Hvordan forbedrer en dobbeltplanetmixer højviskositetsblanding? Et kig på blandingsprincipper og elementvalg

Inden for blanding af materialer med høj viskositet erdobbelt planetblanderer et stykke udstyr, der ofte nævnes, men alligevel ofte misforstås.

Mange opfatter det blot som "langsomt", med udsigt over den sofistikerede logik bag dets bevægelsesdesign.

I processer, der involverer høj viskositet, højt tørstofindhold og strenge krav til ensartet blanding, står konventionelt blandeudstyr ofte over for en fælles udfordring: evnen til at flytte materialet uden at opnå en homogen blanding.

Det er på denne baggrund, at den dobbelte planetblander er dukket op som uundværligt udstyr til finkemikalier, avancerede materialer og funktionelle formuleringer.

Hvad er en Double Planetary Mixer?

Det grundlæggende arbejdsprincip for enDobbelt planetarisk mixerer baseret på to samtidige bevægelser.

Blandeakslerne bevæger sig rundt i midten af ​​blandebeholderen med planetbæreren. Samtidig roterer de enkelte aksler om deres egne akser.

I en typisk konfiguration roterer de to blandingselementer i den modsatte retning af planetbevægelsen.

Dette betyder, at blandeelementerne ikke forbliver i ét fast område af beholderen. Når planetbæreren bevæger sig, passerer de kontinuerligt gennem forskellige dele af partiet.

For materialer med høj viskositet er denne bevægelse vigtig, fordi materialet ikke flyder så let som vand eller andre lavviskose væsker. I stedet for blot at skabe et hurtigt cirkulært flow, flytter, folder og omfordeler mixeren materialet gentagne gange.

Det praktiske mål er ligetil:

Hold mere af materialet i bevægelse i stedet for at lade visse områder forblive relativt stillestående.

Hvordan virker den dobbelte planetariske blandingsbevægelse?

Blandingseffekten kommer hovedsageligt fra kombinationen af ​​planetbevægelse og akselrotation.

1. Planetbevægelse dækker forskellige områder af fartøjet

Når planetbæreren roterer rundt om beholderen, skifter blandeelementerne konstant position.

Dette hjælper mixeren med at nå områder, der ellers ville være længere væk fra en konventionel omrører med fast akse.

For materialer med høj viskositet er dette særligt nyttigt, fordi selve materialet muligvis ikke cirkulerer let.

2. Individuel akselrotation skaber yderligere blandingshandling

Mens akslerne bevæger sig rundt om fartøjet, roterer de også individuelt.

Dette tilføjer endnu et lag af bevægelse til materialet. I stedet for at følge ét enkelt strømningsmønster, udsættes materialet gentagne gange for retningsændringer og lokale blandingskræfter.

Kombinationen af ​​disse to bevægelser er en af ​​hovedårsagerne til, at en Double Planetary Mixer kan håndtere materialer, der er svære at bearbejde med konventionelle omrørere.

3. Blanding af elementer hjælper med at holde materialet i processen

Når blandeelementerne arbejder tæt på karvæggen og bunden, kan materiale, der har tendens til at forblive i disse områder, bringes tilbage til hovedblandingsprocessen.

Dette er især nyttigt med tykke materialer, der har tendens til at klæbe til overflader eller bevæge sig meget langsomt.

Hvis processen også involverer opvarmning eller afkøling, kan det at holde materialet i bevægelse tæt på karvæggen hjælpe med at forbedre kontakten med den temperaturkontrollerede overflade.

Hvorfor bruger en dobbeltplanetmixer ikke bare en meget høj hastighed?

For materialer med høj viskositet betyder hurtigere ikke automatisk bedre.

En meget høj omdrejningshastighed kan øge lokal forskydning, men det løser ikke nødvendigvis dårlig cirkulation gennem hele batchen. Afhængigt af formuleringen kan for høj hastighed også introducere uønsket varme eller luft.

En Double Planetary Mixer tager en anden tilgang.

I stedet for helt at stole på høj hastighed, bruger den bevægelsen af ​​blandeelementerne til gentagne gange at bringe forskellige dele af batchen ind i blandezonen.

I praksis er de vigtige spørgsmål:

• Omfordeles materialet løbende?
• Deltager forskellige områder af beholderen i blandingsprocessen?
• Bliver materialet i nærheden af ​​karvæggen bragt tilbage i cirkulation?
• Giver det valgte blandingselement den type bevægelse, som formuleringen har brug for?

Dette er grunden til, at blandingsydelsen ikke bør bedømmes ud fra rotationshastigheden alene.

Hvordan påvirker forskellige blandingselementer resultatet?

Et af de nyttige aspekter ved en Double Planetary Mixer er, at forskellige blandingselementer kan vælges eller kombineres i henhold til materialet og processen.

Der er ikke noget enkelt blandeelement, der automatisk er bedst til enhver formulering.

Det rigtige valg afhænger af, om processen hovedsageligt kræverbulkbevægelse, aksial cirkulation, vægskrabning eller stærkere lokal spredning.

1. Spiralblandingselementer: Stærk materialebevægelse

Spiralblandingselementer giver en stærk skubbevirkning og kan hjælpe med at flytte mellem- til højviskositetsmaterialer gennem beholderen.

De er nyttige, når processen kræver mere aktiv bevægelse af bulkmaterialet i stedet for blot at blande en tynd væske.

De kan overvejes for materialer som harpiks, klæbemidler og pasta-lignende formuleringer, hvor det er vigtigt at opretholde materialecirkulation.

2. Vinklede blade med flere lag: Mere kompleks materialecirkulation

Flerlags vinklede klinger bruger klinger placeret i forskellige højder og vinkler.

I stedet for kun at skubbe materiale i én retning, kan arrangementet skabe en kombination af aksial og radial bevægelse.

Dette kan være nyttigt, når forskellige dele af partiet skal udveksle materiale mere effektivt.

For formuleringer, der indeholder både flydende komponenter og faste pulvere, kan denne type bevægelse hjælpe med at forhindre blandingen i at forblive koncentreret i separate områder.

3. Lige-ramme-blandingselementer: Nyttigt til højfaste systemer

Lige-ramme blandeelementer understreger bulk bevægelse.

De kan være nyttige til materialer med højt fast indhold eller tungt fyldte materialer, hvor blandingen er tyk og svær at flytte.

I disse applikationer er det ikke nok at skabe stærk lokal bevægelse. Blandeelementet skal hjælpe med at flytte en større del af batchen, så pulvere eller fyldstoffer ikke forbliver koncentreret i visse områder.

4. Skraberelementer: Håndtering af materiale nær karvæggen

Vægopbygning er et praktisk problem ved bearbejdning af klæbrige eller højviskose materialer.

Beholderens midte kan allerede være godt blandet, mens et lag materiale forbliver fastgjort til væggen.

Skrabeelementer arbejder tæt på karvæggen og fjerner kontinuerligt dette materiale fra overfladen og bringer det tilbage i blandingsprocessen.

Dette kan også være nyttigt i temperaturkontrollerede processer. At fjerne materiale fra karvæggen og returnere det til cirkulation kan hjælpe med at reducere stagnerende lag og forbedre varmeoverførslen.

5. Dispergeringselementer: Til processer, der kræver højere lokal forskydning

Nogle formuleringer kræver mere end bulkblanding.

Når pulvere, pigmenter, fyldstoffer eller andre partikler skal brydes op og dispergeres til en tyktflydende base, kan et dispergeringselement tilsættes for at skabe en mere koncentreret højforskydningszone.

I denne type opsætning udfører de forskellige elementer forskellige job:

De planetariske blandeelementer flytter bulkmaterialet, mens det dispergeringselement giver mere intensiv lokal forskydning.

Denne kombination kan være nyttig, når både den samlede blanding og partikeldispersion er vigtig.

Hvorfor kan det samme materiale kræve forskellige blandingselementer?

Blot at identificere et materiale som "klæbende", "tætningsmiddel" eller "gylle" fortæller ikke hele historien.

To lime kan for eksempel opføre sig meget forskelligt under blanding.

Man kan have moderat viskositet og kræve hovedsageligt ensartet blanding.

En anden kan indeholde en stor mængde pulverfyldstof og blive meget sværere at flytte. I så fald kan processen kræve stærkere bulkcirkulation samt bedre spredning.

Det samme gælder for andre højviskose formuleringer.

Før du vælger et blandingselement, er det mere nyttigt at forstå:

• Materiale viskositet
• Solid indhold
• Partikelkarakteristika
• Om agglomeration er et problem
• Påkrævet forskydningsniveau
• Vægopbygning
• Krav til varme eller afkøling
• Om vakuumafluftning er påkrævet

Blandingselementet bør så vælges omkring disse faktiske procesforhold.

Hvilke materialer behandles almindeligvis i en dobbeltplanetmixer?

Dobbelt planetblandere er almindeligvis overvejet til højviskositet og vanskelige at blande formuleringer, herunder:

• Højviskøse klæbemidler
• Fugemasser
• Silikoneforbindelser
• Højfaste slam
• Pasta-lignende materialer
• Visse elektroniske materialer
• Visse batterimaterialeformuleringer
• Polymerbaserede materialer

Selvom disse materialer adskiller sig betydeligt, deler de en vigtig egenskab:

De flyder og omfordeles ikke så let som væsker med lav viskositet.

Det er derfor, bevægelsen skabt af blandesystemet betyder så meget.

Til processer, der også kræver vakuumafluftning, kan blanderen kombineres med et vakuumsystem. I sådanne tilfælde skal blanding og afluftning overvejes sammen i stedet for at behandle dem som fuldstændig separate operationer.

Hvorfor kan en dobbelt planetarisk mixer fungere godt ved relativt lav hastighed?

En Double Planetary Mixer kan virke langsom sammenlignet med højhastighedsspredere, men hastigheden alene afgør ikke, om et viskøst materiale vil blande sig effektivt.

For tykke formuleringer er nøglen, hvordan materialet bevæger sig gennem karret.

Planetbevægelsen ændrer løbende blandeelementernes position, mens deres individuelle rotation skaber yderligere blandevirkning. Forskellige blandeelementer kan derefter bruges til at øge bulkbevægelsen, forbedre cirkulationen, skrabe karvæggen eller give stærkere lokal spredning.

Så i stedet for kun at spørge:

"Hvor hurtigt roterer mixeren?"

det er ofte mere nyttigt at spørge:

"Hvor effektivt flytter mixeren hele batchen?"

At vælge det rigtige blandingselement starter med materialet

Når du vælger en Double Planetary Mixer, er det fristende at starte med udstyrsstørrelse eller blandehastighed.

Et bedre udgangspunkt er selve materialet.

Spørge:

• Hvor tyktflydende er materialet?
• Hvor meget fast stof eller fyldstof indeholder det?
• Har pulveret tendens til at danne agglomerater?
• Kræver processen kraftig bulkbevægelse eller lokal spredning?
• Ophobes der materiale på karvæggen?
• Har batchen brug for opvarmning, afkøling eller vakuumafluftning?

Disse svar hjælper med at bestemme, hvilke blandingselementer og kombinationer der giver mening.

Hovedværdien af ​​en Double Planetary Mixer er derfor ikke blot, at to blandeaksler roterer på samme tid. Dens værdi ligger i evnen til at kombinere forskellige typer bevægelse og blandingsvirkning for materialer, der er svære at bearbejde med konventionelle omrørere.

A Dobbelt planetarisk mixerer ikke en universel løsning til enhver blandingsapplikation, men dens planetbevægelser gør den særlig anvendelig til mange højviskose og højfaste formuleringer.

Planetbevægelsen bliver ved med at ændre blandeelementernes position, akselrotation tilføjer yderligere blandevirkning, og forskellige blandingselementer påvirker, hvordan materialet flyttes, cirkuleres, skrabes eller spredes.

Så der er ikke noget enkelt blandeelement, der er bedst til enhver applikation.

Det mere brugbare spørgsmål er det ikke"Hvilket blandingselement er bedst?"

Det er:

"Hvilket blandingselement kan løse den sværeste del af min egentlige blandingsproces?"

Det er udgangspunktet for at vælge en Double Planetary Mixer, der matcher materialet frem for blot at vælge udstyr baseret på hastighed eller udseende.