Pulver können frei fließend sein oder im Gegensatz dazu kohäsiv. Mischen frei fließender Pulver ist relativ einfach, während das Vorhandensein kohäsiver Komponenten in einer Mischung oder das Mischen ausschließlich kohäsiver Pulver das Erreichen der gewünschten Homogenitäterschweren kann. Diese Seite erklärt, warum kohäsive Pulver schwer zu mischen sind, welche Mischer für diese Art von Pulvern besser geeignet sind und warum kohäsive Mischungen weniger anfällig für Entmischung nach dem Mischen sind.

1. Verhalten kohäsiver Pulver

Kohäsive Pulverpartikel neigen dazu, aneinander zu haften. Dies tritt häufig bei Pulvern mit sehr kleiner Partikelgröße auf, da dies kohäsive Bindungen wie Van-der-Waals-Kräfte oder elektrostatische Kräfte relativ stark werden lässt. Es kann auch durch Feuchtigkeitsübertragung entstehen, die feste Brücken zwischen den Partikeln bildet,oder durch die Form der Partikel, die sich ineinander verhaken können.

Dies stellt ein Problem beim Mischen von Feststoffen dar, da das Prinzip des Mischens darin besteht, die Partikel einer Komponente zu trennen, um sie gleichmäßig unter den Partikeln der anderen Komponenten zu verteilen.

Die "kohäsive" Eigenschaft eines Pulvers ist eher subjektiv; es gibt auch unterschiedliche Kohäsionsgrade, die es einem Hersteller erschweren können, im Voraus zu beurteilen, ob ein Pulver beim Mischen Probleme verursacht. Der beste Rat ist hier, eine Datenbank aller in einer Produktionslinie verarbeiteten Inhaltsstoffe zu führen und für jeden davon fließrelevante Eigenschaften zu bestimmen, wie z. B. Fließfähigkeit. Es können einfache, approximative Methoden wie der Schüttwinkel oder das Carr-/Hausner-Verhältnisoder komplexere Methoden unter Verwendung einer Scherzelle oder eines Pulverrheometersangewendet werden. Anhand dieser Datenbank kann ein neuer Inhaltsstoff leicht mit Materialien verglichen werden, mit denen das Werk bereits Erfahrung hat. Zeigt einer der Parameter, dass der neue Inhaltsstoff kohäsiver ist als die bisher erfolgreich eingesetzten Materialien, kann dies markiert werden, sodass die Bediener während der Produktion vorsichtiger sind und zusätzliche Tests durchführen, um sicherzustellen, dass das Pulver gut gemischt ist.

2. Bester Mischer für das Mischen kohäsiver Pulver

Wie oben erläutert, neigen kohäsive Bestandteile einer Mischung dazu, zusammenzukleben. Daher muss der Mischer in der Lage sein, ausreichend Scherkräfte bereitzustellen, um die Agglomerate zu brechen und das Pulver homogen zu verteilen.

Die einfachste Klasse von Mischern, die diffusiven Mischer wie Trommelmischer, V-Mischer, Behältermischer, Doppelmantelkonusmischer usw., erzeugen während des Mischens sehr geringe Scherkräfte. In diesen Mischern neigen die Partikel dazu, an der Oberfläche der Wirbelschicht während der Rotation abzurollen, was über die Zeit eine Durchmischung bewirkt. Bei kohäsiven Pulvern ist dies jedoch besonders ineffizient, da die kohäsiven Partikel einfach gemeinsam abrollen. Diese Mischer sollten daher nicht verwendet werden (zumindest nicht in ihrer Grundversion – siehe unten mögliche Verbesserungen), wenn kohäsive Komponenten in der Mischung enthalten sind.

Mischer, die mit einem Rührwerk ausgestattet sind, eignen sich deutlich besser für das Mischen kohäsiver Pulver, da das Rührwerk die Agglomerate aufbrechen kann. Die Effizienz hängt jedoch von der Menge der vom Mischer aufgebrachten Scherkräfte ab. Konvektive Mischer (z. B.Bandmischer), fluidisierende Mischer (z. B.Doppelwellen-Paddelmischer) können leicht kohäsive Pulver gut verarbeiten, während Hochscher-Mischer (z. B.Lödige-Mischer, Zentrifugalmischer) selbst stark kohäsive Pulver mischen können.

Folgende Rangfolge – von weniger bis hin zu besser für das Mischen kohäsiver Pulver geeignet – kann vorgeschlagen werden:

Diffusive Mischer < Konvektive Mischer < Schermischer

Hinweis: Es ist möglich, die Fähigkeit zum Aufbrechen kohäsiver Pulveragglomerate durch Zusatzvorrichtungen an Mischern zu verbessern. V-Mischer können beispielsweise mit einer Intensivierstange (einem entlang der Rotationsachse positionierten, hochtourig laufenden Rührwerk) ausgestattet werden, oder andere Mischer können mit Zerkleinerern (typischerweise mit 3000 U/min) ausgerüstet werden. Solche Vorrichtungen werden in der Feuchtgranulation zum Aufbrechen von Agglomeraten eingesetzt. Allerdings erhöhen sie die Kosten, die Komplexität und erschweren die Reinigung der Anlage, sodass sie eher als letzte Lösung und nicht als Standardlösung betrachtet werden sollten. Am besten wählt man direkt den richtigen Mischertyp aus.

3. Eine Chance: Reduzierung der Entmischung nach dem Mischen

Wie oben gesehen, kann das Vorhandensein kohäsiver Pulver in einer Rezeptur Probleme beim Mischvorgang verursachen, insbesondere wenn der verfügbare Mischertyp ungeeignet ist. Allerdings bietet das Mischen kohäsiver Pulver auch eine Chance: Die Mischung ist nach dem Mischen weniger anfällig für Entmischung .

Wenn die gewünschte Mischqualitäterreicht wird, bleibt die Mischung in den nachfolgenden Verarbeitungsschritten (Austrag, Fördern, Abfüllung ) tendenziell näher an diesem Zustand im Vergleich zu frei fließenden Pulvern.