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  • 粉體粉末干粉混合原理                  
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            了解粉末粉體干粉的混合原理是掌握混合工藝的關鍵。

     一、粉體混合的概述

            在制藥、食品添加劑、粉末冶金、化工等許多行業中需要將多種粉末按一定配方比例均勻混合在一起,然后加工制成終端產品。在此過程中,各種成分粉體的均勻分布對最終產品的性能具有直接的重要影響。所謂混合,即是粉體物料在外力(重力或者機械力等)作用下發生運動速度和運動方向的改變,使各組分顆粒均勻分布的操作過程。

    二、粉體混合的原理

            在混合機中,物料的混合使用方式一般認為有以下三種:
            1、擴散混合——粉體小規模分層擴散移動,在外力作用下分離的粉體移動到不斷展現的新生層面上,使各組分粉體在局部范圍內擴散實現均勻分布。
            2、對流混合——粉體大規模隨機移動,粉體在外力的作用下產生類似流體的運動,粉體從物料的一處位移至另一處,使粉體在大范圍內對流實現均勻分布。
            3、剪切混合——對粉體物料團內部進行剪切,在外力的作用下粉體間出現相互滑移現象,形成滑移面,使局部的粉體不斷地被剪切實現均勻分布。
           上述三種混合作用是不能決然分開的,各種混合機都是以上述三種作用的某一種作用起主導作用。各種混合設備由于結構不同,混合效果有顯著差別(見下表)。
    混合機類型 對流混合效果 擴散混合效果 剪切混合效果
    重力對流擴散式(容器旋轉) ?小
    強制剪切攪拌式(容器固定內加槳葉)
    重力擴散疊加強制剪切攪拌

    三、混合設備中的混合原理

           在整個混合過程中,無論是人工混合還是機械設備混合,按工作原理分為重力對流擴散型混合和強制剪切攪拌型混合兩類。
            1、重力對流擴散型混合原理
            通過機械力不斷抬高粉體重心,利用重力迫使粉體反復向下進行流動、擴散、對沖、折疊等運動的混合方法。其作用是宏觀上使粉體之間相互摻和、滲透,從而達到混合均勻的目的。代表機型:V型混合機、三維混合機、雙錐機等。
    下圖表示V型混合機的混合原理:

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            從上圖中可看到V型混合機內的粉體物料宏觀對流快速高效,粉體內部的微觀顆粒位移、互換較緩慢。
           
            2、強制剪切攪拌型混合原理
            利用容器內的運動槳葉強制對粉體進行反復地攪拌、剪切等運動的混合方法。其作用是微觀上不斷打散粉體顆粒之間的相鄰關系,讓粉體顆粒充分地移動、互換,達到粉體混合均勻的目的。代表機型:槽式螺帶混合機、單錐螺桿混合機、犁刀混合機。
           
    下圖表示臥式螺帶混合機的混合原理:

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             從上圖中可以看到臥式螺帶混合機中的粉體物料在強制剪切攪拌作用下,其微觀的粉體顆粒位移、互換快速高效,但是料桶內物料的整體宏觀移動較緩慢(料桶左邊的物料若移動到右邊需要較長的時間)。
            3、兼有重力擴散型混合原理和強制剪切型混合原理的混合機
            如果一臺混合機兼有重力擴散型混合原理和強制剪切型混合原理,則是一個非常理想的混合機型。這樣的機型可以發揮重力擴散型混合的優點即宏觀對流、擴散高效,還可發揮強制剪切型混合的優點即微觀上顆粒之間的位移、互換充分彌散。
             目前市場上的雙運動混合機就是兼有這兩種混合原理的混合機。
             下圖表示雙運動混合機的混合原理:
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            圖中可體現雙運動混合機把重力擴散型混合和強制剪切型混合同時作為自己的主要混合手段,所以具有了粉體宏觀快速流動、擴散,微觀強制快速位移、互換、彌散。從而在混合效率上和混合均勻度上均有較好效果。
             在實際工作中,很合混合設備都是以實現某一種混合原理為主的實施操作,但也會伴隨其他混合原理的發生。  
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