Welkom bij

---

Dubbelassige peddelmengers voor het mengen van poeders

Mengprincipe, ontwerp, werking, toepassingen

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

---

Sectie samenvatting
1. Inleiding
2. Mengprincipe van dubbelassige peddelmengers (met fluidisatiezone)
3. Bedrijfsparameters voor mengen
4. Gedetailleerde specificaties
5. Bepaling mengerafmetingen

---

1. Inleiding

Industriële dubbelassige peddelmengers zijn al 30 jaar een voorkeursontwerp voor procesindustrieën voor het droog mengen van bulkvastestoffen. Mengen. Ze bieden vele voordelen ten opzichte van andere mengers -ontwerpen dankzij het mengprincipe gebaseerd op fluidisatie van het mengsel, met name een korte mengtijd en een zorgvuldige behandeling van het product, wat aantrekkelijk is in toepassingen die een hoge capaciteit vereisen en beschadiging van ingrediënten moeten voorkomen.

Deze webpagina richt zich in detail op het ontwerp van:

• Batch- peddelmengers
• En met name dubbelassige peddelmengers die een snelheid bereiken die hoog genoeg is om de te mengen materialen te fluidiseren (ook wel twee-assige peddelmengers of wervelbedmengers genoemd). De meeste concepten zijn ook geldig voor continue twee-assige peddelmengers.

Opmerking: er bestaan ook alternatieve ontwerpen van peddelmengers, zoals:

• Enkelassige peddelmenger : het mengprincipe verschilt van dat van dubbelassige peddelmengers en ligt ergens tussen lintmengers en ploegschaarmengers.
• Dubbelassige peddelmenger - niet-fluidiserend : dubbelassige peddelmengers worden vooral gebruikt voor het mengen van cement , maar zonder een fluidisatiezone te creëren; het mengen is dan convectief, maar met een laag Froude-getal.

2. Mengprincipe van dubbelassige peddelmengers (met fluidisatiezone)

Dubbelassige peddelmengers zijn convectieve mengers : de menger is uitgerust met 2 roerwerken met peddels die het poeder actief verplaatsen.

Voor een efficiënt mengproces moet een bepaalde rotatiesnelheid van de as worden bereikt. Bij deze snelheid kunnen de peddels de vaste stof optillen en een fluidisatie van het product creëren in het centrale gebied van de menger, wat de benaming "wervelbedmengers" verklaart, zoals soms in de literatuur wordt gevonden. Dit gebied, de fluidisatiezone genoemd, is de zone waar daadwerkelijk mengen plaatsvindt. Peddelmengers hebben ook geprofieleerde peddels met een gedefinieerde hoek die zowel radiale als axiale mixing bevorderen, waardoor de totale mengtijd wordt geoptimaliseerd.

Figuur 1: Fluidisatiezone in een dubbelassige peddelmenger

De optimale mengsnelheid, waarbij het mengen optimaal is, wordt bereikt wanneer het Froude-getal groter is dan 1. Bij een dergelijk Froude-getal is de traagheid hoog genoeg om de zwaartekracht op de vaste-deeltjes te overwinnen, waardoor de peddels de vaste stoffen kunnen optillen en het fluidisatiegebied kunnen creëren. Het is niet nodig, en ook niet wenselijk, om een dubbelassige peddelmenger te laten draaien bij een Froude-getal hoger dan 1-1,1; de mengtijd zal niet veel verkort worden en de energie-invoer zal de vaste stoffen aantasten (breuk van deeltjes).

De optimale mengsnelheid voor een specifieke menger kan worden berekend, op basis van de diameter van het menggereedschap, en met Fr=1,1.

Vergelijking 1: Berekening van de vereiste mengsnelheid voor een dubbelassige peddelmenger

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

Dubbelassige peddelmengers kunnen ook worden gebruikt om een kleine hoeveelheid vloeistof in het poeder te mengen, meestal om een licht agglomeratie-effect te bereiken. Deze injectie mag niet meer dan enkele % van het batchgewicht bedragen om klontervorming te voorkomen. Voor hogere percentages is het echter mogelijk om deze mengers uit te rusten met deagglomerators, kleine snijmessensystemen die op hoge snelheid draaien en een snij-effect leveren om klonten te breken die tijdens de injectie van vloeistof en mengen kunnen ontstaan.

3. Bedrijfsparameters voor mengen

Voor industriële dubbelassige peddelmengers bedraagt de mengtijd doorgaans 30 seconden tot 2-3 minuten; langer mengen met een droog mengsel betekent dat er iets niet correct is ingesteld in de menger .

De mengprestaties, d.w.z. de tijd om een gewenste homogeniteit te bereiken, is een functie van de volgende bedrijfsparameters:

• Batchgrootte (Partijgrootte): min. 30-40% van het totale volume van de menger / max. 70-80% van het totale volume van de menger

• Mengsnelheid: berekend en ingesteld om Fr = 1-1,1 te bereiken

• Kleine en secundaire ingrediënten moeten in de menger worden geïntroduceerd na de hoofd- ingrediënten (of in "sandwich"-methode), bij voorkeur in het centrale gebied van de menger

De gewenste homogeniteit van het mengsel moet worden vastgesteld door de eindgebruiker van de menger en getest tijdens de kwalificatie van de dubbelas-peddelmenger. Monsterneming en analyse worden uitgevoerd.

Vergelijking 2: Berekening van de tipsnelheid van het menggereedschap

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

4. Gedetailleerde specificaties

Toegang tot de menger

Het gemak van toegang wordt over het algemeen beschouwd als een van de sterke punten van dubbelas-peddelmengers.

Afhankelijk van de fabrikanten kunnen de volgende opties worden besteld, gerangschikt op gemak van toegang voor de operators:

• Uitneembare assen
• Voordeur
• Zijdeuren
• Openingsbovenkap

De meeste dubbelas-peddelmengers op de markt hebben assen die aan beide uiteinden door lagers worden ondersteund. Sommige fabrikanten bieden echter ook de optie van cantilever-assen (lagers aan slechts 1 zijde), wat een voordeel vormt voor hygiënische toepassingen (voeding en farmacie) door het mogelijk te maken de as uit te trekken en het binnenwerk van de menger vrij te maken voor eenvoudige reiniging.

Figuur 2: Toegankelijkheidsopties voor dubbelas-peddelmenger (hygiënische uitvoering)

Opties kunnen samen of afzonderlijk worden besteld.

Afvoer kleppen

Er zijn 3 typen afvoer kleppen verkrijgbaar op de markt, afhankelijk van de leveranciers en de behoefte van de klant. Er kunnen 1 of 2 kleppen per menger aanwezig zijn:

• Eenvoudige klepkleppen: afvoer kleppen met een rechthoekige vorm. Dit is het meest voorkomende ontwerp.

• Hygiënische ronde afvoer klep: de klep heeft een ronde vorm en minimaliseert, eenmaal gesloten, de spleet waar product kan bezinken en vermijdt zo dat het niet gemengd wordt, in tegenstelling tot het eerste type klep dat grotere spleten vertoont. Deze kleppen hebben een beperkte afmeting, wat de afvoertijd kan verlengen en daardoor de capaciteit van de menger kan verminderen.

• Bomb-deuren: de bodem van de menger kan volledig worden geopend met grote kleppen. Het belangrijkste voordeel is dat de mengtijd zeer kort is (< 30 s) en dat de hoeveelheid product die in de menger achterblijft zeer laag is. Er moet echter aandacht worden besteed aan de afdichting van de deuren wanneer ze gesloten zijn, alsmede aan de toegang voor reiniging onder de deuren.

Afhankelijk van de gekozen technologie zal de menger afvoeren in een trechter die geheel verbonden is met de bomb-deuren van de menger, of naar een aparte trechter die via een kort leidingstuk met de menger is verbonden.

Instrumentatie

De volgende instrumentatie kan worden aangetroffen op dubbelas-peddelmengers:

• Snelheidssensor: bevestigt de rotatie en snelheid van de assen

• Temperatuursensoren: geplaatst op de lagers, detecteren abnormale verwarming als gevolg van defecte lagers

• Stroommeter: geplaatst op de persluchttoevoer naar de lagerafdichting. De lagerafdichting is een belangrijke functie om te voorkomen dat product in de lagers dringt, wat deze zou beschadigen of het poeder zou doen ontbranden, wat een ontstekingsbron zou vormen en stofexplosies zou kunnen veroorzaken.

• Kleppositiesensor: detecteert of de afvoer klep gesloten is

• Veiligheidsvergrendelingen: geplaatst op elke toegangurdeur, zorgen voor de veiligheid van de machine door te voorkomen dat de operator toegang heeft tot de menger tijdens bedrijf, of dat de menger gestart kan worden wanneer een toegangspunt geopend is.

Stofexplosie (ATEX)

Om poeders te verwerken, moeten dubbelas-peddelmengers, die mengen met een gereedschaps-tipsnelheid > 1 m/s, aan de volgende kenmerken voldoen:

• De speling tussen de uiteinden van de peddels en het menglichaam moet > 4 tot 5 mm bedragen

• De lagerafdichtingen moeten onder druk staan

• Tijdens het laden en lossen, moet de mengsnelheid zodanig zijn dat de tipsnelheid van de peddels < 1 m/s bedraagt

De peddeltipsnelheid kan worden berekend met behulp van vergelijking 2 hierboven.

5. Dimensionering van vaste-stofmengers

De menger zou de knelpunt van de menginstallatie moeten zijn, wat betekent dat deze niet vertraagd mag worden door het proces gedeelte stroomopwaarts of stroomafwaarts. De capaciteit van de installatie zou gegeven moeten zijn en een batchgrootte (partijgrootte) zou hierop gebaseerd moeten worden, rekening houdend met een geschat aantal batches/partijen per uur

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 te overwegen 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.

Toepassingen van dubbelas-peddelmengers: Waarvoor wordt een peddelmenger gebruikt?

Dubbelas-peddelmengers, dankzij hun werkingsprincipe gebaseerd op fluidisatie, vinden veel toepassingen in industrieën waar een hoog homogeniteitsniveau vereist is, met de mogelijkheid om secundaire ingrediënten <0,1% te disperseren terwijl een zacht mengproces en korte mengtijden worden gegarandeerd:

• Farmacie: mengen van werkzame bestandsdelen
• Babyvoeding: zuigelingenvoeding of -granen
• Voedingsmiddelen: kant-en-klare mengsels zoals koffie, cacao, etc.
• Voedingsingrediënten: smaken, premixen
• Chemie: mengen van reactanten, premixen

Sommige uitvoeringen worden echter ook in andere industrieën aangetroffen, zoals in bouw (kan je cement mengen met een peddelmenger...), milieu of landbouw / diervoeder / aquavoeder

Dubbelas-peddelmengers te koop: hoe selecteer je een tweedehands (gebruikte) menger?

Veel gebruikte lintmengers zijn op de markt verkrijgbaar. Bij het zoeken naar een tweedehands menger moet je de volgende controles uitvoeren: de volgende controles :

• Is de peddelmenger gebruikt voor een vergelijkbare toepassing als jouw behoefte?
• Controleer op beschadigingen aan de peddels, krassen aan de binnenkant van de behuizing, meet de speling tussen elke peddel en de behuizing, er mag geen metaal-metaal contact zijn
• Draai de menger, luister naar de lagers, meet indien mogelijk trillingen
• Indien nodig, kan de menger worden gereinigd?
• Kan de kap worden aangepast om te voldoen aan jouw behoeften voor aansluitingen
• Is de afvoer klep functioneel
• Test alle instrumentatie die mogelijk bij de menger wordt geleverd
• Is de menger ATEX-conform (stofexplosierisico's) voor het door jou gedefinieerde gebied, zo niet, kan deze worden aangepast?

6. Gespecialiseerde toepassingen van dubbelas-peddelmengers

Dubbelas-peddelmengers tonen opmerkelijke veelzijdigheid, en vinden toepassing in een breed scala van gespecialiseerde toepassingen binnen verschillende industrieën:

• Farmaceutische industrie: In farmaceutische omgevingen zijn deze mengers onmisbaar voor het bereiken van de strenge homogeniteit die vereist is in medicinale formuleringen. Het vermogen om werkzame bestandsdelen zachtjes te mengen zorgt ervoor dat farmaceutische producten consistentie en werkzaamheid behouden.

• Voedingsmiddelenindustrie: Beroemd om hun zachte maar grondige menging, spelen dubbelas-peddelmengers een sleutelrol in de voedingsmiddelenindustrie. Van het maken van kant-en-klare mengsels zoals koffie en cacao tot het mengen van ingrediënten bij de productie van diverse voedingsproducten, dragen deze mengers bij aan de uniformiteit en kwaliteit die de voedingssector vereist.

• Chemische sector: De chemische industrie profiteert aanzienlijk van de precisie die dubbelas-peddelmengers bieden bij het mengen van reactanten en premixen. Het betrouwbare en grondige mengen van ingrediënten draagt bij aan de behoefte van de chemische sector aan nauwkeurige en consistente resultaten.

• Bouw en milieuprocessen: Naast traditionele toepassingen vinden dubbelas-peddelmengers ook toepassing in bouwprojecten en milieuprocessen. Hun aanpasbaarheid maakt ze waardevol voor taken zoals het mengen van cement en dragen bij aan milieutechnische oplossingen, wat de veelzijdigheid van deze mengers aantoont. Dubbelassige peddelmengers zijn in deze toepassingen echter mogelijk niet fluidiserend.

• Landbouw en Diervoeding: In de landbouw-, diervoeder- en aquavoederindustrie worden dubbelassige peddelmengers ingezet vanwege hun vermogen om diverse droge ingrediënten efficiënt te verwerken. Dit omvat het mengen van voedercomponenten om een uitgebalanceerd dieet voor vee en aquacultuur te waarborgen.