Блог

Mar 08, 2023

Как получить наилучшую смесь: методы порошковой индукции

Эрин Диллон, координатор по СМИ и маркетингу, Charles Ross & Son Co. | 23 января,

Эрин Диллон, координатор по СМИ и маркетингу, Charles Ross & Son Co. | 23 января 2023 г.

После сбоев в цепочках поставок, вызванных пандемией, и повышения цен на сырье, в 2023 году производители будут уделять приоритетное внимание экономии затрат и повышению эффективности. Один из ключевых вопросов, который неоднократно задают клиенты, заключается в том, как они могут быстро и эффективно добавлять порошкообразные ингредиенты в жидкость. Трудности объединения сухих и влажных компонентов налагают ряд ограничений. Одной из проблем является сведение к минимуму пыли и предотвращение опасностей, передающихся по воздуху. Другой задачей является создание однородной смеси (будь то дисперсия или раствор) путем приложения соответствующего усилия сдвига. Включение гидрофобных порошков в водный носитель представляет собой еще один уровень сложности, поскольку они устойчивы к намоканию и образуют стойкие агломераты, также известные как «рыбий глаз».

Операторы разрабатывают обходные пути для достижения своих целей по смешиванию, такие как трудоемкий процесс просеивания порошков и медленного добавления их в партию или быстрое добавление порошков и измельчение партии для разрушения агломератов. В крайних случаях операторы прибегают к избыточной загрузке твердых частиц и отделению неизбежных комков, которые остаются недиспергированными даже после чрезмерно длительного перемешивания. Этот процесс не только трудоемкий, но и требует дорогостоящего сырья и энергии, а также нарушает целостность рецептуры между партиями.

Если при использовании некоторых загустителей порошки загружаются слишком медленно, в середине процесса может произойти неконтролируемое нарастание вязкости, препятствующее полному включению оставшихся твердых частиц. С другой стороны, если порошки добавляются на поверхность партии слишком быстро в условиях турбулентного потока, процесс становится склонным к пылению и всплытию порошков. Кроме того, агрессивное перемешивание может привести к чрезмерному сдвигу уже гидратированных частиц. Длительное интенсивное перемешивание может привести к постоянной потере вязкости или другим нежелательным реологическим свойствам.

В дополнение к ранее описанным обходным путям некоторые производители внедрили системы эжектора для улучшения индукции порошка в жидкость. В этих системах жидкость закачивается с высокой скоростью в камеру Вентури, а затем в поточный смеситель. Вакуум, создаваемый в камере Вентури, втягивает порошки из верхнего бункера в эдуктор, где они присоединяются к потоку жидкости. Потоки порошка и жидкости затем смешиваются с помощью роторно-статорного устройства, которое направляет поток вниз по потоку. Хотя эта конфигурация устраняет проблемы пыления и плавания, связанные с периодическими системами, у нее есть недостатки. Во-первых, система, состоящая из трех отдельных устройств, соединенных последовательно, обычно требует существенного технического обслуживания. Балансировка производительности насоса, эжектора и смесителя зачастую затруднена, а время простоя во многих случаях довольно велико. Наиболее серьезное ограничение связано с эксплуатационными ограничениями, присущими трубке Вентури или эдуктору, поскольку засорение является очень распространенным явлением. Система темпераментна и требует от оператора большого опыта и внимания для правильной работы. Поскольку скорость подачи эдуктора определяется вакуумом, создаваемым быстро движущимся потоком, она также сильно зависит от вязкости. Эффективность эжектора постепенно снижается по мере увеличения вязкости, пока наконец не остановится.

Когда необходимо добавить большое количество порошков в больших объемах или когда трудно диспергируемые твердые вещества полностью смачиваются слишком долго даже при использовании высокоскоростной лопасти, стоит рассмотреть возможность использования роторно-статорного смесителя со встроенной функцией индукционной подачи порошка. .

Одним из примеров является система впрыскивания твердых веществ/жидкости Ross (SLIM). Он вводит порошки, такие как коллоидный диоксид кремния, карбонат кальция, камеди, крахмалы и пигменты, в жидкую фазу прямо в зоне высокого сдвига, способствуя мгновенному смачиванию. Дисперсии и растворы создаются за меньшее время по сравнению с традиционными методами добавления порошков поверх перемешиваемой смеси или с использованием эдуктора. Используя специально разработанный роторно-статорный смеситель, технология SLIM создает интенсивный вакуум в зоне высокого сдвига и всасывает порошки в поток жидкости – сухие и влажные материалы объединяются именно в той точке, где происходит интенсивное смешивание, а не в восходящий эдуктор. Это позволяет SLIM обрабатывать большие объемы твердых веществ без засорения и образования агломератов. Еще одним преимуществом является относительно беспыльная работа: операторы сообщают о значительном уменьшении содержания частиц в воздухе в зоне смешивания.