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1、混合及其机理
通过机械的或流体的方法,使两种或两种以上组分的物质在宏观上分布均匀的操作统称为混合,简言之就是两种以上的固态粉体物料在外力的作用下,其不均匀性降到最低的过程。
由于粉体均化目的不一样,对均化的要求和评价方式也不完全一样,均化的途径也不一样,但均化过程的基本原理是相同的,归纳起来有3种:(1)移动混合:物料颗粒从一处移动到另一处,类似于流体的对流;(2)扩散混合:分离的粒子分散到不断展现的粉面上,相互掺和、渗透而得到均匀的混合;(3)剪切混合:在物料团堆内部粒子之间的相对移动,使得物料中形成若干滑动面,像薄层状的流体一样相互混合。
2、影响混合的因素
(1)颗粒性质
颗粒性质包括:粒子的粒度与粒度的分布,粒子的形状、粗糙度,粒子的密度、松散体积密度、静电荷、水分含量、脆碎性、休止角、流动性、结团性以及弹性等。例如:粒子的形状影响粒子的流动性,粒子的密度差异在混合中会发生密度偏析作用。
(2)混合工艺
运转条件包括:物料在容器内的配比量的多少,占混合机体积的比率(装料系数),混合时间,进入混合机的方法、次序,以及搅拌部件和混合的旋转速度等。其中,混合时间要根据混合设备的不同和混合物料的不同而改变。
(3)混合机性能和混合方式
混合机性能包括机身、搅拌部件的尺寸与形状,进料部位和结构材料表面加工质量以及卸料装置的性能,其影响粒子在混合机内的运动。二维、一维的混合均化方式为机械均化方式,有利于提高混合均匀度。
混合机
(图片来源:爱立许集团官网)
3、混合机性能及工艺参数
(1)混合机性能
对于粉体物料的混合,混合机类型的选择至关重要,因为混合效果很大程度上取决于混合机的性能。在设备选择时应注意以下几点:①表面的磨损。混合器的结构材料是至关重要的,表面抛光有助于避免磨损。如果发生磨损,则产品易被污染。②清理设备。这通常是批间操作所必需的。桶内应无死角、易出料、易清洗,否则易造成交叉污染。③防静电功能。粉体产生静电容易聚集,因此混合机设置防静电功能是很有必要的。④启动和停止。混合机的启动和停止方式会影响产品的质量。
(2)混合机参数
混合机的工艺参数包括混合机的旋转速度、混合机的填充率及混合时间等,均会对混合结果产生影响。
①混合机的转速
混合机的转速会影响物料的混合状态,从而影响混合均匀度。若转速较低,则很难混合均匀;若转速太高,超过临界值时,物料做离心运动,则不能达到混合目的。只有当转速适宜,物料做抛落运动时,各组分能充分接触,才能取得良好的混匀效果。
②混合机的填充率
混合机的填充率对混合效果影响很大,填充率过大时,虽能提高产量,但此时料层增厚,混合运动状态发生了变化,破坏了原来较为适宜的运动轨迹,对混匀产生不良影响;填充率过小,生产率不能满足生产需要。填充率的确定必须和转速协同考虑,使两者搭配合理,以获得适宜物料运动,才能提高混匀效果。
③混合的时间
若混合时间较短,则物料混合不充分,若混合时间过长,则容易出现分离现象,因此选择合适的混合时间很重要。
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参考来源:
洪晓轩等.粉体混合评价技术的研究进展
孙楠等.粉体混合原理及混合质量分析
一张图:粉体混合评价技术.中国粉体网
(中国粉体网编辑整理/文正)
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