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Fresatura selezione della tecnologia per la riduzione delle dimensioni delle particelle

La scelta della tecnologia di fresatura più appropriato per una particolare applicazione non è sempre semplice e la risposta più appropriata non è sempre il più evidente. La mancata identificazione alternative praticabili può essere estremamente costoso nel corso del tempo. Identificare queste alternative spesso richiede prove, non la teoria, e un potenziale acquirente di una attrezzatura o di trasformazione dei servizi deve garantire che il loro fornitore prescelto in grado di consigliare e condurre prove su tutta la gamma appropriata di tecniche alternative.

Introduzione

La riduzione controllata della dimensione delle particelle di materiali solidi è un processo necessario in molti settori industriali, ed è applicato ad un sorprendentemente vasta gamma di materiali da polveri farmaceutiche attive inalabili attraverso ingredienti alimentari e chimica fine ad applicazioni di elaborazione minerale larga scala.

Non sorprende, ci sono diverse tecnologie disponibili sul mercato per rispondere a queste sfide, che presentano diverse combinazioni di funzionalità e di costo (sia gli investimenti di capitale e di funzionamento). Alcune operazioni possono essere effettuate utilizzando più di una tecnica, la scelta diventando un compromesso tra le prestazioni richieste (generalmente espresso come distribuzione di uscita delle particelle dimensioni e velocità) e costo. Alcuni materiali richiedono tecniche diverse a seconda delle dimensioni di ingresso delle particelle e / o la forma, e l'inesperto può essere sorpresa che lo stesso materiale chimico-saggio may mulino molto meno efficiente (o per nulla) su un particolare tipo di mulino a fisico formato (ad esempio estruso) quando lo stesso tipo di mulino era abbastanza efficace su un formato diverso prodotto.

La manipolazione di materiali sensibili al calore, come i polimeri con un punto di rammollimento relativamente basso (tipicamente funzione della sua composizione chimica, peso molecolare e temperatura di transizione vetrosa), può anche essere problematica, ma le implicazioni di costo di non riconoscere la convenzionale soluzione di macinazione criogenica (1) potrebbe non essere effettivamente necessario per il particolare compito in questione può essere profondo.

VISUALIZZAZIONE DELLA SEZIONE DEL FRANTOIO CLASSIFICATORE 3 75 CLM XNUMX

Valutare il compito

In qualità di fornitore di una vasta gamma di attrezzature e un operatore esperto di tutti i tipi di apparecchiature nel nostro stabilimento come processore contratto, nella nostra esperienza ci sono tre insidie ​​principali da evitare:

  1. Non dare per scontate le specifiche - il primo passo con i clienti che arrivano armati solo con una specifica numerica (ad esempio "d50 <12 micron" o "100% <50 micron") (2) è quello di esplorare la derivazione di questo specifica. Non ci sono solo definizioni diverse di cosa, diciamo, "d50" significa, ma diversi sistemi di misurazione possono anche dare risultati molto diversi. Ciò può portare a confusione ed è, ad esempio, molto meglio confrontarsi con un campione conosciuto se esiste piuttosto che basarsi su un'espressione numerica per definirlo.
  2. Non over-specificare il prodotto finale - avendo stabilito che una particolare distribuzione granulometrica del materiale ha la funzionalità richiesta in applicazione, può essere utile esplorare i suoi limiti di specifica. A volte un relativamente piccolo rilassamento un parametro può avere un impatto significativo sulle prestazioni o l'efficienza di fresatura e può, in extremis, consentire il passaggio da una tecnologia all'altra. Lavorare con una specifica inutilmente rigorosi potrebbe soddisfare l'apparecchiatura di servizi, in quanto sarà più costoso, ma non è nel migliore interesse del cliente, e un po 'attento lavoro per definire quali sono i limiti di specifica sono veramente in grado di pagare i dividendi nel lungo correre.
  3. Non presumere di sapere la risposta - provare per credere! Essere scettici di un fornitore che rapidamente e con fiducia ti dice quale sia la soluzione giusta sta per essere.

tipi di tecnologia

Ci sono diverse tecnologie sottostanti diversi usati per fresatura, e poi una moltitudine di varianti e ibridi. Le tecnologie di base comuni che, tra loro, affrontano la maggior parte delle applicazioni di fresatura in una forma o nell'altra sono i seguenti:

micronizzatori ad aria

micronizzatori aria (o "mulini a getto") sono utilizzati per macinare una vasta gamma di materiali, in particolare quando il materiale di alimentazione è già relativamente fine. La tecnica si basa sull'impatto particelle particelle-on per abbattere il materiale, essendo stata introdotta in quanto sono correnti a getto d'aria molto veloci nel corpo del mulino. Ci sono due tipi di jet mill: (i) un mulino a getto di flusso a spirale che è comunemente usato in applicazioni farmaceutiche per l'assenza di parti in movimento; e (ii) un getto mulino opposta che può gestire materiali duri (fino a 10 della scala Mohs (3)) con la classificazione ottenuta mediante un rotore ad alta velocità.

mulini a impatto Rotary

mulini a impatto rotanti, noto anche come mulini a, usa rotori ad alta velocità con una velocità punta rotore fino a 120 m / s. Macinazione avviene attraverso l'impatto delle particelle di polvere sul rotanti e superfici macinazione fissi. Tipicamente utilizzato per materiali più morbidi fino a durezza Mohs 3, un frantoio impatto fornisce una soluzione conveniente operativamente quando durezza e particelle parametri di dimensione rientrano nel suo raggio.

mulini a sfere

mulini a palle, e altre forme di mulini barilatura quali mulini tubo e rod mills, comprendono un involucro cilindrico lentamente ruotando attorno ad un asse orizzontale, parzialmente riempito con un mezzo di macinazione (ad esempio sfere di ceramica o acciaio) alla quale il materiale da fresare è introdotto. Tipica nei minerali, minerali, vernici e chimica generale, mulini a sfere può essere progettato per funzionare in modo continuo (alimentata ad un'estremità e scaricata all'altra), oppure su base batch.

Ognuno di questi tipi mulino possono essere combinati con fasi classificatore esterni, con o senza feedback, per creare un processo globale che sia il più efficiente e conveniente possibile.

Caso di studio

Ad espandere le sue operazioni sul mercato europeo, un produttore globale fornitura di polveri di resine per l'uso in materiali compositi e membrane per l'aerospaziale, elettronica e di altre industrie high-tech, si avvicinò britannico Rema per affrontare le sue esigenze di fresatura. Queste applicazioni finali hanno richiesto un ambiente di controllo qualità altamente regolato e il cliente aveva precedentemente utilizzato macinazione criogenica seguita da un processo di selezione per ottenere la distribuzione granulometrica. Anche se in ultima analisi, il raggiungimento dei risultati richiesti, l'utilizzo di sistemi di azoto liquido necessario complessi chiusi e l'applicazione di rigorose procedure di salute e sicurezza.

Piuttosto che presumere di replicare la metodologia esistente, britannico Rema riconosciuto che, in questo caso particolare, macinazione criogenica può essere stato inutile, e la soluzione di British Rema era di utilizzare il suo mulino classificatore, anche se particolarmente adatto per lo scopo.

mulini Classificatore sono un tipo di mulino impatto rotante (di cui sopra), che hanno il vantaggio di essere una sola macchina con un frantoio impatto integrata e classificatore in una custodia. Il mulino CLM è comunemente usato per più stadi, chiuso ad anello di macinazione ed è ideale per prodotti con proprietà di natura più impegnativo e / o richiedono una distribuzione granulometrica strettamente controllata (vedi figura 1).

Questo processo raggiunto la granulometria desiderata ma, soprattutto, costi di trasformazione sono stati significativamente ridotti. Inoltre, non erano più necessarie le rigorose precauzioni sanitarie e di sicurezza associati con l'uso di azoto liquido.

Conclusione

La scelta della tecnologia di fresatura più appropriato per una particolare applicazione richiede esperienza, prove e una mente aperta. Una mancata identificazione alternative praticabili può essere estremamente costoso nel tempo. Inutile eccesso di specificazione del prodotto finito può anche comportare costi maggiori del necessario, ed è necessaria una stretta, rapporto di collaborazione tra cliente e fornitore per sviluppare la soluzione ottimale lungo periodo a qualsiasi progetto di riduzione granulometrica.

Note:

  • macinazione criogenica si riferisce ad una tecnica per cui viene raffreddato materiale soggetto, tipicamente con azoto liquido, prima della macinazione. Nel caso di lavorazione delle materie plastiche e resine, per esempio, lo scopo è quello di garantire che il materiale diventa (o rimane) infragilirsi, nonostante l'introduzione di elevati livelli di energia dal processo di macinazione. Tuttavia, l'investimento di capitale iniziale e le spese di funzionamento per questo processo sono elevati.
  • La denominazione “d50”, “d95”, ecc si riferisce alla percentuale di materiale che cade al di sotto del relativo valore quindi d95 = 20 micron mezzi 95% del prodotto scende sotto nominali micron 20. La definizione della percentuale varia ma è solitamente espressa in termini di volume di prodotto (piuttosto che, per esempio, il numero di particelle).
  • Mohs scala di durezza misura la resistenza di un materiale di graffio per confronto contro un insieme standard di materiali di riferimento da talco (durezza Mohs 1) al diamante (durezza Mohs 10).

Figura 1 - British Rema Classificatore Mill

Il mulino classificatore lavora su un processo a quattro fasi, come mostrato nel diagramma:

Stage 1

Il materiale viene introdotto nel mulino tramite alimentazione dell'aria primaria in cui il materiale viene miscelato con l'aria, riducendo così il rischio di agglomerazione.

Stage 2

Il materiale entra nella camera di macinazione in cui macinazione avviene nello stesso modo come un mulino convenzionale impatto rotante. L'entrata dell'aria secondaria aera ulteriormente il prodotto e fornisce la possibilità di immettere aria refrigerata se il materiale ha un basso punto di fusione.

Stage 3

Il materiale macinato passa nella ruota classificatore. Materiale della dimensione desiderata attraversa mentre particelle fuori misura vengono respinti e passa alla fase successiva.

Stage 4

Il materiale di grande misura respinto passa ad una sezione separata della mola dove viene macinato separatamente dal materiale frontale e poi nuovamente rivolta alla ruota classificatore.

Process Industry Informer

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