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  • 粉體技術(shù) 技術(shù)研討、歡迎斧正
    九、常見(jiàn)混合工藝難題

    一、流動(dòng)性差的粉體不易混合均勻的難題


    1、問(wèn)題的提出

    在實(shí)際工作中,我們經(jīng)常會(huì )遇到流動(dòng)性很差的粉體,根據觀(guān)察,堆粉角≥40°的粉體,要混合均勻就變得十分困難了。依靠只有料

    桶運動(dòng)的混合設備達到均勻混合的目的幾乎是不可能的,延長(cháng)混合時(shí)間也很難做到。


    2、解決方法

    由于流動(dòng)性不好,粉體顆粒與周邊顆粒不容易分開(kāi),因此在混合時(shí)需要有強制攪拌手段,反復將粉體顆粒切開(kāi)、位移,這樣才能克服由于流動(dòng)性不好帶來(lái)的混合難度。

    所以,在混合流動(dòng)性不好的粉體時(shí),要選用混合設備中帶有攪拌葉片的混合機,才能較好地完成混合任務(wù)。


    二、流動(dòng)性過(guò)好的粉體不易混合均勻的難題


    1、問(wèn)題的提出

    流動(dòng)性過(guò)好通常出現在金屬粉末的混合中。流動(dòng)性超好也會(huì )帶來(lái)混合難題,原則上講粉體流動(dòng)性越好其粉體混合效率越高,根據液態(tài)化混合模型理論粉體流動(dòng)速度越快,粉體相互摻和、滲透效率越高,因此容易達到混合均勻的目的。而實(shí)際操作應用過(guò)程中則會(huì )出現以下不利問(wèn)題:

    1)根據液態(tài)化混合模型理論,粉體在混合過(guò)程中由于粉體流動(dòng)性過(guò)好,會(huì )加強因粉體特性差異化產(chǎn)生新的上浮或下沉現象;

    2)即使混合均勻之后,粉體在裝卸、輸送的震動(dòng)環(huán)境下也容易產(chǎn)生二次偏析、分層現象,造成新的不均勻。


    2、解決方法

    1)破碎粉體改變其形狀及表面光滑度可通過(guò)破碎粉體顆粒改變其形狀和表面光滑度,從而降低其粉體的流動(dòng)性,達到均勻混的目的;

    2)可添加摩擦助劑來(lái)降低流動(dòng)性。

    例如,在金屬粉末物料中添加石蠟等摩擦助劑,使金屬粉的流動(dòng)性大大降低,保證了均勻混合的順利進(jìn)行。(在后續的金屬工件燒結過(guò)程中石蠟會(huì )全部蒸發(fā),對金屬機械性能沒(méi)有影響);

    3)在粉體運動(dòng)中注意避免因粉體流動(dòng)過(guò)快產(chǎn)生的偏析現象。

    比如在粉體出料和包裝過(guò)程中避免自由落體現象,在運輸和搬運過(guò)程中避免震蕩、振動(dòng)等劇烈運動(dòng)。


    三、輕重粉不易混合均勻的難題


    1、問(wèn)題的提出

    例如,在調料混合中要把比較重的鹽粒和較輕的辣椒粉、干蔥粉等混合均勻,就是一個(gè)典型的輕重粉混合。通過(guò)運動(dòng)粉體液態(tài)化模型可知,粉體在運動(dòng)的混合容器中,由于又細又輕的辣椒粉、干蔥粉的比重遠小于鹽、味精等粉體,所以一直漂懸在容器的上方,如果沒(méi)有強制手段,即使長(cháng)時(shí)間混合,它們依然難以混合入主體粉中。


    2、解決方法

    1)選用雙運動(dòng)混合機才能很好地解決這個(gè)難題(如圖5-1)由于雙運動(dòng)混合機容器轉動(dòng)與內部葉片轉動(dòng)在同方向上進(jìn)行(轉速不一樣),這樣容器與葉片就會(huì )裹挾飄浮于上方的輕粉進(jìn)入主體重粉中,從而使輕重粉得以均勻的混合。


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    2)通過(guò)金合混合指數,計算、分析指出鹽、味精等重粉指數過(guò)大,通過(guò)磨碎、細化鹽、味精等重粉使它們的金合混合指數接近,即比重、平均粒徑的均衡值變小,與辣椒粉、干蔥粉接近,從而降低了混合工藝的難度。只是這樣做的成本較大,經(jīng)濟上不劃算。


    四、超細粉不易混合均勻的難題


    1、問(wèn)題的提出

    超細粉通常指1000目以上或2000目以上的粉體,對指定的一種粉體來(lái)分析,當其平均粒徑細小到一定程度時(shí),它外部的物理特征就會(huì )發(fā)生巨大的變化,原來(lái)不會(huì )飄浮的變的會(huì )飄浮了,并且還會(huì )出現吸附性、抱團等特性,針對這樣的超細粉混合均勻就特別困難。

    這主要是因為顆粒細化為超細粉后,原來(lái)對其固有的重力束縛就顯地微不足道了。沒(méi)有了重力束縛它的運動(dòng)活性,靜電作用等就會(huì )突出來(lái),給混合工藝帶來(lái)困難。


    2、解決方法

    1)降低混合設備的運動(dòng)速度,盡量避免超細粉的飄浮運動(dòng)。盡可能讓混合設備中、低速運轉,降低超細粉的運動(dòng)活性。

    2)選用雙運動(dòng)混合設備,利用其容器與葉片共同運動(dòng)所具有的裹挾作用,將飄浮在容器上方的超細粉壓入主體粉中,從而解決這一難題。

    裝料時(shí),物料裝到混合機容器的80%-85%,裝得多是為了減少超細粉飄浮的可能性,增加粉體之間的壓力,有利于葉片剪切的效果。


    五、添加微量元素的粉體不易混合均勻的難題


    1、問(wèn)題的提出

    在食品、添加劑、醫藥等行業(yè)中,產(chǎn)品往往需要添加微量元素,這些微量元素參與混合時(shí)存在以下難點(diǎn):

    1)微量元素添加量小,有時(shí)只有1%,甚至更少;同時(shí)微量元素還特別貴重和重要,對產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵作用,因此,微量元素一旦聚積在料桶死角,就會(huì )造成產(chǎn)品報廢。

    2)通常食品、添加劑、醫藥等行業(yè)的主體粉體的流動(dòng)性較差,給極小量的微量元素均勻混合帶來(lái)了極大的困難。


    2、解決方法

    針對上述難點(diǎn)可采用以下方法解決:

    1)采用逐次增量的混合方法來(lái)解決,不斷稀釋微量元素,達到其均勻混合的目的。比如:在一次微量元素含量為1%的混合任務(wù)中,可把任務(wù)分為三次完成,每一次都按照1:10的比例混合,最后完成混合任務(wù)。這種方法操作過(guò)程費時(shí)、費力,環(huán)節多且容易出錯。

    2)針對微量元素易聚積在料桶死角的難點(diǎn),需采用料桶可以運動(dòng)的混合設備,這樣就可以避免死角的產(chǎn)生、避免微量元素在死角聚積。

    3)針對微量元素添加量極少和主體粉流動(dòng)性不好的難點(diǎn),需采用帶有強制剪切攪拌功能的混合設備,這樣就可以克服粉體流動(dòng)性不好的難點(diǎn),同時(shí)通過(guò)不斷反復的剪切微量元素,使其彌撒均勻,實(shí)現微量元素均勻混合的目的。


    3、添加微量元素的粉體的混合

    由此可見(jiàn)只有同時(shí)具備兩種混合方式的混合設備才能很好的解決添加微量元素的粉體混合均勻的難題,才能做到簡(jiǎn)化操作程序和一次性混合到位。


    六、粉體中存在假顆粒不易混合均勻的難題


    1、問(wèn)題的提出

    假顆粒就是由細小粉粒之間抱團而形成較大的顆粒團一即稱(chēng)為假顆粒。假顆粒的形成有多種原因比如潮濕板結、靜電吸附、因加工時(shí)高溫產(chǎn)生粘連等等。在干粉混合時(shí)若不將假顆粒打開(kāi)、打散就會(huì )影響混合效果從而影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。若要避免假顆粒的出現就要在混合時(shí)擁有能夠打開(kāi)、打散細粉之間粘合力的剪切力。而單一料桶運動(dòng)式混合設備在混合時(shí)無(wú)法提供這樣的剪切力,所以對假顆粒也就無(wú)能為力。


    2、解決方法

    雙運動(dòng)混合機有全尺寸葉片做穿插、剪切的運動(dòng),可以很好的將假顆粒打開(kāi)、打散,達到較好的混合效果。但是如果假顆粒的粘合力過(guò)強,過(guò)于“結實(shí)",雙運動(dòng)混合機也不能將其完全打散,這時(shí)就需要借助其他設備幫忙了。


    七、粉體中團狀、束狀纖維顆粒不易混合的難題


    1、問(wèn)題的提出

    隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展進(jìn)步,復合材料的使用越來(lái)越多,其中在粉體中加入團狀或束狀纖維組織制備的復合材料特別重要(比如當前炙手可熱的高鐵剎車(chē)片材料)。待混合粉體中含有團狀或束狀纖維組織,使用普通的混合機難以混合均勻。這是因為普通混合機沒(méi)有打散這些纖維狀組織的機械能力,即使采用強制剪切型混合機因其剪切速度相對較低也不能打散這些纖維狀組織,致使混合失敗。


    2、解決方法

    采用雙運動(dòng)飛刀分散混合機是一個(gè)解決粉末與纖維組織混合問(wèn)題的較好的方法。其技術(shù)核心是:利用高速飛刀可將束狀和團狀纖維打散,在打散的同時(shí)讓粉末填充纖維之間的間隙,防止纖維與纖維之間再次粘連。

    因為飛刀分散混合機的飛刀轉速可設定為1000轉/分鐘,甚至更高,其飛刀邊沿線(xiàn)速度達到12米/秒,這樣的速度產(chǎn)生的擊打力量足夠打散抱團纖維或束狀纖維,使打散后的纖維均勻分布到主體粉中。從而較好地解決了這樣的混合難題。


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