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May 17, 2023

Miscelazione e riduzione delle polveri in un miscelatore ad aratro orizzontale

Jan 23, 2018 The efficiency and robustness of the plow mixer in a wide variety

23 gennaio 2018

L'efficienza e la robustezza dell'aratro miscelatore in un'ampia varietà di applicazioni sono ben consolidate. A differenza dei miscelatori a bassa intensità (come i frullatori a nastro) che mescolano "delicatamente" gli ingredienti in tempi di ciclo lunghi, un miscelatore ad aratro alla massima velocità può raggiungere l'omogeneità in soli 90 secondi. A differenza dei miscelatori ad alta intensità, un miscelatore ad aratro non impartisce taglio e calore elevati in modo direttamente proporzionale all'intensità della miscelazione. La chiave sta nella fluidificazione meccanica dei solidi, che si ottiene ottimizzando la velocità e la forma degli strumenti di miscelazione, o aratri.

Gli ingredienti o gli additivi minori, che costituiscono solo lo 0,5% della miscela, vengono dispersi rapidamente e uniformemente in tutto il lotto grazie all'azione degli aratri, che fluidificano il materiale, piuttosto che un movimento di piegatura o un'azione di affettamento.

Per la riduzione delle polveri nelle miscele di solidi, tre metodi comuni sono il trattamento superficiale, la densificazione e la granulazione. Il miscelatore ad aratro presenta vantaggi distinti quando si tratta di ciascuno di questi metodi di riduzione della polvere.

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Trattamento della superficie Il trattamento superficiale prevede solitamente un liquido, ad esempio un silano, che deve essere disperso uniformemente sulla polvere a basse concentrazioni. Quando si utilizza un miscelatore a bassa intensità, di solito è necessario premiscelare questo liquido su un veicolo come la silice, quindi miscelare per tempi lunghi per garantire un'applicazione uniforme. Quando si utilizza un letto fluidificato meccanicamente, come il miscelatore ad aratro alla massima velocità, il liquido può essere iniettato sotto forma di spruzzo fine nello spazio di testa del miscelatore. Il liquido viene disperso rapidamente nell'intero lotto, eliminando la necessità di un solido vettore.

Per completare il trattamento superficiale della polvere, è generalmente necessaria una fase di riscaldamento per avviare una reazione superficiale tra il silano e il substrato. Grazie alle efficienti caratteristiche di trasferimento del calore del miscelatore ad aratro, la polvere può essere riscaldata e quindi raffreddata nuovamente in pochi minuti, nello stesso recipiente, evitando trasferimenti di materiale.

Densificazione L'obiettivo del processo di miscelazione del metallo in polvere è produrre una dispersione uniforme di additivi (come stearati metallici di grafite o altri lubrificanti) densificandosi e ottenendo una fluidità specifica. Miscele dense ma fluide creano meno polvere quando vengono maneggiate.

L'industria dei metalli in polvere ha storicamente utilizzato miscelatori a doppio cono o doppio guscio per disperdere gli additivi nelle polveri metalliche. Solitamente sono necessari tempi di ciclo di diverse ore per ottenere le specifiche richieste. Un miscelatore ad aratro orizzontale può ridurre il tempo di ciclo a 30 minuti o meno.

I miscelatori a bassa intensità non sono adatti per miscele contenenti componenti con gravità specifica o dimensione delle particelle molto variabili. Il tempo di ciclo richiesto per la densificazione in un miscelatore a potenza così bassa può essere eccessivo.

Gli speciali strumenti di miscelazione di alcuni miscelatori inducono il contatto diretto del metallo in polvere con gli additivi. L'azione di miscelazione e dispersione ad alta velocità esercita un effetto di taglio sul batch, producendo rapidamente una miscela uniforme ed omogenea. Ciò si traduce sia in una densificazione che in migliori proprietà di flusso. I metalli e gli additivi possono avere un'ampia gamma di pesi specifici senza influire sull'uniformità della miscela finale.

Poiché la potenza netta totale assorbita dal lotto può essere direttamente correlata al tempo di miscelazione richiesto, il punto finale desiderato può essere determinato monitorando il consumo energetico. Ciò fornisce un mezzo semplice e affidabile per automatizzare il processo.

Granulazione La granulazione viene utilizzata principalmente per conferire alle polveri una forma che ne facilita la scorrevolezza e la manipolazione. Una tipica granulazione alimentare contiene diversi ingredienti: eccipiente in polvere, piccole quantità di principi attivi e un legante liquido, che blocca insieme le polveri sotto forma di granuli e ne impedisce la segregazione. La dimensione e l'uniformità dei granuli dipende dall'azione della miscela, dalla dimensione delle particelle della polvere, dal tipo di legante utilizzato e dal grado di dispersione.