Učinki velikosti delcev na mešanje prahu: Kako doseči enakomerno mešanje in preprečiti ločevanje

Izziv mešanja materialov z različnimi velikostmi delcev

 V panogah, kot so farmacija, predelava hrane, nutricevtiki, kemikalije in baterijski materiali, je doseganje homogene mešanice prahu pogosto večji izziv, kot je bilo pričakovano. Eden najpogostejših razlogov je velika razlika v velikosti delcev med sestavinami.

Tipični primeri vključujejo:

• Mešanje 2–3 mm granul s prahom 200–300 mesh

• Mešanje grobih nosilnih delcev z mikroniziranimi aktivnimi sestavinami

• Dodajanje praškov v sledovih večjim granuliranim izdelkom

• Kombinacija finih dodatkov z zrnci za instant pijače

Številni proizvajalci ugotovijo, da je zmes videti enotna takoj po mešanju, vendar pride do ločevanja med praznjenjem, transportom, pakiranjem ali transportom. V večini primerov glavni vzrok ni sam mešalnik prahu , ampak razlika v velikosti delcev med materiali.

Zakaj različne velikosti delcev povzročajo ločevanje?

Ko se mešajo materiali različnih velikosti delcev, se manjši delci premikajo navzdol skozi prazne prostore med večjimi delci, medtem ko večji delci postopoma migrirajo navzgor.

Na primer:

Material	Velikost delcev
Granule	2–3 mm
Fini prah	200–300 očes (48–75 μm)
Oznaka: V tem primeru lahko razmerje velikosti delcev preseže 30:1 in lahko doseže več kot 60:1.

Čeprav lahko mešanica na začetku uspešno prestane preizkus enotnosti, lahko vibracije in ravnanje med nadaljnjo obdelavo povzročijo ponovno ločevanje materialov.

Ta pojav je splošno znan v tehnologiji prahu kot:

• Perkolacijska segregacija

• Učinek brazilskega oreha

Večja ko je razlika v velikosti delcev, večje je tveganje za segregacijo.

Priporočena razmerja velikosti delcev za enakomerno mešanje prahu

Na podlagi praktičnih industrijskih izkušenj igra razmerje velikosti delcev ključno vlogo pri kakovosti mešanice.

Razmerje velikosti delcev	Učinkovitost mešanja
Manj kot 2:1	Odlično
2:1 do 5:1	Zelo dobro
5:1 do 10:1	Sprejemljivo
10:1 do 20:1	Visoko tveganje ločevanja
Nad 20:1	Resno tveganje ločevanja

Na primer:

• 500 μm v mešanici z delci 1000 μm se na splošno dobro meša.

• 200 μm v mešanici z 2000 μm delci lahko pokažejo opazno ločitev.

• 50 μm prah, pomešan s 3000 μm granulami, običajno zahteva posebne metode obdelave.

Za industrije, ki zahtevajo enakomernost visoke vsebnosti, je nadzor porazdelitve velikosti delcev pogosto pomembnejši od podaljšanja časa mešanja.

1. rešitev: Zmanjšajte razlike v velikosti delcev

Najučinkovitejši pristop je, da so velikosti delcev čim bolj podobne.

Na primer:

Originalni materiali:

• Material A: zrnca 2–3 mm

• Material B: 300 mesh prah

Po zmanjšanju velikosti:

• Material A: delci velikosti 300–500 μm

Z zmanjšanjem razmerja velikosti delcev pod 5:1 je mogoče bistveno izboljšati enakomernost mešanice, hkrati pa zmanjšati ločevanje med shranjevanjem in transportom.

To je pogosto najprimernejša rešitev v farmacevtski in specialni kemični proizvodnji.

2. rešitev: granulirajte fine praške pred mešanjem

Kadar velikosti velikih granul ni mogoče zmanjšati, je druga učinkovita možnost povečanje drobnih delcev prahu z granulacijo.

Na primer:

Pred granulacijo:

• Glavni proizvod: 3 mm granule

• Dodatek: prah 300 mesh

Po granulaciji:

• Glavni proizvod: 3 mm granule

• Dodatek: zrnca 1–2 mm

Skupna uporabljena oprema vključuje:

• Visokostrižni granulatorji

• Granulatorji z zvrtinčeno plastjo

• Sistemi mokre granulacije

S približevanjem velikosti delcev se stabilnost mešanice močno izboljša.

Rešitev 3: Uporabite mešalnik IBC Bin za nežno mešanje brez ločevanja

Pri krhkih zrncih in občutljivih formulacijah lahko prekomerno mehansko mešanje ustvari dodatne drobne drobne delce in poslabša razlike v velikosti delcev.

An IBC Bin Mixer je pogosto najprimernejša rešitev, ker zagotavlja nežno prevračanje brez velikih strižnih sil. Stroji Hywell imajo dokončana linija za mešanje prahu za obdelavo tesnega mešanja in prenosa.

Prednosti mešalnika za smeti IBC

Nežno mešanje

V nasprotju s tračnimi mešalniki ali mešalniki z lopaticami IBC Bin Blender vrti celotno posodo, kar omogoča naravno pretakanje materialov.

Prednosti vključujejo:

• Minimalni lom delcev

• Zmanjšano nastajanje prahu

• Izboljšana enotnost vsebine

• Manjše tveganje ločevanja

Zaradi tega je še posebej primeren za:

• Farmacevtske granule

• Nutricevtski izdelki

• Praški za instant pijače

• Sestavine hrane

• Baterijski materiali

Zmanjšani prenosi materiala

Pri tradicionalni obdelavi:

Mešalnik → Transfer Bin → Embalaža

Vsak korak prenosa poveča tveganje za ločevanje.

Z mešalnikom IBC Bin Mixer lahko isti vsebnik uporabite za:

• Polnjenje

• Mešanje

• Shranjevanje

• Dovodna oprema za hranjenje

To bistveno zmanjša rokovanje z izdelkom in ohranja enakomernost mešanice.

Prilagodljive velikosti serij

Sodobni mešalni sistemi IBC lahko sprejmejo zamenljive posode različnih zmogljivosti, kar omogoča, da en mešalnik učinkovito obravnava več velikosti šarž.

IBC Bin Mešalnik za nežen in ločevalni video

Praktična priporočila za industrijsko mešanje praškov

Na podlagi let izkušenj industrijskega mešanja:

Najboljši rezultati

Razmerje velikosti delcev:

2:1 do 5:1

Običajno zagotavlja najbolj stabilno in enotno mešanico.

Sprejemljivi rezultati

Razmerje velikosti delcev:

5:1 do 10:1

Morda bodo potrebni optimizirani parametri mešanja in skrbno ravnanje.

Formulacije z visokim tveganjem

Razmerje velikosti delcev:

Nad 10:1

Pogosto zahteva spreminjanje velikosti delcev, granulacijo ali tehnike premazovanja.

Kritični primeri

Razmerje velikosti delcev:

Nad 20:1

Samo mešanje časa ne bo rešilo težave. Načrtovanje procesa postane bistveno.

Zaključek

Enakomerno mešanje prahu ni odvisno samo od vrste mešalnika. Razmerje med velikostjo delcev, porazdelitvijo velikosti delcev in lastnostmi materiala ima veliko večji vpliv na končno kakovost mešanice.

Za formulacije s sorazmerno podobnimi velikostmi delcev, oprema, kot je mešalnik za zabojnike IBC, IBC Bin Blender , oz 3D mešalnik prahu lahko doseže odlično enakomernost mešanja, hkrati pa zmanjša poškodbe delcev.

Pri formulacijah z velikimi razlikami v velikosti delcev uspešno mešanje pogosto zahteva kombinacijo:

• Zmanjšanje velikosti delcev

• Mokra granulacija

• Zvrtinčena granulacija

• Tehnologija praškastega lakiranja

• Sistemi nežnega mešanja

Z izbiro pravega postopka in opreme za mešanje lahko proizvajalci znatno izboljšajo enotnost vsebine, zmanjšajo ločevanje in zagotovijo dosledno kakovost izdelka v celotni proizvodnji, pakiranju in transportu.