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如何对混合机粉体混合质量进行定量 |
混合机-粉体混合质量的定量分析 一、 粉体混合机混合的含义 粉体混合是二种以上组份在干燥状态或有少量液体存在下,以外力作用搅混,使其不均一性不断降低的过程。所谓二种以上组份,可以是不同的物质,也可以是同一物质而有不同的物理特性:如含水率不同、颗粒直径不同、颜色不同等等。 粉体混合是一个复杂的随机过程,混合质量的评估及测定方法一直是困扰着人们的棘手问题。随着时代的发展,凭人的五官感觉来判定混合均匀度的日子已经过去。用科学的、数量形式来判定混合均匀度,就是粉体混合的定量分析。要做到定量分析,必然要有取样、检测、统计分析(数据处理)几个过程,从而得到一个单一的量值来表达混合物的均匀度。 二、 取样 从混合物中某一位置取出少量的物料,叫“取样”,这少量的物料叫作“观测样品”又称“点样品”,取样的位置称“取样点”。 在同一容器内,同一时间水平上,不同取样点取得的样品组成这一时间水平上的“样本”。点样品的个数即样本的大小。 关于样品的大小:在满足检测需要的量并可能对取样点周围物料具有代表性的前提下,样品越小越好。样品过大,不仅浪费物料,且对定量分析的正确性不利。 关于样品个数多少(即样本的大小):样品个数越多,即样本越大,定量分析结果越可靠,误差率越小。但迄今为止,确定最佳样品个数尚未研究出来。据美国化学工程协学建议,要求5~15个样品,也有人认为至少需要20个乃至50个样品。我国习惯上取5~10个样品。关于取样点位置,在物料处于静止状态下取样时,取样点应尽可能均布在物料的各个位置。如果能在混合物的运动流中取样,则比静止状态下取样所得出分析结果要准确。所以,在条件许可的情况下(如最佳混合时间已经确定),在混合器出口物流中取样的办法好。 三、 检测 将取得样品,用化学或物理的方法,测定各组分(尤其是关键组分——示踪物)的含量: X。如果样品个数是5,则检测到5个结果:X1;X2;X3;X4;X5。关于检测方法,应由组分的性质,混合的目的和实际条件来决定。 四、 统计分析 将上述检测结果,用统计学的方法,进行计算,得出单一的数值,来评估混合物的混合质量,叫统计分析法。 1. 算术平均值,又称样本均值:X X= — Σxi 式中:n——点样品数(样本大小) Xi——第i个样品测得的参数。如质量、含水量、颗粒数等。 2. 方差:σ2 σ2 = —— Σ(Xi — X)2 3. 标准偏差,又称SD(Standard Deviation的缩写):σ σ=√σ2 =√——Σ(Xi – X)2 在20世纪40年代以前,一直用σ来定义(评估)粉体混合质量,σ值越小,混合越均匀。然而,实践表明,这一定义在某些情况下很不精确,误差较大。英国粉体工程权威N.哈恩贝在其专著“工业中的混合过程”(中国石化出版社1991)说过这样一句话:“……由样品中得到的实践方差 (σ2)数值没有多大价值,除非与极限方差值可以关联”。 4. 相对标准偏差,又称RSD(Relative Standard Deviatio):V V有很多种算法,以下仅提供2个常用算法。 算法1:V= ×100% 算法2:V= (×100%)不同的混合机设备的使用范围是不同的,很多的时候,由于各种设备的主要性质不同,所以不同的职业所使用的机械设备也是不同的。现在V型混合机使用范围如下: V型混合机系列产品为V型高效不对称混合机,它适用于化工、食品、医药、饲料、陶瓷、冶金等职业的粉料或颗料状物料的混和。该机结构合理、简略、操作密闭,进出粉体混合机主要应用与粉体与粉体的混合,可以在混合时往物料中喷入大量的液体,但混合的整个过程中物料体现为固态粉体,应用例染料、味精、添加剂、塑料粒子等。混合比较平稳,对晶体的破坏作用小。设备混合时所有物料处于整体运动状态,动力要求高。生产能力要求高,主要为企业投资生产产品,此类设备相对强度设计高,没有二维混合机,全称二维运动混合机,顾名思义,是指转筒可同时进行二个方向运动的混合机。二个运动方向分别是转筒的转动,转筒随摆动架的摆动。被混和物料在转筒内随转筒转动、翻转、混和的同时又随转筒的摆动而发生左右来回的掺混运动,在这两个运动的共同作用下,物料在短时间内得到充分的混和。二维混合机广泛用于粉、粒状 广泛应用于制药、食品等行业,在操作过程中,加载筒绕中心轴旋转,称为一维混合机。由于料筒中没有轴式搅拌,因此无需担心密封污染物料,符合GMP规范的要求。 一维混合机的特点 1.配有密封的排出装置,可实现无尘生产 对于密度、成分不同、互不相溶的液体,搅拌产生的剪切作用和强烈的湍动将密度大的液体撕碎成小液滴,并使其均匀地分散到主液体中。搅拌产生的液体流动速度必须大于液滴的沉降速度。 少量不溶解的粉状固体与液体的混合机理,与密度、成分不同,互不相溶的液体的混合机理相同,只是搅拌不能改变粉状固体的粒度。若混合前固 |
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