Смешивание, смачивание сыпучих материалов
Смешивание можно разделить по организационно-технической структуре на периодическое и непрерывное, соответственно смесители так же подразделяются на смесители периодического и непрерывного действия.
При использовании смесителей периодического действия части смеси периодически загружают в смеситель, что дает возможность обеспечить их точное соотношение, а так же обеспечить стабильную работу при большом количестве компонентов. Однако смесители непрерывного действия выполняют работу быстрее за счет того, что компоненты одновременно смешиваются и транспортируюся к разгрузочному потрубку, достигая однородности.
На выбор непрерывного или периодического смешивания влияют свойства компонентов (размер частиц, их форма, удельный вес, влажность и другие свойства)
По типу смешивания массы внутри смесителя, они делятся на:
- циркуляционные
- объемного смешивания
- диффузионного смешивания
Смешивание сыпучих материалов в циркуляционных смесителях обусловлено движением потока материала внутри смесителя. Движение материала обеспечивает либо перемешивающий орган, либо специальные конвейеры.
В смесителях объемного смешивания масса перемешается рабочим органом хаотически по всему объему смесителя.
Диффузионные смесители обеспечивают смешивание частицы отдельных компонентов под действием внешних сил и тогда частицы начинают перераспределяться наподобие молекул при диффузии в газах. В этом случае дополнительно создаются разреженные слои смешиваемого материала путем вибрации или псевдоожижения.
Качество смешивания определяется:
- Скоростью движения массы
- Размером камеры смешения
- Длинной и формой инструмента, применяемого при смешивании
- Характеристиками смешиваемых компонентов
Для смешивания внутри аппарата могут стоять лезвия, которые обеспечивают так же и измельчение массы, вместе с этим лезвия не дают материалу прилипать к стенкам смесителя.
При ленточном смешивании работают два вала, которые направляют массу в направлении от центра и к центру, перемешивание компонентов в основном происходит за счет конвекции.
Смесители могут быть оснащены функциями теплообмена, сушки, нагрева и охлаждения.
Так же к процессу смешивания сыпучих материалов можно отнести смачивание. Увлажнение необходимо не только в том случае если стоит задача добавления жидкости в смешиваемые компоненты, но так же смачивание решает задачу сбора, кондиционирования и переработки пыли.
Смачивание твердых материалов может происходить в разные моменты производства:
- добавление жидкости в твердую часть входного материала в смеситель;
- добавление жидкости в камеру смешивания;
- добавление жидкости на выходе смеси.
Если, однако, необходимо добавить небольшое количество жидкости в продукт, который будет распределен равномерно по всей массе, жидкость может быть введена вместе с воздухом, это позволит улучшить распыление.
Так же при смешивании сыпучих материалов часто стоят задачи изготовления гранулирования и окусковывания.
Гранулирование подразумевает под собой получение из материала частиц одинаковой правильной формы и размера, частицы гранул имеют больший размер чем частицы смешиваемых компонентов. В процессе гранулирования увлажненный материал под действием физических сил скатывается в гранулы. Размер гранул зависит от вида материала, способа его дальнейшей переработки или применения и составляет 0,2—25 мм. Формирование < 1-мм гранул называется микрогранулированием.
Окусковывание производится, когда необходимо превратить мелкие частицы сыпучего продукта в куски с заданными свойствами, для удобства их дальнейшей обработки. Размер частиц пригодных для окусковывания не менее 10 мм.
Окусковывание проводимся тремя способами:
- Путем агломерации - выходом является агломерат 5-60 мм;
- Путем окомковывания - окатыши размером 9-16 мм;
- Путем брекетирования- получают брекеты с заданными формами и размерами.
Оборудование
Смесители
Cмесители предназначены для последовательно периодического и непрерывного смешивания сыпучих материалов.