Comprender la mezcla de materiales en polvo y equipos de mezcla.

La mezcla de materiales en polvo está ampliamente presente en la producción industrial, por lo que la mezcla de materiales en polvo juega un papel muy importante en el proceso de producción. Por ejemplo, en la producción de alimentos, fertilizantes agrícolas, materiales cerámicos y medicinas, se deben mezclar uniformemente diferentes materiales o materiales con diferentes propiedades en una determinada proporción y luego, mediante ciertos procedimientos de procesamiento, se obtiene el producto final. Durante el proceso de producción, si la distribución del polvo es uniforme afecta directamente el rendimiento final del producto.

Mezcla de materiales

La mezcla de materiales se refiere al cambio de posición y velocidad de dos o más partículas bajo la acción de una fuerza externa (fuerza mecánica o gravedad) y, a través del movimiento relativo de las partículas y la infiltración mutua en los agregados de partículas de cada una, forma un proceso de movimiento complejo de múltiples partículas coexistentes. Por tanto, provoca que las partículas de cada componente tiendan a distribuirse uniformemente. Debido a la continuidad macroscópica y la discreción microscópica de las partículas, las diferentes propiedades de las partículas exhiben un proceso caótico muy complejo durante el movimiento de mezcla del sistema disperso.

Mecanismo de mezcla

Aunque el proceso de mezclar materiales en polvo es complejo e intrincado, sigue ciertas reglas. Según el mecanismo de mezcla, la mezcla se puede dividir principalmente en tres tipos: mezcla por convección, mezcla por cizallamiento y mezcla por difusión. Aunque estos tres mecanismos de mezcla son continuos en el tiempo, en la práctica generalmente se cree que la mezcla de partículas es el resultado de la acción combinada de estos tres mecanismos de mezcla y se cruzan entre sí.

Los tres mecanismos combinados

Mezcla por convección

La mezcla por convección se refiere al fenómeno en el que las partículas se someten a una fuerza externa, lo que hace que las partículas discretas de diferentes componentes experimenten un movimiento posicional significativo en el espacio. Esta mezcla se logra mediante el flujo de ida y vuelta entre partículas individuales y suele ser bastante intensa pero de corta duración. El resultado de esta mezcla es que las partículas discretas gradualmente se distribuyen uniformemente.

(2) Mezcla de corte

La mezcla por cizallamiento es causada por el deslizamiento relativo de las partículas dispersas. Debido a las diferentes velocidades de cada partícula, la mezcla por cizallamiento juega un papel importante en la operación de amasado.

(3) Mezcla por difusión

En términos generales, la mezcla local que ocurre entre partículas adyacentes a nivel microscópico se llama mezcla por difusión. Bajo la influencia de una fuerza externa, las posiciones de las partículas adyacentes cambian, lo que resulta en una penetración mutua y mezcla entre las partículas. Cuando la mezcla alcanza la etapa de mezcla por difusión, se considera que se ha logrado la mezcla completa.

Proceso de mezcla

El proceso de mezcla se puede dividir aproximadamente en tres etapas: la etapa de mezcla convectiva, la etapa en la que las fuerzas convectivas y cortantes actúan juntas, y la etapa en la que las fuerzas convectivas y cortantes operan de forma independiente.
La etapa de difusión y mezcla.

Fase 1: El tipo principal de mezcla en esta etapa es la mezcla convectiva y la velocidad de mezcla es muy rápida.

Fase dos: esta fase implica la acción combinada de convección y cizallamiento. La duración de la mezcla es relativamente corta.
Largo.

Fase 3: Esta fase es la etapa de mezcla por difusión, durante la cual el estado de la mezcla está en un estado de equilibrio entre mezcla y separación.
El estado es tal que la homogeneidad fluctúa alrededor de un cierto valor.

Mezcla de partículas de polvo.

Para lograr la homogeneización de las partículas de polvo, se deben utilizar fuerzas externas, como fuerzas mecánicas o de fluidos. Las propiedades mecánicas de las partículas de polvo se pueden resumir como "dispersión" y "movimiento". El primero se refiere a la dispersión de las propiedades, el tamaño y la forma de las partículas, mientras que el segundo se refiere al movimiento transitorio, las fluctuaciones y las colisiones. Cuando se utiliza una paleta para homogeneizar con fuerza partículas de polvo, existen muchos factores que afectan la homogeneización de las partículas de polvo, como las propiedades de las partículas del polvo, la estructura de la máquina mezcladora, los parámetros del proceso y el entorno de mezcla. La experiencia demuestra que cualquier cambio en cualquiera de estos factores puede tener un impacto significativo en el proceso y efecto de homogeneización.

Investigación sobre equipos de mezcla

La función del equipo mezclador es humedecer y homogeneizar las materias primas proporcionadas, cumpliendo con los requisitos de composición uniforme y contenido de humedad adecuado, creando así las condiciones para una buena calidad del producto. Actualmente, la investigación sobre la estructura y el rendimiento del mezclador no solo se centra en la investigación sobre el mezclado y la estructura del mezclador, sino que también presta atención a la influencia de las propiedades del material en su mezclado, como el tamaño de las partículas, la forma del material, el contenido de humedad del material, etc., así como la influencia del tiempo de mezclado y la tasa de llenado del material en el mezclado.

Existen numerosos tipos de equipos para mezclar polvo. Según la estructura de potencia, los equipos de mezcla se pueden clasificar en mezcladores con eje agitador y aquellos sin eje agitador. Según la forma de diseño de la máquina mezcladora, se puede dividir en mezcladoras horizontales y verticales. Según el modo de trabajo de la máquina mezcladora, se puede clasificar en tipo de cuerpo fijo-y tipo de cuerpo móvil-. En la producción industrial real, a menudo es necesario diseñar un mezclador con múltiples características en combinación de acuerdo con los requisitos. El tamaño del mezclador, la disposición del agitador, los parámetros estructurales de las palas y la distancia entre el agitador y el fondo del cilindro determinan sus propias características.

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