L'évaluation de la qualité du mélangeur (mixer) repose sur différentes grandeurs physiques :
A. Uniformité du mélange : analysez la quantité physique de la qualité du matériau et obtenez-la grâce à la théorie des probabilités. L'uniformité du mélange est déterminée par le type de mélangeur.
B. Angle mort : fait référence au phénomène physique selon lequel le matériau ne peut pas participer au mélange dans le récipient de mélange. Le pourcentage d'angle mort est une grandeur physique permettant d'évaluer la qualité du mélangeur.
C. Temps de mélange : grandeur physique permettant d'évaluer la vitesse de mélange, qui fait référence au temps écoulé depuis le début du mélange des différents matériaux jusqu'au moment où le mélange atteint l'uniformité requise. Le temps de mélange est déterminé par le type et le modèle du mélangeur.
Principes de base de la sélection du mélangeur (mélangeur) :
Lors de la sélection d'un mélangeur, il est tout d'abord nécessaire de comprendre la position de l'opération de mélange dans l'ensemble du processus de production, le but du mélange, le degré de mélange requis, les propriétés physiques et la capacité de traitement de la poudre et des granulés, ainsi que d'autres conditions de travail correspondantes.
Ces conditions de travail comprennent principalement :
1. Fonctionnement intermittent ou continu
2. Si le matériau est sensible au cisaillement
3. Qu'il soit corrosif ou nécessite des matériaux structurels spéciaux
4. Faut-il autoriser la réduction de la taille des particules
5. Suppression ou ajout de chaleur
6. Exigences environnementales
7. Exigences d'entretien et de nettoyage du mélangeur, etc.
Dans le même temps, il est nécessaire de sélectionner le type de mélangeur approprié en fonction des caractéristiques du mélangeur lui-même.
En général, la sélection peut être effectuée selon les trois principes de base suivants :
Sélectionnez en fonction des exigences du processus de mélange.
Sélection selon les exigences de qualité du mélange.
Selon la sélection des coûts de processus mixtes.
1. Sélection selon les exigences du processus de mélange :
Lors de la sélection d'un mélangeur, il est rare de déterminer un type de mélangeur uniquement sur la base de la qualité du mélange obtenu lors d'une série d'expériences indépendantes. Habituellement, la qualité du mélange et la compatibilité des différents types de mélangeurs avec le procédé sont considérées ensemble, et les équipements de mélange incompatibles sont éliminés en premier lors de la sélection initiale. Ces compatibilités concernent principalement les éléments suivants :
pureté du produit
Dans de nombreux processus industriels, la pureté du produit est plus importante, afin d'éviter toute contamination entre les opérations par lots, l'équipement de mélange doit être soigneusement nettoyé après chaque utilisation. Afin de s'adapter à cette condition, la forme interne du mélangeur doit être lisse, la surface intérieure doit être polie avec une grande précision et elle doit être facile à nettoyer. Pour éviter une éventuelle contamination de l'huile lubrifiante, les roulements et les joints ne doivent pas entrer en contact direct avec le mélange ni reposer sur celui-ci. Les mélangeurs à tambour rotatif, c'est-à-dire les mélangeurs à double cône courants, les mélangeurs de type V-, etc., peuvent répondre aux exigences ci-dessus, avoir une forme simple et l'intérieur du mélangeur n'a aucun contact avec la partie rotative.
L'équipement de mélange par convection à basse vitesse doté d'un dispositif de turbine complexe présente non seulement des problèmes de nettoyage, mais tous les équipements de mélange par convection présentent également la possibilité d'un contact entre le mélange et la surface de lubrification, tels que les mélangeurs à ruban horizontal, les mélangeurs coniques, etc. De plus, de nombreux mélangeurs ne sont pas adaptés aux environnements de traitement où les spécifications du produit changent fréquemment et nécessitent un nettoyage en profondeur.
Confinement du mélangeur
Lors de la sélection d'un mélangeur, en plus de fournir des produits de haute-pureté, les problèmes environnementaux tels que le déversement de poussière et la pollution de l'environnement doivent également être pris en compte. D'un point de vue sanitaire, sécuritaire et économique, les déversements de poussière doivent être minimisés et toutes les poudres doivent être scellées dans un récipient de mélange fermé pour fonctionner. Toutefois, lors des opérations d'alimentation et de déchargement, le conteneur fermé doit être ouvert. À ce moment-là, de fines poussières déborderont et se disperseront dans l'air ambiant, et des mesures correspondantes doivent être prises pour minimiser la pollution.
pulvérisation
Parfois, le processus de mélange doit éviter ou favoriser la réduction de la taille des particules, c'est-à-dire l'effet d'écrasement du mélangeur. Dans des circonstances normales, le fonctionnement « doux » du mélangeur à tambour et du mélangeur à convection à basse-vitesse ne provoquera pas de pulvérisation évidente ; mais l'équipement de mélange avec une turbine à grande vitesse impactant les particules ou l'équipement de mélange avec un fort effet de cisaillement a une forte pulvérisation. effet. Par conséquent, si l'effet de broyage du mélangeur doit être faible, l'utilisation de mélangeurs à turbine à grande vitesse et d'équipements de mélange avec un petit espace entre la turbine et la paroi interne du mélangeur doit être évitée.
problème d'augmentation de la température
Les mélangeurs pulvérisateurs avec un apport énergétique important peuvent produire une élévation objective de température dans le mélange. Si le préchauffage du mélange dans le mélangeur provoque une décomposition, ce type d'équipement de mélange ne doit pas être utilisé. Parmi eux, dans des cas individuels, l'augmentation de température formée par le mélangeur à turbine à grande vitesse peut être utilisée pour amener un certain composant du mélange à se rapprocher du point de fusion et assurer la liaison physique des composants du mélange.
problème d'usure
Pour les particules ayant de fortes performances de broyage, le problème d'usure du mélangeur est plus important que le broyage des particules, et même le contact avec les cendres volantes de tels mélanges peut endommager les roulements. À cet égard, les équipements de mélange à tambour rotatif sont avantageux car le mélange n'entre pas en contact avec des surfaces lubrifiées et la simple paroi du tambour peut être protégée par un revêtement résistant à l'usure.
Poudre humide mélangée
Pour le mélange de poudre humide, un équipement de mélange par convection qui ne repose pas sur la circulation naturelle peut être utilisé, c'est-à-dire un équipement de mélange par convection forcée. Si l'humidité augmente dans le mélangeur à tambour rotatif, afin d'éviter l'agglomération et l'agglomération d'une grande quantité de matériaux, une roue d'agitation peut être installée dans le mélangeur.
fonctionnement continu
Pendant une opération de mélange continue, les spécifications du mélange ne changeront pas fréquemment et la fonction de nettoyage du mélangeur n'est pas très importante. La clé est le temps de travail, avec des fonctions de charge et de décharge continues.
De plus, les normes de conception des équipements de mélange continu sont également très différentes de celles des équipements de mélange par lots. Les principales manifestations sont les suivantes : dans le cas de la sélection de différents types de systèmes de contrôle de l'alimentation, les mélangeurs en continu s'attendent parfois à ce qu'une grande quantité de rétromélange se produise à l'intérieur du mélangeur.
2. Sélection selon les exigences de qualité du mélange :
La qualité du mélange et l'efficacité du mélangeur se complètent. Ce n'est qu'avec la qualité du mélange que l'efficacité de l'équipement de mélange peut être atteinte. Un point de référence raisonnable pour comparer l’efficacité du mélangeur est la qualité du mélange d’équilibre. Le temps nécessaire aux différents mélangeurs pour atteindre cette condition d'équilibre varie considérablement, et un mélange standard peut être utilisé pour évaluer de manière exhaustive son efficacité en comparant les performances de chaque mélangeur.
L'équipement de mélange avec mélange par diffusion ou mélange par cisaillement comme mécanisme de mélange principal est souvent classé, tandis que l'équipement de mélange avec mélange par convection comme mécanisme de mélange principal est moins classé. Un mélangeur qui repose sur la rotation ou l'agitation, tel qu'un mélangeur à coque rotative ou un mélangeur à agitation verticale, peut produire un certain degré de classification, mais un mélangeur doté d'une turbine à pelle tel qu'un mélangeur à ruban-monté peut réduire la tendance à la classification.
De plus, le degré de classification dépend également des caractéristiques des composants. Lorsque le matériau ajouté est trop fin ou humide pour aggraver la fluidité, la qualité du mélange produit par le mélangeur avec des structures différentes ne sera pas très différente. À l’heure actuelle, le choix de la structure sera principalement déterminé en fonction des exigences de prix et de processus. Cependant, si le matériau présente une bonne fluidité et un large tamisage, il doit être sélectionné dans un mélangeur ne présentant pas de phénomène de granulation pour obtenir un meilleur effet de mélange.
Lors du choix d'un mélangeur pour poudre visqueuse, il convient principalement de prendre en compte le taux de mélange, qui est plus important que la qualité du mélange équilibré. Il convient également de noter que la vitesse de mélange d'un même mélangeur dans différentes directions peut être différente. Par exemple, la vitesse de mélange du mélangeur à tambour rotatif est relativement rapide dans la direction radiale, tandis que la vitesse de mélange dans la direction axiale est relativement lente. Cependant, pour un mélange ayant de bonnes propriétés d’écoulement, le taux de mélange a peu à voir avec la méthode d’alimentation initiale en raison de la forte mobilité d’une seule particule.
Dans le même temps, lors de l'évaluation des performances du mélangeur, la caractéristique de fonctionnement selon laquelle le mélangeur doit être complètement vide ne peut être ignorée. En effet, l'opération de vidange est souvent conçue pour la diffusion vers le bas des particules sur des surfaces inclinées et implique souvent un cisaillement du corps principal du mélange. , et ces facteurs favoriseront la classification, il est possible que le mélange original de haute-qualité dans le mélangeur soit détruit par le processus de décharge.
Troisièmement, selon la sélection des coûts de processus mixtes :
S'il existe deux mélangeurs ou plus pouvant répondre aux exigences du procédé et assurer la qualité du mélange, le choix du mélangeur dépendra du coût unitaire de l'opération de mélange. À ce stade, il est important d’estimer complètement et correctement le coût du mélange. En règle générale, le mélange de poudres représente un faible pourcentage des coûts totaux de production d'un produit, et le mélange ne devient un processus coûteux que lorsque le temps de production est long en raison de produits-hors spécifications.
Par conséquent, le choix d’un équipement de mélange qui répond à la fois aux spécifications de qualité du mélange et qui est bien coordonné avec l’ensemble du processus est plus important que de petites économies sur les coûts d’exploitation.
Le coût du processus de mélange peut être décomposé en trois parties : A, amortissement de l'investissement ; B, consommation d'énergie ; C, salaires du travail.
Pour le processus de mélange par lots de matériaux en poudre et granulaires, la différence entre le coût d'exploitation unitaire de l'utilisation d'un mélangeur à convection et d'un mélangeur à tambour est très faible. Dans la détermination du coût total du processus de mélange, dans la plupart des cas, les coûts de main-d'œuvre prédominent, et les mesures susceptibles de réduire le contenu en main-d'œuvre peuvent réduire les coûts d'exploitation unitaires.
L'une des mesures visant à réduire le contenu en main-d'œuvre consiste à réduire la fréquence de fonctionnement du cycle de mélange, c'est-à-dire à augmenter de manière appropriée la capacité du faible flux de processus, c'est-à-dire à augmenter de manière appropriée la capacité installée du mélangeur. Cependant, les économies de main d’œuvre entraîneront une augmentation des dépenses d’amortissement, le temps de cycle doit donc être optimisé. Des conceptions appropriées de sur-capacité sont possibles, comme pour les mélangeurs à faible taux de mélange.
La deuxième mesure pour réduire le contenu en main-d'œuvre consiste à utiliser des opérations de mélange en continu. Dans ce cas, la consommation de main-d'œuvre est faible et le rôle principal du mélangeur est d'agir comme un récipient tampon pour atténuer les fluctuations des taux d'alimentation des ingrédients. Et l'opération de mélange continue n'augmentera pas les dépenses d'amortissement tout en réduisant le coût de la main-d'œuvre. Il convient toutefois de souligner que lorsque l’accent est mis sur le contrôle du flux de particules du système de stockage vers l’équipement, le coût des équipements auxiliaires augmente.
