúcia v zmesi. Dôvodom je, že kupujúci by chceli vyrábať prášky s určitými chemickými, fyzikálnymi alebo inými vlastnosťami podľa ich vzorca.

Ako funguje miešanie prášku?

Pri miešaní častice prechádzajú cez miešaciu komoru, kde sa reorganizujú v celej dávke. Na dosiahnutie tohto efektu používajú rôzne mixéry rôzne typy pohybu.

●      Otočné mixéry otáčajú nádobou, čo umožňuje zdvíhanie a spúšťanie práškov.

● V pásových a lopatkových mixéroch sa častice pohybujú v dôsledku vnútorných mechanizmov.

●      Konvekčné mixéry presúvajú väčší počet častíc, zatiaľ čo šmykové miešačky oddeľuje častice alebo slabo súdržné zhluky.

Optimálny spôsob miešania by mal závisieť od použitého materiálu. Voľne tečúce prášky možno efektívne miešať pomocou miešania v bubne, zatiaľ čo iné materiály môžu vyžadovať inú techniku. Výrobcovia by mali poskytnúť potrebnú úroveň miešania bez poškodenia jemných zmesí.

Pracovné video IBC Bin Blender

Faktory, ktoré ovplyvňujú výkon miešania prášku

Rôzne premenné materiálu a spracovania ovplyvňujú miešanie práškov v priemysle.

1. Jednou dôležitou premennou je veľkosť častíc, pretože rôzne veľkosti častíc môžu mať rôzne charakteristiky pohybu v miešacom stroji.

2. Ďalšou premennou, ktorá môže viesť k oddeleniu materiálov počas miešania, je zmena sypnej hmotnosti materiálov.

3. Úroveň vlhkosti v materiáli ovplyvňuje jeho tekutosť a pravdepodobnosť prilepenia častíc. Kohézne prášky majú tendenciu vyžadovať viac spracovania ako nekohézne častice.

4. Konštrukcia mixéra, úroveň zaťaženia, rýchlosť otáčania a doba miešania tiež ovplyvňujú proces.

5. Ďalšou premennou, ktorá môže ovplyvniť miešanie prášku, je elektrostatická povaha jemných častíc. Výrobca by mal vyhodnotiť tieto premenné pred stanovením parametrov spracovania.

To pomôže operátorovi určiť príčinu zlého premiešania namiesto toho, aby zakaždým vykonával úpravy.

Nižšie je uvedených sedem bežných problémov pri spracovaní priemyselných práškových zmesí spolu s praktickými riešeniami, ktoré výrobcom pomôžu zlepšiť výkon miešania a dosiahnuť konzistentné výsledky.

1. Nerovnomerné miešanie prášku a zlá rovnomernosť zmesi

Nekonzistentné miešanie nastane, keď sa materiály v zmesi nerozložia rovnomerne v dávke. Niektoré časti môžu obsahovať viac určitého materiálu, ako je požadované, a iné môžu mať nedostatok určitého materiálu. Nekonzistentné miešanie vedie k nekonzistentnostiam vo výrobe produktu.

Napríklad relatívne malé množstvo farbiaceho materiálu sa musí rovnomerne distribuovať v obrovskej dávke práškov. Nejednotnosť v distribúcii bude mať za následok odchýlky vo sfarbení konečného produktu. Takéto nezrovnalosti sa môžu vyskytnúť pri iných typoch produktov, ktoré vyžadujú správne miešanie.

Časté príčiny

● Veľké rozdiely vo veľkosti častíc alebo objemovej hmotnosti.

● Nesprávna hladina naplnenia mixéra.

● Nedostatočný čas miešania alebo nevhodná rýchlosť.

● Zlé podávanie alebo distribúcia prísad.

● Dizajn mixéra, ktorý nevyhovuje formulácii.

Ako vyriešiť zlú rovnomernosť zmesi

Začnite kontrolou základných vlastností materiálov, ako je veľkosť častíc, hustota, vlhkosť a tekutosť. Tento postup môže pomôcť odhaliť materiály so sklonom k ​​nerovnomernému miešaniu. Potom pridajte suroviny do miešačky podľa odporúčaného pracovného režimu stroja. Príliš veľa materiálu môže obmedziť pohyb častíc; príliš málo môže obmedziť miešanie v niektorých zariadeniach.

Vykonajte experimentálnu prácu, aby ste určili vhodný čas a rýchlosť miešania. Optimalizujte poradie krmiva, keď sa jeden z materiálov pridáva v malom množstve. V niektorých prípadoch pomôže predbežné zmiešanie malej zložky s časťou primárneho prášku.

Nakoniec skontrolujte rovnomernosť práškovej zmesi odberom vzoriek a analýzou. Postup odberu vzoriek musí byť riadne naplánovaný a vykonaný z vhodných zón šarže. Nedá sa predpokladať, že predĺženie času miešania vždy vyrieši problém nerovnomerného miešania.

2. Segregácia prášku počas a po miešaní

Segregácia prášku je oddelenie častíc prášku v dôsledku veľkosti, hustoty, tvaru alebo tokových charakteristík. Môže sa to vyskytnúť počas procesu miešania, vyprázdňovania, prepravy alebo skladovania. Ako taká, zmes, ktorá je pôvodne jednotná, nemusí byť jednotná, keď prechádza do ďalšieho štádia spracovania.

Napríklad malé a veľké častice by sa mohli oddeliť, keď prúdia do násypky. Malé častice budú prechádzať medzi veľkými časticami, zatiaľ čo veľké a ťažké častice sa budú segregovať na iných miestach.

Časté príčiny

● Výrazné rozdiely vo veľkosti častíc alebo hustote.

● Nadmerné vibrácie počas prepravy.

● Vysoká výška pádu materiálu.

● Nekontrolované vypúšťanie a prenos.

● Rozdielne tokové správanie medzi prísadami.

Ako zabrániť segregácii prášku

Pred mixovaním skontrolujte veľkosť častíc, hustotu, tvar a prietok. V prípadoch, keď to špecifikácia produktu umožňuje, minimalizácia odchýlok vo fyzikálnych vlastnostiach medzi zložkami môže pomôcť vyhnúť sa separácii. Vyhnite sa zbytočným vibráciám a viacnásobnej manipulácii po zmiešaní.

Veľmi starostlivo skontrolujte postup vypúšťania. Vysoké výšky pádu zvýšia možnosť oddeľovania častíc a tvorby prachu. Na udržiavanie zmesi pri jej premiestňovaní sa musia použiť vhodné vypúšťacie zariadenia a postupy. Konštrukcia násypky a postup vypúšťania by mali vyhovovať aj prietokovým charakteristikám prášku.

Pred balením alebo použitím produktu skladujte zmiešaný prášok vo vhodných nádobách bez ďalšej manipulácie. V prípade kontinuálnej segregácie je možné zmes analyzovať na rôznych miestach vypúšťania, aby sa zistilo, či problém spočíva v miešačke alebo v postupe manipulácie.

3. Príliš dlhý čas miešania a nízka efektivita výroby

Dlhé doby miešania obmedzujú efektivitu výroby a môžu viesť k vyššej spotrebe energie. V prípade, že obsluha mieša materiály dlhšie ako je potrebné, každá dávka zostáva v stroji dlhšie. Umožňuje spracovať menej dávok za jednu zmenu.

Prílišné miešanie nezaručuje lepšie výsledky. Existujú prípady, keď sa práškové materiály môžu oddeliť, aj keď dosiahnu vhodnú homogenitu. Nadmerné mechanické spracovanie môže tiež poškodiť citlivé častice.

Časté príčiny

● Použitie rovnakého času cyklu pre rôzne formulácie.

● Výber nevhodného miešacieho zariadenia.

● Neschopnosť optimalizovať nastavenia procesu.

● Nakladanie dávok nad rámec vhodných prevádzkových úrovní.

● Počas pokusov sa nemeria rovnomernosť zmesi.

Ako zlepšiť účinnosť miešania

Testovaním stanovte správny čas miešania pre každú receptúru. Po určitých časových intervaloch odoberajte vzorky a skontrolujte, či zmes spĺňa špecifikované kritériá jednotnosti. Týmto spôsobom je ľahšie rozpoznať bod, kedy ďalšie miešanie už nepomáha.

Zvážte veľkosť dávky, úroveň plnenia, rýchlosť otáčania a techniky podávania prísad. Skontrolujte, či je mixér vhodný pre materiál a požadovaný výkon. Zaznamenajte si časy cyklov a výsledky z niekoľkých šarží, aby ste zabezpečili konzistenciu.

Výrobca môže napríklad testovaním zistiť, že skrátený cyklus poskytuje rovnaký stupeň rovnomernosti ako súčasný. Výsledkom je, že skrátenie doby overeného cyklu vedie k vyššej výrobnej kapacite bez zníženia kvality produktu.

Každú zmenu je však potrebné pred začlenením do výrobného procesu otestovať.

4. Aglomerácia prášku a tvorba hrudiek

Aglomerácia prášku je proces, pri ktorom častice prášku majú tendenciu zhlukovať sa a vytvárať zhluky alebo hrudky. To by mohlo brániť správnej distribúcii zložiek v zmesi. Hrudkovanie tiež spôsobuje problémy s kŕmením, dávkovaním a balením.

Prášok citlivý na vlhkosť je veľmi náchylný k takejto aglomerácii, ak je skladovacie prostredie pre prášok nepriaznivé. Vlhké prostredie spôsobuje tvorbu hrudiek ešte predtým, ako je prášok privádzaný do mixéra.

Časté príčiny

● Nadmerná vlhkosť alebo nevhodné podmienky skladovania.

● Veľmi jemné alebo prirodzene súdržné častice.

● Elektrostatická príťažlivosť medzi časticami.

● Zlá príprava materiálu.

● Miešacie zariadenie, ktoré nie je vhodné pre prášok.

Ako znížiť aglomeráciu prášku

Skontrolujte úroveň vlhkosti podľa potreby zložky. Ingrediencie citlivé na vlhkosť skladujte vo vhodných uzavretých obaloch podľa odporúčaní dodávateľa. Ak je potrebné sušenie alebo úprava, použite metódu vhodnú pre konkrétny použitý prášok.

Preosievanie alebo deaglomerácia môžu byť užitočné pred zmiešaním, ale nemali by negatívne ovplyvňovať materiál alebo meniť zloženie. Pokiaľ ide o prášky, ktoré sú citlivé na statickú elektrinu, skontrolujte uzemnenie a iné systémy kontroly statickej elektriny.

Dôležité je skontrolovať, či má vybraný mixér dostatok energie na distribúciu bez poškodenia ingrediencie. Zmeny sa musia pred implementáciou do veľkovýroby najskôr otestovať v malom meradle. Aglomerácia sa nemusí nevyhnutne považovať za problém spojený výlučne s miešačkou.

5. Krížová kontaminácia medzi rôznymi šaržami prášku

Krížová kontaminácia je výsledkom prítomnosti zvyškov z jednej šarže do druhej. Zvyšky môžu ovplyvniť farbu, čistotu, zloženie a výkon produktu. Tento aspekt je obzvlášť dôležitý pri výrobe liekov, potravín, chemikálií a špeciálnych materiálov, kde môže byť kontaminácia veľmi škodlivá pre špecifikácie.

Napríklad zvyšky pigmentov, ktoré zostanú vo vnútri miešacieho stroja po jednom chode, môžu ovplyvniť farbu ďalšej šarže. Zvyšky sa môžu hromadiť v oblastiach, kde kontrola nie je ľahko možná.

Časté príčiny

● Zvyšky vo vnútri zmiešavacej komory alebo výstupu.

● Povrchy zariadení, ktoré sa ťažko čistia.

● Neadekvátne postupy čistenia.

● Nedostatočne kontrolované zmeny výroby.

● Zdieľané zariadenie používané pre nekompatibilné materiály.

Ako zabrániť krížovej kontaminácii

Písomne ​​stanovte postupy čistenia a uveďte, čo sa má čistiť a ako sa to bude overovať. Vyberte si systémy na miešanie práškov, ktorých povrchy sú ľahko prístupné v súlade so zvolenými čistiacimi postupmi.

Po vyčistení skontrolujte tesnenia, vývody, spoje a vnútorné rohy. V prípade potreby použite validáciu čistenia na základe predpisov, povahy produktu alebo požiadaviek zákazníka. Postupy čistenia by mali zodpovedať zariadeniu a materiálom.

Ďalším opatrením proti kontaminácii môže byť plánovanie výrobného plánu. Bolo by vhodné naplánovať výrobu kompatibilných materiálov a zvládnuť prechody z produktov, ktoré majú odlišné potreby čistenia. Keď dôjde ku kontaminácii, určite zdroj a pred obnovením výrobného procesu zopakujte postup čistenia.

6. Tvorba prachu a strata materiálu počas miešania

Počas nakladania, miešania, vyprázdňovania a premiestňovania materiálov môže do vzduchu lietať prach. Takýto prach môže vychádzať z otvorených plniacich plôch, nedostatočných tesnení v potrubí alebo pohybu materiálu. Môže to mať za následok nižšiu výťažnosť produktu, zvýšený proces čistenia a vystavenie pracovníkov prachu.

V prípade určitých materiálov to bude prach, ktorý predstavuje nebezpečenstvo pre zdravie, požiar alebo nebezpečenstvo výbušného prachu. Stupeň nebezpečenstva je rôzny pre rôzne materiály a podmienky prevádzky.

Časté príčiny

● Otvorte miesta nabíjania a vybíjania.

● Nadmerná výška pádu materiálu.

● Nekontrolované rýchlosti podávania alebo prenosu.

● Nedostatočné odsávanie prachu.

● Slabé tesnenia okolo pripojení zariadenia.

Ako znížiť prašnosť a straty materiálu

Vždy, keď je to vhodné, použite uzavreté systémy nabíjania, miešania a vybíjania. Dobre navrhnuté systémy zberu prachu môžu zbierať prach zo vzduchu v blízkosti miesta jeho vzniku. Pravidelne kontrolujte tesnenia, kryty a pripojenia, aby ste minimalizovali straty netesnosťami, keď je systém v prevádzke.

Vyhodnoťte prepravné systémy a minimalizujte výšku pádu vždy, keď je to možné. Ovládajte rýchlosť podávania, aby ste zaistili, že stroj je schopný manipulovať s materiálom bez úniku prachu. So zozbieraným materiálom sa musí zaobchádzať podľa noriem kvality a bezpečnosti, pretože nie všetok zozbieraný materiál je vhodný na opätovné použitie.

Výrobcovia zariadení musia zhodnotiť riziko expozície a nebezpečenstvo horľavého prachu pre príslušné materiály. V súlade s bezpečnostnými pokynmi sa musia použiť vhodné bezpečnostné opatrenia. Napríklad uzavretý prepravný systém bude minimalizovať straty polietavého prachu prostredníctvom opakovaných dávkovacích operácií.

7. Výber nesprávneho zariadenia na miešanie prášku

Nevhodná priemyselná miešačka práškov môže mať za následok zlú homogenitu, predĺžený čas cyklu, poškodené produkty, ťažko čistiteľné zariadenia a vyššie prevádzkové náklady.

Stroj, ktorý funguje efektívne v jednej situácii, nemusí byť efektívny v inej. Výber miešacieho stroja preto musí začať najskôr vlastnosťami materiálu.

Časté príčiny

● Výber vybavenia len podľa objemu šarže.

● Ignorovanie veľkosti častíc, hustoty a tekutosti.

● Prehliadanie krehkých alebo abrazívnych materiálov.

● Neschopnosť posúdiť požiadavky na čistenie.

● Ignorovanie produkčnej frekvencie a cieľovej priepustnosti.

Ako si vybrať vhodné zariadenie na miešanie prášku

Identifikujte fyzikálne vlastnosti každej zo zložiek, vrátane tekutosti, súdržnosti, citlivosti na vlhkosť a oderu. Identifikujte požadovanú veľkosť dávky, rýchlosť dávky a konzistenciu zmesi. Porovnajte rôzne technológie miešania vhodné pre zloženie produktu.

Porovnajte možnosti nakladania, vykladania, dostupnosti pri čistení, zachytávania prachu, požiadaviek na údržbu a kompatibility so zvyškom výrobného zariadenia. Zistite, či je zariadenie schopné zvládnuť požadovanú veľkosť dávky bez obetovania výkonu. Ak je to možné, otestujte schopnosť s reprezentatívnymi materiálmi alebo požiadajte výrobcu, aby otestoval vaše materiály.

Skontrolujte materiály, z ktorých je zariadenie vyrobené, tesniace schopnosti, hnací mechanizmus a dostupnú technickú podporu. Dodávateľ zariadenia by mal byť schopný zdôvodniť svoj odporúčaný výber technológie pre danú aplikáciu, ako aj prevádzkové obmedzenia. To minimalizuje možnosť výberu zariadenia, ktoré dosahuje požadované výstupné množstvo, ale nie konzistentný výkon miešania.

Bežné možnosti miešania prášku

Neexistuje žiadny univerzálny mixér, ktorý by fungoval dobre pre všetky typy formulácií.

● Pre voľne tečúce suché prášky možno zvážiť vhodné V a dvojkužeľové miešačky.

● Pásové miešačky možno použiť pre rôzne priemyselné zmesi práškov a granúl, zatiaľ čo lopatkové miešačky poskytujú alternatívny spôsob miešania pre určité aplikácie.

Ako optimalizovať proces miešania priemyselných práškov?

Opätovnému výskytu problému možno zabrániť tak, že výrobcovia zavedú pre prášky opakovateľný proces miešania. Takýto proces tiež zabezpečuje, že akákoľvek zmena v kvalite a efektívnosti výroby sa dá ľahko zistiť.

1. Charakterizujte suroviny

Pred začatím výrobného procesu je potrebné vykonať kontrolu veľkosti, hustoty, vlhkosti, tekutosti a súdržnosti častíc. Pri príprave pred výrobou je potrebné zaznamenať a vyhodnotiť rozdiely vo významných zložkách.

2. Štandardizujte prevádzkové parametre

Pre každý recept nastavte správnu záťaž mixéra, čas miešania, rýchlosť otáčania a postupnosť pridávania prísad. Zdokumentujte prijaté parametre a poučte operátorov o ich použití. Počas riešenia problému nemanipulujte s viacerými premennými súčasne, pretože to komplikuje analýzu.

3. Monitorujte rovnomernosť zmesi

Odber vzoriek by sa mal vykonávať pomocou reprezentatívnej metódy odberu vzoriek spolu so správnymi testovacími technikami, aby sa overilo, či zmes skutočne spĺňa špecifikácie. Je dôležité zaznamenať výsledky každej šarže a zároveň skúmať nezvyčajné odchýlky v procese.

4. Údržba zariadenia a kontrola čistenia

Preskúmajte miešacie komponenty, tesnenia, hnacie systémy a vypúšťacie systémy na základe plánu údržby. Skontrolujte, či na nich nie sú známky opotrebovania, nahromadenia, netesnosti alebo prevádzkových problémov. Dodržujte postupy čistenia, ktoré sú vhodné pre použité materiály a samotné strojové zariadenie.

5. Skontrolujte výkonnosť procesu

Je potrebné monitorovať čas cyklu, spotrebu energie, plytvanie materiálmi, vyradené šarže a účinnosť miešania. To by výrobcom umožnilo odhaliť potenciálne problémy a zlepšenia. Zmeny by sa mali preskúmať pomocou experimentálnych metód predtým, ako sa stanú rutinnými.

Ako si vybrať správnu priemyselnú miešačku prášku pre vašu aplikáciu?

Výber vhodného zariadenia na miešanie prášku si vyžaduje jasné pochopenie materiálu aj výrobného procesu.

Kupujúci by si mali pred investovaním preštudovať tieto faktory:

●      Vlastnosti materiálu: Posúdenie veľkosti častíc, hustoty, vlhkosti, abrazivity a tekutosti.

●      Výrobná kapacita: Definujte objem dávky, hodinový výkon a prevádzkový plán.

●      Výkon miešania: Vytvorte požadovanú jednotnosť a potvrďte, že mechanizmus miešania vyhovuje formulácii.

●      Konštrukcia zariadenia: Skontrolujte materiály prichádzajúce do kontaktu s produktom, tesnenie, čistiteľnosť a prístup kvôli kontrole.

●      Manipulácia s materiálom: Skontrolujte nakladanie, vyprázdňovanie, kontrolu prachu a integráciu s nadväzujúcim zariadením.

●      Prevádzkové náklady: Zvážte spotrebu energie, čas čistenia, údržbu a náhradné diely.

●      Podpora dodávateľa: Preskúmajte testovanie aplikácií, technickú dokumentáciu, uvedenie do prevádzky, školenia a popredajný servis.

Súvisiace zariadenia na sušenie a riešenia priemyselného spracovania

Viac informácií o technológiách priemyselného sušenia a ich aplikáciách nájdete v našich sprievodcoch

Vákuová sušička a sušička s fluidným lôžkom: 7 kľúčových rozdielov

Sušička s fluidným lôžkom: Princíp činnosti, typy a aplikácie

Stroj na sušenie materiálov citlivých na teplo

Vákuová sušička metylesteru kyseliny alfa-brómovalérovej

Rotačná pec na recykláciu batérií

Ochucovacia granulačná sušiareň

Úloha vákuových podnosových sušičiek

Záver

Sedem bežných problémov v procese priemyselného miešania práškov sú nerovnomerné miešanie, segregácia prášku, príliš dlhý čas miešania, aglomerácia, kontaminácia, tvorba prachu a nesprávny výber zariadenia. Každý z týchto problémov môže ovplyvniť kvalitu produktu, množstvo výroby, výnos materiálu a výrobné náklady.

Miešanie prášku sa musí vykonávať pomocou vhodného zariadenia, vhodných parametrov procesu, správnych postupov manipulácie s materiálom a opatrení na kontrolu kvality. Namiesto snahy vyriešiť akýkoľvek problém predĺžením času miešania alebo výmenou zariadenia by mal výrobca odhaliť zdroj každého konkrétneho problému.

Pred výberom nového procesu miešania alebo úpravou existujúceho procesu sa musí vykonať riadne posúdenie vlastností materiálu, požiadaviek na šaržu, potreby čistenia zariadenia a výrobných požiadaviek.

Hywell Machinery môže výrobcom pomôcť vyhodnotiť vhodné zariadenia na miešanie práškov a otestovať ich výkon, aby sa identifikovalo efektívne riešenie pre ich špecifické výrobné potreby.