Industrielle Mischung

Eric Maynard, Vizepräsident, Jenike & Johanson | 25. Januar 2021

Mischen und Mischen – ein wichtiger Prozessschritt in einer Vielzahl industrieller Anwendungen. Es ist erstaunlich, darüber nachzudenken, wie viele Schüttgüter Mischvorgänge durchlaufen, um Homogenität auf dem erforderlichen Qualitätsniveau zu erreichen, unabhängig davon, ob es sich um Rohmaterial, Zwischenprodukt oder Endprodukt handelt.

Ich denke oft über die Analogie zwischen der Wahl eines Mixers und einem Werkzeugset nach, bei dem man über einen Werkzeugkasten mit einer Vielzahl von Handwerkzeugen wie einem Hammer, einem Schraubenzieher (verschiedene Typen/Größen), einer Zange, einem Schraubenschlüssel und einem Drahtschneider verfügt. So wie man zum Durchtrennen eines Drahtes einen Drahtschneider benötigt, anstatt einen Hammer vergeblich einzusetzen, stellen Sie sich vor, Sie würden einen Standmixer verwenden, um eine sehr kohäsive Mischung wie Schokoladenstückchen und Keksteig zu vermischen – das wird nicht funktionieren!

Wie wäre es mit dem Allheilmittel eines „Universalmixers“? Sogar ein Werkzeug der Schweizer Armee verfügt über mehrere Werkzeuge, die Sie bei Ihrer Aufgabe unterstützen. Einen Universalmixer gibt es eigentlich nicht, denn selbst das beworbene Gerät kann mit nur einem Gerät nicht halten, was es verspricht. Stellen Sie sich vor: Wenn Sie ein Hammer sind, sehen viele Dinge wie ein Nagel aus!

Lassen Sie uns über einige gängige industrielle Mischvorgänge nachdenken, bei denen eine Vielzahl von Technologien eingesetzt werden, um zuverlässig und effizient eine gleichmäßige Mischung zu erreichen.

Die Lebensmittelindustrie verlässt sich häufig auf Bandmischer, um Lebensmittelpulver wie Zucker, Mehl und chemische Zusatzstoffe wie Phosphate oder Stearate zu vermischen. Diese Mixer halbverflüssigen das Pulver, um die Zutaten schnell in einem Chargenvorgang zu integrieren, was Flexibilität, Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Herstellung ermöglicht.

In der Batterieindustrie werden bei der Herstellung von Kathodenmischungen in der Regel Pflugmischer eingesetzt, die in der Lage sind, kohäsive Pulver mit Flüssigkeiten zu mischen, die zur Erzeugung der chemischen Mischung vor der Verdichtung erforderlich sind. Der Pflugmischer verarbeitet die Mischung problemlos mit einer schnellen Mischzeit und der Möglichkeit, Agglomerate durch den Einsatz von Tulip-Hochgeschwindigkeitseffektoren zu zerkleinern.

Stellen Sie sich die Herausforderungen in der Pharmaindustrie vor, wenn es darum geht, je nach Prozessschritt, den Sie entwerfen, einen geeigneten Mixer auszuwählen. Wenn Sie beispielsweise eine direkt verdichtete Mischung verarbeiten, können Sie einen Taumelmixer in Doppelschalen- oder Doppelkegelkonfiguration verwenden. Wenn Sie dagegen einen Nassgranulierungsprozess durchführen, verwenden Sie wahrscheinlich einen Hochschermischer, dessen Zerkleinerer mit über 4.000 U/min laufen, um Partikelcluster aufzubrechen. Dann gibt es noch die Tablettenbeschichtung, bei der Flüssigkeiten zu trockenen Tabletten hinzugefügt werden, um eine sanfte Trommelbeschichtung der endgültigen Dosierungsprodukte zu gewährleisten. Diese Beispiele veranschaulichen, dass der „Hammer“ nicht die Lösung für alle Mischprozesse ist.

Das Mischen ist in der Kunststoffindustrie für kundenspezifisch zusammengesetzte Kunststoffe von größter Bedeutung. Schauen Sie sich an, wie weit Kunststoffe schon bei Limonadenflaschen gekommen sind. Wann ist Ihnen das letzte Mal eine 2-Liter-Flasche heruntergefallen und sie ist zersplittert oder das Plastik wurde durchscheinend? Wahrscheinlich nicht seit den 80ern. Die chemischen Zusätze zu HDPE und PP haben nicht nur die Eigenschaften verbessert, sondern auch der kontinuierliche Mischprozess zur Beschickung von Compoundierextrudern ist in jeder Folien- oder Extrusionsanlage zur Herstellung von Milchkännchen, Shampooflaschen oder Zahnpastabehältern alltäglich geworden. Die Schlagzähmodifikatoren, Klärmittel, UVA-/UVB-Inhibitoren und Flammschutzmittel werden durch den effektiven Einsatz kontinuierlicher Bandmischer, die Hochdurchsatz-Formanlagen versorgen, effektiv in den Neukunststoff eingearbeitet.

Einige Branchen sind sogar in der Lage, Technologien namens „Trichtermischer“ einzusetzen, bei denen ein mit einem ungemischten Feststoff gefülltes Silo mit nicht spezifikationsgerechten Feststoffen gemischt werden kann. Material durch zwei bis vier Umwälzdurchgänge, wobei nur die Schwerkraftströmungsausrüstung zum Einsatz kommt. Dieser Ansatz ermöglicht einen hohen Durchsatz, effizientes Mischen und die Möglichkeit, nicht spezifikationsgerechtes Material zu lagern und einzumischen. Diese Technologie wird seit Jahrzehnten in der Kunststoffindustrie eingesetzt.

Woher wissen Sie also, dass Sie bei der Auswahl eines Mixers oder Mixers die richtige Wahl getroffen haben? Die Antwort liegt natürlich in einer effektiven Probenahme. Es reicht nicht aus, zu wissen, was Sie in einen Mixer geben. Eine ordnungsgemäße Probenahme der Mischung ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass Sie den Endzustand der Mischung erreicht haben. Auch die Probenahme des Stroms am Ende der Entladung ist von entscheidender Bedeutung. Dieser letzte Schritt wird oft übersehen, da viele glauben, dass das Material, das in den nächsten Schritt des Prozesses gelangt, garantiert genauso gut ist, wenn der Mischer/Mixer eine gleichmäßige Konsistenz aufweist. Das ist in den meisten Fällen eine falsche Hoffnung. Kurz gesagt: Ihre Arbeit ist mit dem Mischen noch nicht erledigt. Tatsächlich fängt die wirklich harte Arbeit zur Vermeidung der Auswirkungen der Segregation gerade erst an!

Eric Maynard ist Vizepräsident von Jenike & Johanson. Für weitere Informationen rufen Sie 978-649-3300 an oder besuchen Sie www.jenike.com.

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