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Mischzustände, Prozesse, Schubmischer, Wurfmischer, Ringschichtmischer
Definition Mischen
Mischen ist eine Grundoperation in der Verfahrenstechnik. Als Gegenoperation der Trennung versteht man beim Mischen das gezielte Vereinigen von mindestens zwei sich unterscheidbarer Stoffe zu einem möglichst homogenen Gemisch. Die Ausgangsstoffe können sich in ihren Aggregatzuständen gasförmig, flüssig, fest unterscheiden. Das Mischen ist ein mit der Zeit fortschreitender Prozess. Die Qualität einer Mischung wird durch Probenahme und analytische Auswertung bestimmt. Dabei ist zu beachten, dass es durchaus zu einem optimalen Mischzustand kommen kann, welcher bei fortschreitender Mischzeit sich wieder verschlechtert.
Beispiele von Mischzuständen
A: Vollständige Trennung der Einzelkomponenten
B: Ideale Mischung (in der Realität nicht zu erreichen)
C – E : Reale Mischzustände
F: reale, homogene Mischung
Bei den Mischaggregaten wird zwischen statischen und dynamischen Mischern unterschieden. Statische Mischer sind fest installierte Systeme, welche von dem Mischgut durchströmt werden. Die Mischwirkung erfolgt ausschließlich durch Verwirbelung der Strömung durch fest eingebaute Elemente. Voraussetzung für den Einsatz statischer Mischer ist die Pumpfähigkeit der Ausgangsstoffe. Dynamische Mischer dagegen versetzen die Einzelkomponenten mechanisch in eine Relativbewegung zueinander.
Dynamische Mischer werden unterteilt in Freifallmischer und Zwangsmischer. Freifallmischer nutzen ausschließlich die Schwerkraft zur Bewegung des Mischgutes aus. Typisches Beispiel eines Freifallmischers ist der klassische Zementmischer mit seiner rotierenden Trommel.
Zwangsmischer dagegen arbeiten mit bewegten, meist rotierenden, Mischelementen, welche im Mischerraum eingebaut sind. Durch die Mischelemente werden die Ausgangsstoffe gezielt beschleunigt und relativ zueinander bewegt. Je nach Ausführung der Mischelemente sind verschiedene Bewegungszustände möglich. Zwangsmischer sind für einen universellen Einsatz geeignet. Mögliche Anwendungen sind Feststoffmischungen, Feststoff-Flüssigkeiten, Flüssigkeiten - Flüssigkeiten, Feststoff-Gasmischungen sowie Flüssigkeiten – Gasmischungen.
In Abhängigkeit der Bewegungszustände im Zwangsmischer wird weiter unterschieden zwischen Schubmischern und Wurfmischern. Schubmischer erzeugen ausschließlich Relativbewegungen, ohne dass einzelne Partikel aus dem Mischgut herausgeschleudert werden. Wurfmischer dagegen erzeugen in Abhängigkeit der Drehzahl des Mischwerkes eine mehr oder weniger ausgeprägte mechanische Wirbelschicht, bei welcher einzelne Partikel komplett aus der Mischgutmatrix herausgeschleudert werden und ortsversetzt wieder zurückfallen. Eine Sonderstellung nimmt dabei der kontinuierlich arbeitende Ringschichtmischer ein.
Der Bewegungszustand bei horizontalen Zwangsmischern lässt sich durch die dimensionslose Froude - Zahl charakterisieren.
Dabei gilt:
Mit:
v = Umfangsgeschwindigkeit der Mischelemente
r = Radius der Mischtrommel
g = Erdbeschleunigung
Zwangsmischer sind geeignet sowohl für Chargenprozesse als auch für kontinuierliche Mischaufgaben.
Mischen mit Lödige
Lödige bietet eine große Auswahl an Mischsystemen für industrielle Anwendungen. Dabei kommen ausschließlich dynamische Zwangsmischer zum Einsatz. Sowohl Horizontalmischer als auch Vertikalsysteme sind verfügbar. Bei den ersten ist die Mischwelle mit den Werkzeugen horizontal eingebaut, so dass sich bei entsprechender Bewegung ein aufgelockertes Produktbett bis hin zu einer mechanisch erzeugten Wirbelschicht ergeben kann. Bei den zweiten ist die Mischwelle vertikal eingebaut; hier bildet sich im Produkt bei entsprechender Bewegung eine so genannte Trombe aus. Der Einbau von schnell rotierenden Messerköpfen ermöglicht das Mischen von zu Klumpen neigenden Produkten. Dabei wird das Mischgut durch die Mischwerkzeuge gezielt dem Wirkungsbereich des Messerkopfes zugeführt.
Neben den klassischen Pflugscharmischwerkzeugen steht eine große Auswahl von modifizierten Mischwerkzeugen zur Verfügung. Damit besteht die Möglichkeit, die Ausführung der Mischwerkzeuge dem Mischgut optimal anzupassen. So ist es mit den Lödige Systemen möglich, sowohl empfindliche Produkte schonend zu Mischen als auch gezielt Scherung in das Mischgut einzuleiten. Spezielle Mischwerkzeuge zur Verminderung von Verschleiß oder zur Vermeidung von Anbackungen an den Wandungen sind verfügbar.
Lödige bietet Systeme sowohl für Chargenbetrieb als auch für kontinuierliche Anwendungen an.
Mischen mit Lödige bedeutet die kundenspezifische Auswahl der optimalen Mischtechnik. Dabei hilft die Erfahrung aus mehr als 20.000 gelieferten Systemen für die verschiedensten Anwendungsbereiche. Zur Auslegung der Mischerparameter für neue Anwendungen oder zur Prozessoptimierung steht ein hauseigenes Technikum zur Verfügung. Dort wird zusammen mit verfahrenstechnischen Fachleuten die optimale Mischerausführung festgelegt.
Maschinen zum Mischen
Lödige bietet verschiedene Maschinentypen für die verfahrenstechnische Aufgabenstellung des Mischens an. Der horizontale Lödige Pflugscharmischer kann sowohl für Chargenprozess (Typ FKM) als auch für kontinuierliche Anwendungen eingesetzt werden (Typ KM). In vertikalen Misch- und Granuliersystemen erfolgt die Mischung nur chargenweise. Dafür wird der Typ MGT (überwiegend Pharma und Kosmetika) genutzt. Für kontinuierliche Prozesse mit hohen Durchsatzleistungen und Zugabe von Flüssigkeiten steht der Ringschichtmischer Typ CM zur Verfügung.
Eine Übersicht der verschiedenen Systeme bietet folgende Auswahl:
Pflugscharmischer
- Pflugschar-Labormischer Typ L
- Pflugscharmischer L für Labor, Entwicklung und Kleinproduktion
- Pflugschar® - Chargenmischer
- Pflugschar® - Food-Mischer für Chargenbetrieb
- GMP-Pflugscharmischer für Pharma und Food Anwendungen
- Pflugschar® - Chargenmischer FM mit manueller Beschickung
- Chargenmischer für Baustoffprodukte
- Kontinuierlicher Pflugschar® - Mischer KM
- Pflugschar®-Food-Mischer für kontinuierlichen Betrieb
Mischer / Mischgranulatoren
- Labor-Mischgranulator mit Wechselbehälter
- Mischgranulator MGT
- Hochleistungs-Ringschichtmischer CoriMix® CM
Spezialmaschinen
Gerne sind wir Ihnen bei der Auswahl des optimalen Systems für Ihre Anwendung behilflich.
Referenzen / Anwendungen
Die universellen Einsatzmöglichkeiten der Lödige Systeme erlauben ein breites Anwendungsspektrum für eine Vielzahl von Mischaufgaben. Branchenübergreifend werden Lödige Mischer eingesetzt.
Die folgenden Anwendungsbeispiele stellen eine kleine Auswahl an Mischaufgaben mit Lödige Systemen dar:
- Mischen von PVC mit Additiven und Füllstoffen
- Mischen von Harzen, Füllstoffen und Pigmenten
- Misch- und Löseprozess für viskose Synthesekautschukkleber
- Mischen von Getreidemehl mit Wasser für Bioethanolanlagen
- Mischen von Backmittel
- Mischen von Müslimassen
- Mischen von Trockensuppen
- Gewürzmischungen
- Mischen von Marzipanmassen
- Mischen von Kunststoffpulver oder Granulat mit pulvrigen oder flüssigen Farbstoffen und Additiven
- Mischen von Harzen mit Füllstoffen, Additiven und Fasern (SMC/BMC Massen)
- Mischen von Emulsions-PVC mit Weichmachern und Additiven (Plastisole)
- Conchieren von Schokolade
- Mischen von Klärschlamm mit Zuschlagstoffen
- Mischen von Eisenerzmassen zur Pelletierung
- Mischen von Zement, Quarzsand, Kalksteinmehl, Additive
- Mischen von Pigmenten
- Mischen von Feuerfestmassen
- Mischen Holz-Späne mit Leim für die Herstellung von Spanplatten
- Mischen von Fasern und Gips zur Herstellung von Gipsplatten
- Mischen von Mineralfutter mit festen und flüssigen Additiven
- Mischen von Düngemittel
- Mischen von Batteriemassen
- Mischen von keramischen Massen
- Mischen von Katalysatorenmassen (trocken und feucht)
- Mischen von Feuerlöschpulver
- Mischen von Dentalmassen
- Mischen von Bremsbelagsmassen
- Mischen von Metallpulver
- Mischen von Schleifmittel mit Bindemittel (trocken oder flüssig)
Gerne beraten wir Sie für Ihre Anwendung.