A porkeverés egyenletességének értékelése
A porkeverés egyenletességének értékelése
A porkeverés az ipari termelésben elterjedt művelet, amelyet széles körben alkalmaznak a vegyiparban, a gyógyszerészetben, az élelmiszeriparban és az építőiparban. Ez az egyik legkritikusabb működési eljárás a gyógyszerek, takarmányok, cementek és egyéb termékek gyártása során. A poranyag keverése azt a műveleti folyamatot jelenti, amelyben a különféle komponensű porszemcsék változnak mozgási sebességükön vagy irányukon a keverőben, végül a különböző komponensekkel rendelkező részecskéket véletlenszerűen és egyenletesen osztják el a keverőben.
A keverési hatás közvetlenül meghatározza a termékek minőségét, ezért nagyon fontos a poranyagok hatékony keverése. Mivel a por mozgása a keverési folyamatban nagyon összetett, az anyagok keverési hatásának helyes értékelése mindig is kutatási hotspot és nehézség volt az iparban.
Ez a cikk összefoglalja a poranyagok keverési elvét, a keverés egyenletességének értékelési módszereit, a keverési egyenletesség értékelését befolyásoló tényezőket és a keverési hatás különféle értékelési módszereinek főbb jellemzőit.
1. Keverési elv
Az anyagok keverési folyamatában a keverési elv felosztható konvekciós keverésre, nyíró keverésre és diffúziós keverésre a keverőben lévő porszemcsék mozgási állapota szerint. A konvekciós keverés azt jelenti, hogy a keverő hatására a különböző komponensek szilárd részecskéi nagy mértékben mozognak és keverednek az oda-vissza áramlás folyamata során. A nyíró keverés azt jelenti, hogy a különböző összetevőkből álló szilárd részecskék eltérő mozgási sebessége miatt sok csúszási felület képződik a porban, és a csúszó felületek között viszonylagos csúszás következik be, amely vékony rétegű folyadékként keveredik. A diffúziós keverés két szomszédos részecske mikroszkopikus állapotban történő helyi keveredését jelenti. A szomszédos részecskék közötti kölcsönös helyzet megváltozása miatt a porszemcsék behatolnak és összeolvadnak egymással.
A tényleges keverési folyamatban a konvekciós keverés, a diffúziós keverés és a nyíró keverés három keverési elve egyszerre hat. Azonban mindig egy vagy több keverési mechanizmus uralja, vagy a különböző keverési szakaszokkal és feltételekkel rendelkező mechanizmusok vezető szerepet játszanak. A porkeverés első lépése általában a konvektív keverési szakasz, amelyet a gyors makroszkopikus keverési sebesség jellemez. A második szakasz a konvekciós keverés és a nyíró keverés együttes cselekvési szakasza, amikor az anyagok keverési sebessége lelassul. A harmadik szakasz a diffúziós keverési szakasz, amikor az anyagok keverési egységessége állandó értéken felfelé és lefelé ingadozik, ami azt jelzi, hogy a porszemcsék mikrokeverési szakaszban vannak, és a por keverési és elválasztási fázisai kiegyensúlyozott.
Az elemzés szerint az anyag kezdeti keverési szakaszában a porszemcsék gyorsan összekeverhetők és a keverési sebesség nagyobb, de a legjobb keverési állapot elérése után a keverési sebesség lelassul és a keverési hatás megváltozik. ellenkező irányba. Ebben az időben a por keverési állapota nagyon rendezetlen, amit szegregációnak nevezünk. Látható, hogy a keverési idő meghosszabbítása nem feltétlenül javítja az anyagok keverési egységességét, de csökkentheti a keverési hatást, így a keverési hatás helyes értékelése és a keverési állapot pontos megítélése nagyon fontos a végső keverési hatás szempontjából.
2. Keverési hatás értékelése
A poranyagok keverési hatásának értékeléséhez tudományos módszereket kell alkalmazni a keverési hatás kvantitatív elemzésére és a keverési egységesség pontos megítélésére. A keverési folyamat bonyolultsága miatt azonban a részecskék tényleges mozgási törvénye a poranyagok keverése során jelenleg nem teljesen felfogható. A vegyes hatás értékelési módszerei főként kémiai elemzést, nyomjelző módszert és instrumentális elemzési módszert tartalmaznak. Ezen értékelési módszerek között egyre inkább alkalmazzák az instrumentális elemzési módszert. Az instrumentális elemzés főként digitális képelemzést, közeli infravörös spektroszkópiát, röntgenspektroszkópiát stb.
3. A keverék egyenletességének értékelését befolyásoló tényezők
A poranyagok egyenletességének keverési elemzési folyamatában a mintavételi mennyiség és a mintavételi idők két tényezője befolyásolja a legnagyobb mértékben a meghatározási eredményeket.
A mintavételi mennyiség fontos tényező, amely befolyásolja a keverés egyenletességének kimutatását. Ha a mintavételi mennyiség nagy, és az összes vegyes anyagból mintát vesznek és detektálnak, akkor a keverés egyenletességének kimutatási eredménye nagyon pontos. Ha a mintavétel mennyisége nagyon kicsi, ha a minta csak egyetlen részecskét tartalmaz, akkor a keverési egységesség detektálásának pontossága nagyon gyenge lesz. Általánosságban elmondható, hogy a keverék egységességének kimutatásának pontossága a mintavétel mennyiségének növekedésével nő. Általában kétféle módon lehet meghatározni a mintavételi mennyiséget: (1) a termék minőségének szigorúsága határozza meg. (2) A kutatási cél és a mintavételi módszerek korlátozása szerint. A tényleges termelés során a mintavételi mennyiségnek a lehető legközelebb kell lennie a végtermék mennyiségéhez,
A mintavételi idők szintén fontos tényezők, amelyek befolyásolják a poranyagok keverési egységességének értékelését. Minél hosszabb a mintavételi idő, annál reprezentatívabbak a vizsgálati eredmények. Amikor a képfeldolgozási módszert alkalmazzák a keverés tanulmányozására, a különböző mintavételi mennyiségek és mintavételi idők hatása a keverés egyenletességének kimutatási eredményeire azt mutatja, hogy a mintavételi mennyiségekhez képest a mintavételi idők nagyobb hatással vannak a keverés egyenletességének pontosságára. Azonban a tényleges gyártási folyamatban sok korlátozó tényező hatása miatt értéke nem lehet túl nagy.
