Welkom bij

---

Droog poedermengen - Lintmenger

Volg ons op Twitter 
Vraag, opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net

---

Sectie-overzicht
1. Inleiding
2. Mengprincipe
3. Bedrijfsparameters voor mengen
4. Gedetailleerde specificaties
5. Dimensionering menger
6. Veelvoorkomende problemen met lintmengers
7. Aankoopgids - Selectie van lintmengers

---

1. Wat is een lintmenger: definitie

Lintmengers bestaan uit een behuizing met een U-vorm, waarin een roerwerk roteert. Het roerwerk is ontworpen als een dubbele helixvormige lintconstructie, die convectieve beweging van materialen in 2 richtingen mogelijk maakt, waardoor poeders en bulkvaste stoffen gemengd worden.

Lintmengers worden veel toegepast in procesindustrieën voor het droog mengen van bulkvaste stoffen. Mengen. Hoewel andere Mengers -ontwerpen bestaan die in bepaalde gebieden (mengsnelheid, hygiënisch ontwerp, etc.) beter presteren dan lintmengers, zijn lintmengers nog steeds een zeer eenvoudige en robuuste oplossing voor het mengen van droge materialen, met redelijke mengprestaties die voldoende zijn voor veel toepassingen. Het is niet ongewoon om 40-50 jaar oude industriële lintmengers in fabrieken aan te treffen die nog steeds perfect operationeel zijn. Veel fabrikanten bieden industriële lintmengers aan, van enkele honderden liters tot meerdere kubieke meters.

Waarvoor wordt een lintmenger gebruikt? Lintmengers worden daadwerkelijk in veel industrieën gebruikt, en toepassingen: farmaceutica, voedingsmiddelen en bakkerij, cosmetica, kunststoffen, specerijen, mengsels voor dranken, cementen, voegspecie en mortel, koffie en thee, tabak, enz.

Deze webpagina richt zich op het gedetailleerde ontwerp van lintmengers om selectie- en aankooprichtlijnen te bieden aan operators van mengers.

2. Werkingsprincipe van lintmengers

Wat is het mengmechanisme van een lintmenger?

Lintmengers zijn convectieve mengers. De beweging van het mengsel wordt geforceerd door de rotatie van het lint, dat het product in 2 richtingen circuleert: het lint bestaat eigenlijk uit 2 delen, 1 extern lint dat het product in 1 richting transporteert, terwijl een ander lint, binnen het eerste, het product in de tegenovergestelde richting beweegt (het is mogelijk om nog complexere profielen te hebben om de meng-efficiëntie en dus de mengtijd te optimaliseren). Door lang genoeg te mengen, zullen deze 2 axiale bewegingen, gecombineerd met enige radiale beweging (de messen "snijden" het materiaal tijdens het roteren), de gewenste graad van homogeniteit bereiken. vereiste homogeniteitsgraad. De winding van de helix moet door de fabrikant worden bestudeerd, zodat de richting waarin de buitenste linten duwen, gericht is naar de uitlaatklep van de menger. Als dit niet het geval is, kan een goede ontladingssnelheid van de menger niet worden bereikt.

In tegenstelling tot dubbel-as peddelmengers wordt het poeder in een lintmenger niet gefluidiseerd. De optimale mengsnelheid wordt geadviseerd door de mengerfabrikant; er kunnen echter proeven worden uitgevoerd bij hogere of lagere snelheden (mits de aandrijving verschillende snelheden aankan) om de invloed op de mengkwaliteit en de producteigenschappen te verifiëren (over het algemeen zal een lagere snelheid een langere mengtijd vereisen, maar het product kan minder beschadigd raken).

Figuur 1: Tekening van een lintmenger

3. Bedrijfsparameters voor mengen

Hoe bereikt men een goede homogeniteit met een lintmenger?

Voor lintmengers is de mengtijd doorgaans 3-5 minuten. Lintmengers hebben de reputatie geen korte mengtijd te hebben, wat sommige operators ertoe brengt om 10-15 minuten te mengen. Als het mengsel geen bijzonderheden heeft (injectie van vloeistof, etc.), zou zo'n lange mengtijd de producent moeten waarschuwen dat de werking van de menger mogelijk niet optimaal is.

De prestaties van de menger, d.w.z. de tijd om de gewenste homogeniteit te bereiken, is afhankelijk van de volgende bedrijfsparameters:

• Batchgrootte voor mengen: 70-80% van het totale volume van de menger. Visueel gezien moet de bovenkant van de bladen net boven het productniveau liggen, en er moet altijd wat ruimte ("head space") tussen het product en het bovendeksel zijn. Het is een veelvoorkomend probleem dat lintmengers overbelast worden, wat hun prestaties sterk vermindert. Het is ook niet aan te raden een lintmenger onvoldoende te vullen, aangezien het poederniveau het binnenste lint moet bereiken om bewogen en dus gemengd te worden.
• Mengsnelheid : men moet de aanbevelingen van de leverancier volgen. Typische mengsnelheden voor middelgrote mengers (500-2000 l) liggen rond de 50 omw/min (opmerking: het Froude-getal is < 1 voor lintmengers).
• Kleine en minder belangrijke ingrediënten moeten in de menger worden geïntroduceerd na de hoofdingrediënten (of "sandwich-gewijs"), bij voorkeur in het centrale gebied van de menger.

Figuur 2: Aanbevolen en maximaal mengvolume voor lintmengers

Recente Discrete Element Modelling (DEM) [Basinskas] van lintmengers heeft bevestigd dat de belangrijkste bedrijfsparameters die de menggraad en dus de mengtijd beïnvloeden, zijn:

• De mengsnelheid: een hogere mengsnelheid betekent kortere mengtijden.
• Het vulniveau: een lintmenger mag niet ondergevuld zijn; typisch, als het poederniveau onder de as ligt, zal de impact op de mengkwaliteit zeer groot zijn.
• De vulsequentie: volgens de simulatie is de axiale menging van een lintmenger niet zo goed (wat verrassend is, aangezien de linten enige axiale stuwkracht zouden moeten leveren). Dit betekent dat het beter is om de menger laagsgewijs te vullen, in plaats van aan één kant van de menger bepaalde componenten te hebben en aan de andere kant de rest van de componenten.

De lintbeweging heeft een aanzienlijke invloed op het te mengen product. De stuwkracht die op het product wordt uitgeoefend, gecombineerd met mengtijden die niet erg kort zijn, veroorzaakt meestal enige breuk van de vaste stoffen.. Breuk betekent dat de Korrelgrootteverdeling (PSD) zal veranderen, met de vorming van kleinere deeltjes door breuk van grotere deeltjes. De impact kan worden geminimaliseerd door de exacte tijd die nodig is voor mengen (Homogeniteit) te valideren en dus niet langer te mengen dan nodig is, en door de mengsnelheid te optimaliseren om zo laag mogelijk te mengen. Breuk zal echter naar verwachting groter zijn dan bij dubbel-as peddelmengers.

Lintmengers werken goed met vrijstromende poeders. Door hun werkwijze (stuwkracht door een roterend roerwerk) kunnen lintmengers minder effectief zijn bij cohesieve poeders en kunnen ze zelfs blokkeren als het mengsel zeer cohesief is.

Het benodigde vermogen voor een lintmenger is vrij laag, in de orde van 3-5 kW/m³.

4. Ontwerp van lintmengers - Gedetailleerde specificaties

Peddel- en ploegontwerpen

Sommige fabrikanten hebben hun lintmenger-ontwerp aangepast door het roerwerk te wijzigen met behulp van peddels of ploegen. Deze ontwerpen mogen niet verward worden met dubbel-as peddelmengers of schuifmengers / ploegschaarmengers. Overstappen naar een enkel-assige schoepontwerp kan voordelig zijn voor zeer slecht vloeiende materialen, breekbare materialen of wanneer de partijgrootte zo laag kan zijn als 15-20% van de nominale partijgrootte. Bij gebruik van ploegen is een betere werking dicht bij de wand van de mixer mogelijk; hoge centrifugaalkrachten moeten echter vermeden worden en zijn voorbehouden aan schuifmengers/ ploegscharen met een cilindrische behuizing, in tegenstelling tot een U-vormige trogconstructie voor lintmengers.

Toegang tot de mixer

De toegang tot het binnenwerk van een lintmenger voor reiniging of onderhoud is niet eenvoudig, aangezien het lint veel ruimte in de mixer inneemt en een complexe vorm heeft.

De meest voorkomende toegangsfuncties voor lintmengers zijn luiken bovenop de mixer, soms met de mogelijkheid om de afdekking van de mixer volledig te openen (kantelbare of schuifbare afdekking). Sommige fabrikanten bieden een extractiesysteem voor het lint, waarmee het gehele lint verwijderd kan worden. Dit is mogelijk, maar verhoogt de kosten en mechanische complexiteit.

De opening van de mixer moet gedetecteerd worden, zodat de mixer niet gestart kan worden tijdens onderhoud of reiniging, ter bescherming van de veiligheid van operators die toegang hebben tot het binnenwerk van de mixer. Toegangen moeten beveiligd zijn met sluitingen die de opening blokkeren wanneer de mixer draait en detecteren wanneer deze geopend is.

Bij hygiënische toepassingen moet erop gelet worden dat het lint volledig gelast is om te voorkomen dat losse onderdelen in het product terechtkomen. De moeilijkheid om toegang te krijgen voor reiniging betekent dat de risico's van kruisbesmetting goed afgewogen en beheerd moeten worden door de fabrieksoperator.

Afvoer kleppen

Er zijn 3 typen afvoerkleppen op de markt verkrijgbaar, afhankelijk van de leveranciers en de behoeften van de klant.

• Eenvoudige klepkleppen: afvoerkleppen hebben een rechthoekige vorm. Dit is het meest voorkomende ontwerp.
• Hygiënische ronde afvoerklep: de klep heeft een ronde vorm en minimaliseert, eenmaal gesloten, de speling waar product kan neerslaan en vermijdt dat het niet gemengd wordt, in tegenstelling tot het eerste type klep dat grotere speling vertoont. Deze kleppen hebben een beperkte afmeting, wat de afvoertijd kan verlengen en daardoor de capaciteit van de mixer kan verminderen.
• Bombedeuren: de bodem van de mixer kan geheel geopend worden door middel van grote kleppen. Het belangrijkste voordeel is dat de mengtijd zeer kort is (minder dan 30 seconden) en dat de hoeveelheid product die in de mixer achterblijft zeer laag is. Er moet echter aandacht besteed worden aan de afdichting van de deuren wanneer ze gesloten zijn, evenals aan de toegang voor reiniging onder de deuren.

Afhankelijk van de gekozen technologie zal de mixer afvoeren in een trechter die geheel verbonden is met de bombedeuren of klepkleppen van de mixer, of via een kort leidingstuk met de mixer (ronde klep).

Instrumentatie

De volgende instrumentatie kan op lintmengers worden aangetroffen:

• Snelheidssensor: bevestigt de rotatie en snelheid van de assen.
• Temperatuursensoren: gepositioneerd op de lagers, detecteren abnormale verhitting als gevolg van defecte lagers.
• Debietmeter: gepositioneerd op de persluchttoevoer voor de lagerafdichtspoeling. Lagerafdichtspoeling is een belangrijke functie om te voorkomen dat product de lagers binnendringt, wat deze zou kunnen beschadigen of het poeder zou kunnen doen ontbranden, wat een ontstekingsbron voor stofexplosies zou vormen.
• Kleppositie-sensor: detecteert of de afvoerklep gesloten is.
• Veiligheidssluitingen: geplaatst op elke toegangdeur, waarborgen de veiligheid van de machine door te voorkomen dat operators toegang krijgen tot de mixer terwijl deze draait, of dat de mixer gestart wordt wanneer een toegangspunt geopend is.

ATEX - risico's op stofexplosies in lintmengers

Om poeders te verwerken, moeten lintmengers, die mengen met een menggereedschapsnelheid > 1 m/s, de volgende kenmerken vertonen om stofexplosierisico'ste voorkomen:

• De speling tussen de uiteinden van de schoepen en het mixerlichaam moet groot genoeg zijn om elk contact tussen het lint en de behuizing te vermijden.
• De lagerafdichtingen moeten onder druk staan.
• Tijdens het laden en afvoeren moet de mixersnelheid zodanig zijn dat de uiteindesnelheid van de schoepen < 1 m/s is.

De uiteindesnelheid van het lint kan berekend worden met behulp van de volgende formule:

Met:
- R is de straal van het menggereedschap (van het midden van de as tot het uiteinde van de schoep) in m.
- n is de mengsnelheid in omw/min.

Vergelijking 1: Uiteindesnelheid

Reiniging van lintmengers (hygiënische toepassingen zoals voedsel of farmacie)

Het waarborgen van de reinheid en hygiëne van lintmengers is van groot belang in industrieën zoals farmacie, voedselverwerking en cosmetica, waar productzuiverheid cruciaal is. Juiste reinigings- en desinfectieprocedures voldoen niet alleen aan regelgevende normen, maar dragen ook bij aan de levensduur van de apparatuur en de kwaliteit van het eindproduct.

Toegankelijk ontwerp voor efficiënte reiniging

Het ontwerp van lintmengers beïnvloedt aanzienlijk het gemak en de effectiviteit van het reinigingsproces. Optimale reiniging vereist toegankelijke componenten, minimale spleten en oppervlakken die bestand zijn tegen producthechting. Het selecteren van lintmengers met goed ontworpen toegangspunten, zoals luiken bovenop, vergemakkelijkt grondige reiniging en vermindert het risico op kruisbesmetting tussen partijen.

• Evalueer ontwerpkenmerken: Geef voorrang aan lintmengers met bovenluiken, kantelbare of schuifbare afdekkingen, die gemakkelijke toegang bieden tot interne componenten.

• Beoordeel materiaaleigenschappen: Kies voor lintmengers geconstrueerd uit materialen die bestand zijn tegen producthechting, om reiniging te vergemakkelijken en het risico op residu te minimaliseren.

Veiligheidsmaatregelen tijdens reiniging

Veiligheid moet een topprioriteit zijn tijdens reinigingswerkzaamheden. Het implementeren van veiligheidsvoorzieningen, zoals sluitingen die het openen van toegangdeuren tijdens bedrijf voorkomen, beschermt operators tegen potentiële gevaren. Detectiesystemen die aangeven wanneer toegangspunten geopend zijn, dragen bij aan een veilige werkomgeving.

• Installeer veiligheidssluitingen: Rust lintmengers uit met veiligheidssluitingen op elke toegangdeur om ongeautoriseerd openen tijdens bedrijf te voorkomen. Dit kan worden gerealiseerd met elektromechanische sluitingen (Schmersal, Steute, ...) of een "trapped key"-systeem (Fortress, Allen-Bradley, ...).

Hygiënische overwegingen

In toepassingen waar hygiëne cruciaal is, zoals in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie, is een hygiënisch ontwerp essentieel. Vollast gelaste linten verminderen het risico dat losse onderdelen het product verontreinigen. De complexiteit van het bereiken van interne componenten moet echter afgewogen worden tegen de potentiële risico's van kruisbesmetting.

• Selecteer vollast gelaste linten: Kies voor lintmengers waarbij de linten vollast gelast zijn om losse onderdelen te elimineren die de productintegriteit in gevaar kunnen brengen.

• Evalueer reinigingsuitdagingen: Weeg de hygiënische voordelen van vollassen af tegen de uitdagingen die gepaard gaan met het bereiken van interne componenten voor reiniging. Pas indien nodig aanvullende reinigingsvalidatieprocessen toe.

Reinigingsvalidatie en documentatie

Het opzetten van een robuust reinigingsvalidatieproces zorgt ervoor dat lintmengers voldoen aan de vereiste reinheidsnormen. Documentatie van reinigingsprocedures, inclusief gebruikte materialen en de frequentie van reiniging, draagt bij aan kwaliteitscontrole en naleving van industrievoorschriften.

• Ontwikkel reinigingsvalidatieprotocollen: Maak uitgebreide protocollen voor reinigingsvalidatie, met specificatie van methoden, materialen en criteria voor succesvolle reiniging.

• Houd gedetailleerde documentatie bij: Voer nauwkeurige administratie van reinigingsactiviteiten, inclusief data, gebruikte reinigingsmiddelen en eventuele afwijkingen van standaardprocedures. Deze documentatie dient als bewijs van naleving tijdens regelgevende inspecties.

5. Dimensionering van vaste-stofmengers

De menger moet het knelpunt van de menginstallatie zijn, wat betekent dat deze niet vertraagd mag worden door processen stroomopwaarts of stroomafwaarts. De capaciteit van de installatie moet gegeven zijn en een partijgrootte moet dienovereenkomstig gekozen worden, rekening houdend met een geschat aantal partijen/uur.

Partijgrootte (kg) = Capaciteit (kg/u) / Aantal partijen per uur (1/u)

Aangezien het mengproces volumetrisch is, is het noodzakelijk om de onaangestampte (losse) dichtheid van het mengsel te kennen om de menger correct te dimensioneren.

Partijgrootte (l) = Partijgrootte (kg) / Losse dichtheid mengsel (kg/l)

Daarnaast is het cruciaal om rekening te houden met het feit dat het systeem nooit voor 100% van zijn capaciteit gevuld mag worden, om ruimte te bieden voor deeltjesbeweging.

Totale mengergrootte (l) = Partijgrootte (l) / 0,7

Mengers hebben meestal een maximale vulcoëfficiënt tussen 0,65 en 0,8.

6. Veelvoorkomende problemen met lintmengers

Algemene probleemoplossingsgids voor lintmengers

Lintmengers zijn over het algemeen betrouwbare apparatuur, maar een bepaald aantal problemen kan correcties vereisen:

Tabel 1: Veelvoorkomende problemen met lintmengers

Probleem	Oorzaak en actie
Lint is geblokkeerd	Te hoge dichtheid van het poeder - dichtheid / partijgrootte verminderen Start de menger op lage snelheid tijdens het vullen en stop de menger niet totdat de afvoer plaatsvindt.
Te lange mengtijd	Menger is overvuld - partijgrootte verminderen Mengsnelheid is te laag - mengsnelheid verhogen Vulvolgorde is onjuist - zorg ervoor dat kleine ingrediënten tussen de hoofdcomponenten worden geladen, zorg ervoor dat de ingrediënten in lagen over de gehele lengte van de menger worden geladen en niet geconcentreerd aan de linker- of rechterzijde van de menger voordat het mengen begint.
Productbeschadiging, breuk	Te lange mengtijd Te hoge snelheid

7. Koopgids voor lintmengers - Hoe een lintmenger selecteren

7.1 Aankoop van een nieuwe lintmenger

Bij de aanschaf van een nieuwe lintmenger voor uw fabriek moeten de volgende vragen beantwoord worden om de juiste specificaties te kiezen:

• Wat is de verwachte doorvoer van de lijn? Wat is de productdichtheid van het te mengen product? Wat is de verwachte mengtijd en cyclusduur? Dit bepaalt de grootte van de lintmenger die u moet aanschaffen. Vergeet niet dat de lintmenger niet voor meer dan 80% van zijn totale volume
• gevuld mag worden. Is dit een toepassing die reiniging vereist? Zo ja, overweeg dan toegangdeuren bovenop de menger voor reiniging en veiligheidssluitingen op de toegang.
• Verwerkt de toepassing een abrasief product? Zo ja, bespreek dan met de leverancier van de lintmenger de legering waarin de menger geleverd kan worden.
• Hoe snel moet de menger geleegd worden? Op welke manier? Dit geeft u de benodigde input voor de afvoerklep.
• Bevindt deze zich in een ATEX -zone? Zo ja, dan moet de menger gecertificeerd zijn, de speling tussen schoep en behuizing gegarandeerd, de lagerafdichtingen onder druk staan en mogelijk moet hun temperatuur gemonitord worden.

7.2 Tweedehands lintmenger

Op de markt zijn veel gebruikte lintmengers (ribbon blenders) beschikbaar. Bij de aankoop van een tweedehands mixer dient u de volgende controles uit te voeren: Voer de volgende controles uit:

• Is de lintmenger eerder gebruikt voor een vergelijkbare toepassing als uw behoeften?
• Controleer op beschadigingen aan het lint, krassen aan de binnenzijde van de behuizing, en meet de speling tussen het lint en de behuizing; er mag geen metaal-metaalcontact optreden.
• Draai de mixer, luister naar de lagers en meet, indien mogelijk, trillingen.
• Indien nodig: kan de mixer voldoende worden gereinigd?
• Kan het deksel worden aangepast om te voldoen aan uw eisen voor aansluitingen en fittingen?
• Niet alle linten zijn gelijkwaardig; voer, indien mogelijk, een test uit met uw product om de homogeniteit te valideren, alsmede eventuele productdegradatie tijdens het mengen.
• Is de afvoer klep functioneel?
• Test alle instrumentatie die mogelijk bij de mixer wordt geleverd.
• Is de mixer ATEX-gecertificeerd voor het door u gedefinieerde gebied? Zo niet, kan deze achteraf worden aangepast?

---

Bronnen

"Mixing in the Process Industries", Harnby, Edwards, Wienow, Butterworth Heinemann, 1992
"Food Mixing: Principles and Applications", Cullen, Wiley-Blackwell, 2009
"Perry's Chemical Engineer's Handbook", McGraw Hill, 2008
[Basinskas] "Numerieke studie naar de meng-efficiëntie van een lintmenger met behulp van de discrete-elementenmethode", Basinskas et al, *Powder Technology*, 287 (2016) 380–394