Welkom bij

---

Bakmengers / trommelmengers

Trommelmenger

IBC Bakmenger

Baktrommel

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

---

Sectie samenvatting
1. Inleiding
2. Mengprincipe
3. Bedrijfsparameters voor mengen
4. Gedetailleerde specificaties
5. Veelvoorkomende problemen met bakmengers

---

1. Definitie van een bakmenger

Wat is een bak-/IBC-menger?

Bakmengers zijn mengers waarbij de mengkracht wordt gegenereerd door de gehele bak te laten roteren, met mengen door vrije val binnen de roterende behuizing en zonder roerwerken (met enkele uitzonderingen). Vrije-valmengers zijn wijdverspreid in procesindustrieën voor het droog mengen van bulkvastestoffen. Mengen (Hiertoe behoren V-mengers, dubbelkegelmengers, rotocubes, trommelmengers of bakmengers,).

Hoewel er andere Mengers -ontwerpen bestaan die in bepaalde opzichten beter presteren dan trommelmengers, blijven deze een zeer eenvoudige oplossing voor kleine operaties of voor het maken van een voormenging , bijvoorbeeld.

Bij bakmengers biedt de mogelijkheid om de bak waarin het mengsel wordt gemaakt te verplaatsen, interessante mogelijkheden om handling, transport en stofemissie te verminderen. Deze mengerontwerpen worden vaak toegepast in de farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie.

Deze webpagina richt zich op het gedetailleerde ontwerp van trommelmengers en met name bakmengers (IBC), een type mengers dat de afgelopen jaren een belangrijke ontwikkeling heeft doorgemaakt.

2. Mengprincipe van bakmengers

Wat is het mengprincipe van bakmengers en trommelmengers?

De meeste vrije-valmengers zijn zuiver diffusieve mengers die werken bij Fr < 1. De beweging van deeltjes wordt niet geforceerd door een roerwerk, zoals bij Lintmengers of Peddelmengers. De deeltjesbeweging ontstaat hier door de rotatie van de gehele menger, wat ertoe leidt dat de deeltjes naar beneden rollen (aan het oppervlak van het wervelbed van vaste stoffen in de menger, waarbij de deeltjesbeweging vergelijkbaar is met een "lawine").

Aangezien het mengprincipe van bakmengers en andere roterende mengers gebaseerd is op de vrije beweging van deeltjes, zullen deze mengers beperkte prestaties leveren bij cohesieve poeders. Er wordt immers zeer weinig kracht in de menger gedissipeerd om deeltjes van hetzelfde type te scheiden. Als de menger gevuld is met lagen van verschillende cohesieve poeders, kunnen deze bij elkaar blijven en niet mengen.

Aan de andere kant kunnen vaste stoffen die bijzonder vrije-val-eigenschappen vertonen ook problemen veroorzaken in diffusieve mengers, wat leidt tot Segregatie (ontmenging). Een veelvoorkomend voorbeeld is het vullen van een roterende menger met ballen van verschillende dichtheden; na schijnbaar mengen scheiden ze uiteindelijk volledig.

Ondanks deze beperkingen mag dit type mengers niet direct worden afgedaan. Ze vormen immers een zeer eenvoudige, goedkope en betrouwbare oplossing en bieden over het algemeen een goede toegankelijkheid voor reiniging tussen twee batches, indien nodig. De bereikte Homogeniteit is zeer variabel, maar kan voor bepaalde toepassingen meer dan bevredigend zijn, met name wanneer een voormenging wordt geproduceerd die in een hoofdmenger zal worden gebruikt. Bovendien moet worden opgemerkt dat het product niet in contact komt met lagers of lagerafdichtingen, waardoor een bron van contaminatie wordt geëlimineerd (stagnerend product dat af en toe vrijkomt, smeermiddel of slijtage van mechanische onderdelen).

Figuur 1: Vrije-Valmenger

3. Prestaties van bakmengers: mengbedrijfsparameters

Voor diffusieve mengers bedraagt de mengtijd doorgaans 5–15 minuten. Dit is relatief lang in vergelijking met andere mengers en voornamelijk te wijten aan het ontbreken van een roerwerk om de deeltjesbeweging te versnellen.

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

• Batchgrootte voor mengen : de werkcapaciteit van bakmengers is 50–60% van het totale volume van de menger. De vulgraad is absoluut kritisch voor vrije-valmengers. Bulkvastestoffen hebben immers ruimte nodig om tijdens de rotatie te bewegen en zo het mengen te bevorderen. Als de menger te vol is, kunnen een slechte CV en/of lange mengtijden worden verwacht.
• Mengsnelheid : typische mengsnelheden liggen in het bereik van 15–25 tpm, met een Froude-getal < 1; het is gebruikelijk om de menger tijdens de validatie op verschillende snelheden en mengtijden te testen.
• Mengsnelheid en -tijd : bij dit type menger is meestal het aantal omwentelingen van belang, boven een bepaalde snelheid. Als de juiste homogeniteit na 10 minuten bij 15 tpm (150 omwentelingen) wordt bereikt, kan worden geprobeerd het mengen te valideren bij 7,5 minuten en 20 tpm (150 omwentelingen). Bij grote snelheidsverschillen kunnen er veranderingen optreden, aangezien de rotatiesnelheid ook de diffusie in de menger kan beïnvloeden.
• Aanwezigheid van schotten : sommige mengers hebben schotten (vaste platen in de menger) om het mengen te bevorderen. Dergelijke schotten kunnen in sommige gevallen het mengen verbeteren, maar het effect kan neutraal of zelfs nadelig zijn.

Het benodigde vermogen voor roterende mengers is vrij laag, in de orde van 1 kW/m³.

Extra roerwerk

Sommige fabrikanten van bakmengers bieden een optie voor het toevoegen van een waaier in de menger. De menger blijft roteren, maar de waaier zorgt bovendien voor een convectief meng-effect. Een dergelijk systeem kan de prestaties van de menger verbeteren, met name bij cohesieve poeders. Het voegt echter complexiteit toe aan het systeem en maakt reiniging moeilijker, twee punten om te overwegen voordat een roerwerk wordt toegevoegd.

4. Bakmengermachine: gedetailleerde specificaties

Containertype

Er bestaan veel ontwerpen van roterende mengers. Dubbelkegelmengers, V-mengers hebben een vaste behuizing en moeten ter plaatse worden gevuld en geleegd. De afgelopen jaren is echter een groeiende trend waarneembaar bij industriëlen en apparatuurspecialisten die overschakelen naar trommels en bak- of IBC -mengers. Dergelijke systemen bieden de flexibiliteit om de bak elders te brengen dan waar de menger staat. Zo kan de IBC naar een doseersysteem worden gebracht om te worden gevuld en van de menger naar een aansluitpunt worden verplaatst om te worden geleegd.

Bakken kunnen zeer klein zijn (20–50 liter; vaker in de vorm van trommels) tot zeer groot (2–5 m³). Grote IBC's worden soms 'totes' genoemd, waardoor de menger de benaming 'tote-menger' krijgt.

Dergelijke systemen, gebaseerd op trommels en IBC-bakken, winnen terrein in de industrie. Bakhandlingsprocessen en IBC-mengers vinden toepassingen, met name in de farmaceutische industrie, voedingsmiddelen- en babyvoedingsector. Ze bieden veel flexibiliteit en kunnen de deur openen naar verschillende productieopstellingen. Een enkele mengstation wordt gebruikt, maar meerdere containers kunnen worden ingezet om de productiviteit te verhogen. Terwijl een bak wordt gemengd, kan een andere worden gevuld en weer een andere worden geleegd. De bezettingsgraad van het systeem wordt hierdoor geoptimaliseerd. Ook kan het doseren op innovatieve manieren worden uitgevoerd, zoals met doseertreinen, of het transport van de containers kan worden gedaan via Automatische Grondvoertuigen (AGV). Door gebruik te maken van specifieke kleppen, kunnen vullen en legen hygiënisch worden uitgevoerd zonder materiaalverlies.

Figuur 2: Typisch IBC Bakmengerproces

Toegang tot de menger

Toegang tot de menger is doorgaans vrij eenvoudig bij roterende mengers. Omdat er geen roerwerk in de menger aanwezig is, zijn inspectie en reiniging tussen batches relatief eenvoudig.

Trommels zijn zeer gemakkelijk toegankelijk, terwijl IBC-bakken bij grote containers uitdagender kunnen zijn, omdat het nodig is om de bovenkant van de bak te bereiken om bij het manhole te komen. Om deze reden zijn er op de markt IBC-bakreinigingsstations verkrijgbaar, zowel droog als nat.

Inlaat- en ontlaatkleppen

Voor klassieke ontwerpen zoals bi-conus- of V-mengers, zijn de kleppen meestal vlinderkleppen, soms zelfs handbediend, en kan de ontlading rechtstreeks in een zak of naar een volgende bewerkingsstap gebeuren.

Bij trommels zijn in de meeste gevallen geen kleppen aanwezig; de operator opent eenvoudig het deksel en kantelt de trommel naar de volgende bewerkingsstap. Opmerkelijk is echter dat steeds meer leveranciers nu conische uitlaten voor trommels aanbieden, uitgerust met een klep, waardoor de hantering wordt vereenvoudigd.

Dit betreft IBC-containers, waarbij recente ontwikkelingen hebben geleid tot twee verschillende typen kleppen op de markt (met vele variaties per klepcategorie, afhankelijk van de fabrikant): conuskleppen en gespleten vlinderkleppen. Beide kleptypen proberen uitdagingen op te lossen zoals: het zo automatisch mogelijk koppelen van de IBC-bak aan het vul- of ontlaatstation, en het waarborgen van een afgedicht systeem om stofemissie tijdens het proces te voorkomen.

Instrumentatie

Omdat de menger roteert, is er geen instrumentatie verbonden met het roterende deel (bijv. niveau), maar de menginstallatie is wel uitgerust met verschillende instrumenten:

• Snelheidssensor indien vereist
• Veiligheidskooi met vergrendelingen: het is verplicht om iedereen op afstand te houden van de menger tijdens draaien, en te voorkomen dat deze start wanneer de kooi geopend is.
• De actieve onderdelen van de ontlaatkleppen, zoals conuskleppen of gespleten vlinderkleppen, kunnen ook geïnstrumenteerd zijn.

ATEX

Roterende mengers zijn vanuit ATEX-oogpunt relatief gunstig, aangezien er geen roterende apparatuur in de menger zelf zit. Echter, de mogelijkheid van lekkage tijdens het roteren moet wel in overweging worden genomen bij het bepalen van de ATEX-classificatie van het gebied.

5. Veelvoorkomende problemen met batchmengers (bin blenders)

Hoe het mengen in tuimelmengers verbeteren?

Tabel 1: veelvoorkomende problemen met batchmengers (bin blenders)

Probleem	Aanbeveling
Te lange mengtijd	Batchgrootte te groot – minder product inbrengen Onjuiste mengsnelheid Onjuiste vulsequentie
Te weinig capaciteit	Herzie de mengtijd Overweeg meerdere parallelle tuimelstations

---

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