Welkom bij

---

Schuifmengers (hoogtoerental) voor poedermenging

Centrifugaalmenger / Ploegschaarmenger / Agglomerator / Granulator

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

---

Sectie samenvatting
1. Inleiding
2. Mengprincipe
3. Mengbedrijfsparameters
4. Gedetailleerde specificaties
5. Bepaling mengergrootte
6. Fabrikanten van ploegschaarmengers

---

1. Inleiding

Wat is een schuifmenger? Wat is een ploegschaarmenger?

Hoogtoerental schuifmengers (waaronder ploegschaarmengers) zijn ontwikkeld in de procesindustrie voor poeders, Menging,soms met toevoeging van een vloeistof.

Ze vinden toepassing wanneer industriële gebruikers bijzonder cohesieve, zelfs klonterige, poeders moeten mengen.Ze zijn ook de menger bij uitstek wanneer vloeistoffen aan het droge mengsel moeten worden toegevoegd om het te agglomereren. Er bestaan verschillende ontwerpen voor schuifmengers, maar een zeer populair model is de ploegschaarmenger: een enkelassige, hoogtoerentalmenger die ploegscharen als menginstrument gebruikt. Ploegschaarmengers met hoog toerental (Froude-getal tussen 3 en 5) zijn bijzonder geschikt voor het mengen van poeders, korrels, vezels en kunnen ingrediënten met sterk uiteenlopende deeltjesgroottes verwerken, met typische mengtijden in het bereik van 2-5 minuten.

Deze webpagina richt zich op het gedetailleerde ontwerp van hoogschuifmengers voor poeders.

2. Mengprincipe

Schuifmengers gebruiken convectie en schuifkrachten om het mengen van materiaal en, indien nodig, de ontklontering ervan te realiseren.

De mengsnelheid moet vrij hoog worden ingesteld om voldoende schuifwerking te garanderen en het poeder zelfs te centrifugeren naar de wanden van de menger. Het ontwerp van de ploegscharen is hierop afgestemd: schuiven en breken van agglomeraten van cohesieve poeders.

3. Mengbedrijfsparameters

Hoe optimaliseer je het mengen in een ploegschaarmenger?

Het is moeilijk om een typische mengtijd voor schuifmengers te geven, aangezien deze sterk afhankelijk is van het te mengen product. Een mengtijd van circa 3 minuten is gebruikelijk.

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

• Batchgrootte: max. 70-80% van het totale mengervolume.Er moet altijd voldoende hoofdruimte tot het bovendeksel beschikbaar zijn. Beschikbare volumes lopen uiteen van ongeveer 100 liter tot 5000 liter voor standaardmaten en tot 30.000 liter voor speciale uitvoeringen.
• Mengsnelheid: de daadwerkelijke mengsnelheid moet worden aangepast om een Froude-getal >> 1 te verkrijgen. Het Froude-getal ligt meestal tussen 2 en 9, waarbij onder 6-7 het Wervelbed gevormd wordt, en boven 6-7 centrifugale krachten overheersen en het poeder een laag vormt langs de behuizing. Voor Fr = 3 ligt de overeenkomstige mengsnelheid doorgaans in het bereik van 80-100 tpm (voor kleine mengers), maar dit hangt af van het model en de grootte.
• De mengtijd zal sterk afhangen van de aard van de te mengen vaste stoffen (sterk cohesief of niet) en of er vloeistof aan het mengsel wordt toegevoegd.

Het benodigde vermogen voor schuifmengers is hoog, in de orde van > 10 kW/m³.

Bij het mengen van sterk cohesieve poeders of bij het sproeien van een vloeistof om het poeder te agglomereren, kunnen ploegschaarmengers worden uitgerust met extra menggereedschappen. Deze menggereedschappen worden ontklonteraars genoemd,klontenbrekers of hakmessen en draaien op zeer hoog toerental. Ze zijn meestal aan de zijkant van de menger gemonteerd, dicht bij de bodem. Bij injectie van vloeistof, zoals een bindmiddel om de menger als granulator te gebruiken, is het raadzaam de vloeistofstroom naar de ontklonteraar te richten om klonten zo vroeg mogelijk te breken en zo de korrelgrootte te beheersen.

Figuur 1: Ploegschaarmenger

4. Gedetailleerde specificaties

Toegang tot de menger

Zijdeuren worden over het algemeen gebruikt om toegang te krijgen tot dit type menger, wat een goede toegang tot het binnenwerk biedt, hoewel de aanwezigheid van ontklonteraars de toegang iets minder gemakkelijk kan maken dan bij andere mengertypes. De ploegscharen van de roerder zijn ook meestal vrij groot, wat het reinigen soms moeilijker maakt, hoewel recentere modellen zijn uitgerust met grotere zijdeuren om dit nadeel te ondervangen. Ontklonteraars kunnen ook moeilijk schoon te maken zijn (specifieke voorzorgsmaatregelen zijn nodig om verwondingen aan de handen bij het reinigen van de messen te voorkomen).

Sommige ontwerpen stellen een uittrekbare as mogelijk voor eenvoudiger reiniging.

Instrumentatie

De volgende instrumentatie kan op ploegschaarmengers worden aangetroffen:

• Snelheidssensor: bevestigt de rotatie en snelheid van de assen
• Temperatuursensoren: geplaatst op de lagers, detecteren abnormale opwarming door defecte lagers
• Stroomsensor: geplaatst op de persluchttoevoer voor de lagerafdichting. Lagerafdichting is een belangrijke functie om indringing van product in de lagers te voorkomen, wat schade of poederverbranding zou kunnen veroorzaken, wat een ontstekingsbron vormt die leidt tot stofexplosie.
• Kleppositie-sensor: detecteert of de afvoerklap gesloten is
• Veiligheidssloten: geplaatst op elke toegangurdeur, zorgen voor de veiligheid van de machine door te voorkomen dat de operator toegang krijgt tot de menger tijdens bedrijf, of dat de menger start als een toegangspunt openstaat.

ATEX

Om poeders te verwerken, moeten schuifmengers, die mengen met een tipsnelheid van het menggereedschap > 1 m/s, aan de volgende kenmerken voldoen:

• De speling tussen de uiteinden van de ploegscharen en het mengerlichaam moet groot genoeg zijn om elk contact tussen roerder en behuizing te voorkomen
• De lagerafdichtingen moeten onder druk staan
• Tijdens het laden en lossen moet de mengsnelheid zodanig zijn dat de tipsnelheid van de ploegscharen < 1 m/s is

De tipsnelheid van de roerder kan worden berekend met de volgende formule:

Met:
- R is de straal van het menggereedschap (van het midden van de as tot het uiteinde van de ploegschaar) in m
- n is de mengsnelheid in tpm (toeren per minuut)

Vergelijking 1: Tipsnelheid

Overige aspecten

Dit type menger kan sterk worden aangepast aan de behoeften van de gebruiker. Er bestaan modellen met verschillende menggereedschappen, met dubbelwandige mantel, vloeistofinjectie of zelfs continue ploegschaarmengers kan worden ontworpen.

5. Dimensionering van vaste-stofmengers

De menger zou het knelpunt van de installatie voor het mengproces moeten zijn, wat betekent dat deze niet mag worden vertraagd door het proces stroomopwaarts of stroomafwaarts. De capaciteit van de installatie zou gegeven moeten zijn, en een batchgrootte dient hierop afgestemd te worden, rekening houdend met een geschat aantal batches / u

Batchgrootte (kg) = Capaciteit (kg/u) / Aantal batches per uur (/u)

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

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

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

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

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

6. Fabrikanten

Verschillende bedrijven kunnen hoogschuifmengers leveren, maar het bedrijf Lodige staat bekend als een van de belangrijkste ontwikkelaars en producenten van ploegschaarmengers voor poedermenging en granulatie, tot het punt dat dergelijke mengers vaak "Lodige-mengers" worden genoemd.

(Opmerking: powderprocess.net heeft geen banden met dit bedrijf)

---

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