ارزیابی کیفیت میکسر (میکسر) بر اساس کمیت های فیزیکی مختلف است:
الف. یکنواختی اختلاط: کمیت فیزیکی کیفیت مواد را تجزیه و تحلیل کنید و آن را از طریق نظریه احتمال به دست آورید. یکنواختی اختلاط با توجه به نوع مخلوط کن تعیین می شود.
ب- زاویه مرده: به پدیده فیزیکی اطلاق می شود که ماده نمی تواند در اختلاط در ظرف اختلاط شرکت کند. درصد زاویه مرده یک کمیت فیزیکی برای ارزیابی کیفیت میکسر است.
ج- زمان اختلاط: کمیت فیزیکی برای ارزیابی سرعت اختلاط که به زمان شروع اختلاط مواد مختلف تا زمانی که اختلاط به یکنواختی لازم می رسد اشاره دارد. زمان اختلاط با توجه به نوع و مدل میکسر تعیین می شود.
اصول اولیه انتخاب میکسر (میکسر):
هنگام انتخاب یک میکسر، اول از همه، لازم است موقعیت عملیات اختلاط در کل فرآیند تولید، هدف اختلاط، درجه اختلاط مورد نیاز، خواص فیزیکی و ظرفیت پردازش پودر و گرانول و سایر شرایط کاری مربوطه را درک کنید.
این شرایط کاری عمدتاً عبارتند از:
1. عملیات متناوب یا مداوم
2. این که آیا مواد حساس به برش هستند یا خیر
3. خورنده بودن یا نیاز به مواد ساختاری خاص
4. آیا به کاهش اندازه ذرات اجازه می دهد
5. حذف یا افزودن حرارت
6. الزامات زیست محیطی
7. الزامات نگهداری و تمیز کردن میکسر و غیره.
در عین حال لازم است نوع همزن مناسب با توجه به ویژگی های خود میکسر انتخاب شود.
به طور کلی، انتخاب را می توان بر اساس سه اصل اساسی زیر انجام داد:
با توجه به الزامات فرآیند اختلاط انتخاب کنید.
انتخاب با توجه به الزامات کیفیت مخلوط.
با توجه به انتخاب هزینه فرآیند مختلط.
1. انتخاب با توجه به الزامات فرآیند اختلاط:
هنگام انتخاب یک میکسر، به ندرت می توان نوع میکسر را تنها بر اساس کیفیت مخلوط به دست آمده در یک سری آزمایش های مستقل تعیین کرد. معمولاً کیفیت مخلوط و سازگاری انواع میکسر با فرآیند با هم در نظر گرفته می شود و تجهیزات اختلاط ناسازگار ابتدا در انتخاب اولیه حذف می شوند. این سازگاری ها عمدتاً به موارد زیر اشاره دارد:
خلوص محصول
در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، خلوص محصول از اهمیت بیشتری برخوردار است، به منظور جلوگیری از آلودگی بین عملیات دسته ای، تجهیزات اختلاط باید پس از هر بار استفاده به طور کامل تمیز شوند. برای تطبیق با این شرایط، شکل داخلی میکسر باید صاف باشد، سطح داخلی آن باید با دقت بالا صیقل داده شود و به راحتی تمیز شود. برای جلوگیری از آلودگی احتمالی روغن روان کننده، یاتاقان ها و مهر و موم ها نباید مستقیماً با مخلوط تماس داشته باشند یا روی آن قرار گیرند. میکسرهای درام دوار — یعنی میکسرهای دو مخروطی معمولی، میکسرهای نوع V و غیره، می توانند شرایط فوق را برآورده کنند، شکل ساده ای داشته باشند و فضای داخلی میکسر هیچ تماسی با قسمت دوار ندارد.
تجهیزات اختلاط همرفتی کم سرعت با دستگاه پروانه پیچیده نه تنها دارای مشکلات تمیز کردن هستند، بلکه تمام تجهیزات اختلاط همرفتی امکان تماس بین مخلوط و سطح روانکاری را دارند، مانند میکسرهای نواری افقی، میکسرهای مخروطی و غیره.
محفظه میکسر
هنگام انتخاب میکسر، علاوه بر ارائه محصولات{0} با خلوص بالا، مسائل زیست محیطی مانند ریختن گرد و غبار و آلودگی محیطی نیز باید در نظر گرفته شود. از نظر بهداشتی، ایمنی و اقتصادی، ریزش گرد و غبار باید به حداقل برسد و تمام پودرها باید در یک ظرف دربسته مخلوط کن برای کار بسته شوند. اما در حین عملیات تغذیه و تخلیه، ظرف دربسته باید باز شود. در این زمان مقداری گرد و غبار سرریز شده و در هوای اطراف پراکنده می شود و باید اقدامات مربوطه برای به حداقل رساندن آلودگی انجام شود.
پودر شدن
گاهی اوقات، فرآیند اختلاط باید از کاهش اندازه ذرات جلوگیری کند یا باعث کاهش اندازه ذرات، یعنی اثر خرد شدن میکسر شود. در شرایط عادی، عملکرد "ملایم" میکسر لیوانی و میکسر{1}}همرفتی کم سرعت باعث پودر شدن آشکار نمی شود. اما تجهیزات اختلاط با ذرات ضربهای پروانه با سرعت بالا یا تجهیزات اختلاط با اثر برشی قوی، پودر شدن قوی دارند. اثر بنابراین، اگر لازم است اثر خرد کردن میکسر کم باشد، باید از استفاده از میکسرهای پروانهای با سرعت بالا و تجهیزات اختلاط با فاصله کم بین پروانه و دیواره داخلی میکسر اجتناب شود.
مشکل افزایش دما
میکسرهای پودری با ورودی انرژی زیاد ممکن است باعث افزایش دمای عینی در مخلوط شوند. اگر پیش گرم شدن مخلوط در میکسر باعث تجزیه شود، نباید از این نوع تجهیزات اختلاط استفاده کرد. در میان آنها، در موارد جداگانه، افزایش دمایی که توسط میکسر پروانهای با سرعت بالا ایجاد میشود، میتواند برای نزدیک کردن یک جزء معین از مخلوط به نقطه ذوب و اطمینان از پیوند فیزیکی اجزای مخلوط استفاده شود.
مشکل پوشیدن
برای ذرات با عملکرد آسیاب قوی، مشکل سایش مخلوط کن مهمتر از سنگ زنی ذرات است و حتی تماس با خاکستر بادی چنین مخلوط هایی ممکن است باعث آسیب یاتاقان شود. از این نظر، تجهیزات اختلاط درام دوار سودمند است زیرا مخلوط با سطوح روغن کاری شده تماس پیدا نمی کند و دیواره درام ساده را می توان با پوشش مقاوم در برابر سایش محافظت کرد.
پودر مرطوب مخلوط
برای اختلاط پودر مرطوب، می توان از تجهیزات اختلاط همرفتی که متکی به گردش طبیعی نیستند، یعنی تجهیزات اختلاط همرفتی اجباری استفاده کرد. در صورت افزایش رطوبت در میکسر درام دوار، برای جلوگیری از تجمع و انباشته شدن مقدار زیادی مواد، می توان یک پروانه همزن در میکسر نصب کرد.
عملیات مداوم
در طول عملیات اختلاط مداوم، مشخصات مخلوط به طور مکرر تغییر نمی کند و عملکرد تمیز کردن میکسر اهمیت زیادی ندارد. کلید زمان کار با عملکردهای شارژ و دشارژ مداوم است.
علاوه بر این، استانداردهای طراحی تجهیزات اختلاط پیوسته نیز کاملاً متفاوت از تجهیزات اختلاط دسته ای است. تظاهرات اصلی عبارتند از: در مورد انتخاب انواع مختلف سیستم های کنترل تغذیه، میکسرهای پیوسته گاهی اوقات انتظار دارند مقدار زیادی بک اختلاط در داخل میکسر رخ دهد.
2. انتخاب با توجه به الزامات کیفیت مخلوط:
کیفیت اختلاط مخلوط و کارایی میکسر مکمل یکدیگر هستند. تنها با کیفیت اختلاط مخلوط می توان به کارایی تجهیزات اختلاط دست یافت. یک معیار معقول برای مقایسه کارایی میکسر، کیفیت مخلوط تعادل است. زمان لازم برای رسیدن به این شرایط تعادلی میکسرهای مختلف بسیار متفاوت است و می توان از یک مخلوط استاندارد برای ارزیابی جامع کارایی آن با مقایسه عملکرد هر میکسر استفاده کرد.
تجهیزات اختلاط با اختلاط نفوذی یا اختلاط برشی به عنوان مکانیسم اختلاط اصلی اغلب دارای طبقه بندی هستند، در حالی که تجهیزات اختلاط با اختلاط همرفتی به عنوان مکانیسم اختلاط اصلی کمتر طبقه بندی می شوند. میکسری که متکی به چرخش یا هم زدن است، مانند یک پوسته دوار یا یک همزن عمودی همزن، می تواند درجه خاصی از طبقه بندی را ایجاد کند، اما یک میکسر با پروانه بیل مانند یک میکسر روبانی-می تواند تمایل طبقه بندی را کاهش دهد.
علاوه بر این، درجه طبقه بندی نیز به ویژگی های اجزا بستگی دارد. وقتی مواد اضافه شده خیلی ریز یا مرطوب باشد تا سیالیت را بدتر کند، کیفیت مخلوط تولید شده توسط میکسر با ساختارهای مختلف تفاوت چندانی نخواهد داشت. در این زمان، انتخاب ساختار عمدتاً با توجه به قیمت و الزامات فرآیند تعیین می شود. با این حال، اگر ماده دارای سیالیت خوب و غربالگری گسترده باشد، باید در مخلوط کن که پدیده درجه بندی ندارد انتخاب شود تا اثر اختلاط بهتری حاصل شود.
هنگام انتخاب میکسر برای پودر ویسکوز، سرعت اختلاط باید عمدتاً در نظر گرفته شود که مهمتر از کیفیت مخلوط متعادل است. همچنین باید توجه داشت که سرعت اختلاط یک میکسر در جهات مختلف ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، سرعت اختلاط میکسر درام دوار در جهت شعاعی نسبتا سریع است، در حالی که سرعت اختلاط در جهت محوری نسبتاً آهسته است. با این حال، برای مخلوطی با خواص جریان خوب، سرعت اختلاط به دلیل تحرک قوی یک ذره ارتباط چندانی با روش تغذیه اولیه ندارد.
در عین حال، هنگام ارزیابی عملکرد میکسر، مشخصه عملیاتی که میکسر باید کاملاً خالی باشد را نمی توان نادیده گرفت. این به این دلیل است که عملیات تخلیه اغلب برای انتشار رو به پایین ذرات در سطوح شیبدار طراحی شده است و اغلب شامل برش بدنه اصلی مخلوط می شود. و این عوامل باعث ارتقای طبقهبندی میشوند، ممکن است که مخلوط با کیفیت بالا-در مخلوط کن با فرآیند تخلیه از بین برود.
سه، با توجه به انتخاب هزینه فرآیند مختلط:
اگر دو یا چند میکسر وجود داشته باشد که بتواند الزامات فرآیند را برآورده کند و کیفیت مخلوط را تضمین کند، انتخاب میکسر به هزینه واحد عملیات اختلاط بستگی دارد. در این مرحله، برآورد کامل و صحیح هزینه اختلاط بسیار مهم است. معمولاً، اختلاط پودر درصد کمی از هزینههای کل تولید محصول را نشان میدهد، و مخلوط کردن تنها زمانی به فرآیندی پرهزینه تبدیل میشود که زمان تولید به دلیل--خارج بودن محصولات مشخصشده طولانی باشد.
بنابراین، انتخاب تجهیزات اختلاط که هم با مشخصات کیفی مخلوط مطابقت داشته باشد و هم با فرآیند کلی هماهنگ باشد، مهمتر از صرفه جویی اندک در هزینه های عملیاتی است.
هزینه فرآیند اختلاط را می توان به سه بخش تقسیم کرد: الف، استهلاک سرمایه. ب، مصرف انرژی؛ ج، دستمزد کارگر.
برای فرآیند اختلاط دسته ای پودر و مواد دانه ای، تفاوت بین هزینه عملیاتی واحد استفاده از میکسر کانوکشن و میکسر درام بسیار ناچیز است. در تعیین هزینه کل فرآیند اختلاط، در بیشتر موارد، هزینه های نیروی کار غالب است و اقداماتی که می تواند محتوای نیروی کار را کاهش دهد، می تواند هزینه های عملیاتی واحد را کاهش دهد.
یکی از اقدامات برای کاهش محتوای کار، کاهش فرکانس عملیاتی چرخه اختلاط است، یعنی افزایش مناسب ظرفیت جریان پایین فرآیند، یعنی افزایش مناسب ظرفیت نصب شده میکسر. با این حال، پس انداز نیروی کار منجر به افزایش هزینه استهلاک می شود، بنابراین زمان چرخه باید بهینه شود. طرحهای با ظرفیت بیش از{2} مناسب، مانند میکسرهایی با سرعت اختلاط پایین، امکانپذیر است.
دومین اقدام برای کاهش میزان نیروی کار، استفاده از عملیات اختلاط مداوم است. در این حالت، مصرف نیروی کار کم است و نقش اصلی میکسر این است که به عنوان یک مخزن بافر عمل کند تا نوسانات نرخ تغذیه مواد را هموار کند. و عملیات اختلاط مداوم ضمن کاهش هزینه نیروی کار، هزینه استهلاک را افزایش نمی دهد. البته باید تاکید کرد که وقتی تمرکز بر کنترل جریان ذرات از سیستم ذخیره سازی به تجهیزات باشد، هزینه تجهیزات جانبی افزایش می یابد.
