Многомерный микшер: как TENCAN'3D-машина для смешивания порошков действительно работает

Смешивание порошков кажется самой простой работой на всем заводе. Вы насыпаете два или три ингредиента в барабан, даете ему некоторое время вращаться, и получается смесь — верно? Любой, кто действительно стоял рядом со миксером всю смену, знает, что это не так. Мелкие порошки расслаиваются, липкие слипаются, а барабан, вращающийся вокруг одной фиксированной оси, с радостью оставит несмешанный карман прямо в середине вашей партии, независимо от того, как долго вы его используете.

Именно для решения этой проблемы и были изобретены многомерные смесители. Вместо того, чтобы вращаться, как стиральная машина, на одной оси, барабан раскачивается и вращается в нескольких направлениях одновременно. Порошок внутри никогда не войдет в рутину. Он кувыркается, катится, скользит и сгибается под постоянно меняющимися углами, поэтому каждая частица продолжает встречаться с новыми соседями.

Результатом является более щадящее смешивание, более короткий цикл и смесь, которая остается однородной от первого черпания из барабана до последнего. В этой статье мы расскажем, что на самом деле представляет собой многомерный миксер, что происходит внутри барабана во время цикла, где он применяется на реальной производственной линии и что следует проверить, прежде чем заказывать его. Если вы предпочитаете сначала увидеть аппаратное обеспечение, взгляните на TENCAN'многомерный микшер а потом возвращайся.

Что на самом деле представляет собой многомерный микшер

Многомерный миксер — это барабанный блендер, барабан которого движется более чем в одной плоскости одновременно. В этом одном предложении и заключается вся идея. Там, где классический двойной конус или V-образный блендер вращается вокруг одного горизонтального вала, многомерная машина добавляет второе, а часто и третье движение — барабан раскачивается из стороны в сторону, одновременно поворачиваясь, поэтому путь, по которому порошок проходит через сосуд, действительно трехмерен, а не повторяется по кругу.

Движение, описанное с помощью кухонной банки.

Представьте себе запечатанную банку, наполовину наполненную рисом. Наклоните его влево, наклоните вправо, катите вперед, катите назад. Зерна никогда просто не циркулируют; они накатываются друг на друга волной, которая постоянно меняет направление. Теперь увеличьте эту банку до барабана из нержавеющей стали, установленного на вращающейся раме, и приведите его в движение с помощью двигателя и набора рычагов. Это многомерный смеситель.

Поскольку сам сосуд является единственной движущейся частью, соприкасающейся с продуктом, в нем нет ни лезвий, ни вала, проходящего через порошок, ни высокоскоростного ротора, перемешивающего партию. Смешивание происходит за счет гравитации и геометрии: порошок падает, складывается и снова попадает в слой каждые несколько секунд.

Почему «многомерность» — это не просто маркетинговое слово

Инженеры обычно описывают смешивание порошков с помощью трех механизмов. Конвекция – это объемное перемещение порошка из одного места в другое. Диффузия – это блуждание отдельных частиц по слою. Сдвиг – это скольжение слоев друг по другу. Одноосные тумблеры в значительной степени опираются только на конвекцию. Многомерное движение добавляет гораздо больше двух других, поскольку свободная поверхность порошка постоянно переориентируется. Вот почему небольшой процент активного ингредиента, красителя или смазки можно распределить равномерно без воздействия агрессивных сил, которые разбивают хрупкие гранулы.

Что происходит внутри барабана во время цикла

Загрузка

Вы наполняете барабан до рабочего объема, а не до краев. Порошку необходимо свободное пространство над кроватью, чтобы он мог стекать по склону; если переполнить, движение останавливается, барабан разносит порошок как один сплошной блок, и перемешивание практически прекращается. Вместо этого происходит недостаточное заполнение, и пропускная способность падает, хотя однородность обычно улучшается, поэтому рабочий объем — одна из первых цифр, о которой следует говорить любому поставщику.

Цикл качания и поворота

Как только барабан запечатан и таймер запускается, рама раскачивает сосуд взад и вперед, одновременно вращая его. В первые минуту-две вы часто можете наблюдать, как кровать выравнивается, а затем начинает складываться. Порошок у вершины склона сходит лавинами вниз; порошок внизу поднимается и перекатывается сверху. Поскольку ось вращения постоянно смещается, ни одна часть барабана не остается постоянно внизу или постоянно прижатой к стене.

Эта постоянная переориентация устраняет мертвые зоны, которые можно обнаружить в блендерах с фиксированной осью. В одноосном барабане материал, ближайший к оси вращения, почти не движется — он просто движется вперед. В многомерном микшере геометрия постоянно меняется, поэтому даже эта тихая область ядра снова и снова проходит через активный каскад.

Разгрузка и очистка

Благодаря отсутствию внутренних лезвий, удерживающих материал, разгрузка происходит быстро, а барабан опорожняется чисто. Хорошо спроектированная машина позволяет расположить барабан так, чтобы выпускное отверстие находилось в самой нижней точке, порошок вытекал под действием силы тяжести, а короткое вращение привода помогало вытряхнуть остатки порошка. Меньшее количество удерживаемого порошка означает меньшее перекрестное загрязнение между партиями и меньшее количество часов уборки в конце смены — преимущество, которое ваши операторы заметят задолго до того, как это заметят ваши клиенты.

Где многомерный микшер зарабатывает себе на жизнь

Эти машины лучше всего справляются с сухими твердыми веществами: сыпучими порошками, гранулами и смесями, в которых один ингредиент присутствует в очень небольшом количестве. Типичные работы включают сухие строительные растворы и специальные цементные смеси, керамические и огнеупорные тела, пигменты и тонеры, пищевые премиксы, сухие фармацевтические наполнители, катодные и анодные порошки для аккумуляторов, металлические порошки и косметические порошки.

Они также сияют там, где возникают проблемы с нагревом, истиранием или разрушением частиц. Поскольку рабочее колесо не пробивает слой, рыхлые гранулы сохраняют свою форму, а повышение температуры остается умеренным. Это важно для материалов с низкой температурой плавления или для частиц, имеющих покрытие, которое стирается при сильном сдвиге.

Чем они не являются: они не являются подходящим инструментом для влажного массирования, паст или суспензий, и это не та машина, которая вам нужна, когда вам нужен интенсивный сдвиг для разрушения твердых агломератов. Если ваш порошок поступает комками, перед смешиванием добавьте этап разделения или просеивания, а не просите миксер выполнить работу, для которой он никогда не был предназначен.

Что проверить, прежде чем выбрать модель

Каждый порошок ведет себя по-своему, поэтому прежде чем думать о машине, стоит подумать о материале. Вот моменты, которые стоит пройти с любым поставщиком.

• Рабочий объем против общего объема. Спросите, на какой диапазон нагрузок рассчитан барабан, а не только его общую вместимость. Полезным показателем является размер партии, которая при этом хорошо перемешивается.
• Контактные материалы и отделка. Нержавеющая сталь является нормой, а внутренняя отделка имеет значение, если вы часто меняете продукты или работаете с пигментами, которые оставляют пятна.
• Привод и управление. Переменная скорость и четкий таймер позволяют настроить цикл для деликатных гранул или стойких когезивных порошков вместо того, чтобы принимать одну фиксированную настройку.
• Герметизация и пылезащита. Хорошее уплотнение удерживает мелкий порошок внутри барабана, что защищает как ваших операторов, так и выход продукта.
• Конструкция загрузки и разгрузки. Подумайте о том, как бочка будет заполняться на вашем заводе — вручную, с помощью вакуумного конвейера или шнекового питателя — и будет ли выпускное отверстие совпадать с вашим последующим оборудованием.
• Доступ для очистки. Большое и простое отверстие лучше умного. Если время переналадки имеет значение, именно здесь вы сэкономите реальные деньги.

Точные значения объема барабана, мощности двигателя и диапазона нагрузки зависят от модели, поэтому всегда руководствуйтесь таблицей технических характеристик на Страница продукта многомерного смесителя а не из эмпирического правила.

Как узнать, что смесь на самом деле однородна?

Однородность обычно описывается числом, называемым относительным стандартным отклонением или RSD. Проще говоря, вы берете несколько небольших образцов из разных мест партии, измеряете концентрацию интересующего вас ингредиента в каждом и смотрите, насколько они отличаются от среднего значения. Низкое среднее стандартное отклонение означает, что образцы выглядят одинаково, а это именно то, что вам нужно. Высокий RSD означает, что ваши клиенты будут видеть различия от сумки к сумке.

Техника сэмплирования имеет такое же значение, как и микшер. Похититель проб, помещенный в устоявшийся слой, может сам отделить порошок, а взятие проб с самого верха барабана выгодно практически любой машине. Отбирайте образцы на разных глубинах и в разных положениях и всегда отбирайте образцы одним и тем же способом, чтобы ваши цифры оставались сопоставимыми.

Также стоит знать, что дольше не всегда лучше. Как только смесь достигнет своего наилучшего состояния, дополнительное перемешивание может начать разрушать ее, поскольку частицы разного размера или плотности снова медленно расходятся друг от друга — в отрасли это называется сегрегацией или расслоением смеси. Многомерный миксер с регулируемой скоростью и временем позволяет вам остановиться в нужной точке, а не работать до тех пор, пока партия не выйдет за пределы заданных параметров.

Вопросы, которые покупатели задают нам чаще всего

Сколько времени занимает одна партия?

Это зависит от размера барабана, рабочего объема и того, насколько различаются ваши ингредиенты по размеру частиц и плотности. Бережное смешивание аналогичных порошков может быть быстрым, тогда как смесь с небольшим процентом мелкозернистой добавки требует больше времени. Практический ответ — провести испытание, брать образцы через определенные промежутки времени и зафиксировать самое короткое время, которое соответствует вашей цели по однородности.

Может ли он равномерно распределить однопроцентную добавку?

Да, это одна из его сильных сторон, потому что вся гряда продолжает проходить через активный каскад, а не оставаться на месте. При очень небольших добавках еще больше помогает короткое предварительное смешивание добавки с частью основного порошка.

Не сломает ли это мои гранулы?

Движение мягкое по своей природе — это кувыркающее действие, а не ударное действие. Тем не менее, уровень наполнения, скорость и время влияют на изнашивание, поэтому держите барабан ниже максимального рабочего объема и избегайте работы намного дольше, чем вам действительно нужно.

Могу ли я смешивать порошки с очень разной объемной плотностью?

Вы можете, и многомерный миксер справляется с этой задачей лучше, чем одноосный смеситель, но разница в плотности является классической причиной сегрегации. Поддерживайте достаточно близкие диапазоны размеров частиц и подтверждайте результат путем отбора проб, а не предположения.

Требуется ли для него специальное помещение или фундамент?

Нет, но вам следует предусмотреть достаточно свободного пространства для загрузки и разгрузки барабана, а также обеспечить возможность его качания во время работы. Следуйте инструкциям производителя по креплению и зазору на полу.

Микшер в этом руководстве

Модель, которую мы описывали, разработана компанией Changsha Tianchuang Powder Technology Co., Ltd., обычно сокращается до TENCAN. Компания производит оборудование для обработки порошков для лабораторий и производственных линий, а также TENCAN многомерный смеситель — это блендер барабанного типа, описанный в этой статье, с многоосным покачивающим движением, о котором мы говорили выше.

Если вы хотите сравнить машины рядом, то это можно сделать в таблице технических характеристик на странице продукта: там указаны размеры барабанов, детали привода и доступные опции, и это более быстрый путь, чем гадать по фотографиям. Соответствие модели размеру вашей партии и поведению вашего порошка является самым важным фактором, влияющим на то, будете ли вы в конечном итоге довольны установкой.

Маленькие привычки, которые позволят получить больше от вашего миксера

• Запишите свой рецепт. Уровень заполнения, скорость и время, записанные партия за партией, превращают удачный результат в повторяемый процесс.
• Регулярно проверяйте уплотнение. Изношенное уплотнение сначала проявляется в виде пыли вокруг вала, а затем в виде медленной потери производительности.
• Не переполняйте, чтобы погнаться за пропускной способностью. Перегруженный барабан выглядит перегруженным и плохо микширует, что является худшей комбинацией.
• Пробуйте каждый раз одинаково. Последовательность выборки расскажет вам больше о вашем процессе, чем любой отдельный идеальный результат.
• Чистота между семействами продуктов. Несколько минут работы с кистью и мягкой тканью позволят сохранить бракованную партию позже.

Многомерный миксер не полагается на грубую силу. Он основан на движении во многих направлениях одновременно, поэтому гравитация выполняет свою работу, и частицы продолжают находить новых соседей. Вот почему он работает с тонкими гранулами, низкими дозами добавок и неуклюжими порошковыми смесями, из-за которых одноосные машины испытывают трудности, и почему, как только вы посмотрите один из них, название перестает звучать как слоган и начинает звучать как описание.