最佳干性固体混合的批量混合系统设计考虑

成批混合系统

从干燥固体生产高质量的成品首先要得到正确的混合。搅拌机不是万能的,批量搅拌系统在设计时必须考虑原料、设备、容量和其他因素。没有正确的搅拌器,分离问题,死区,低混合活动会对你的产品造成伤害。在使用水平带状搅拌机或其他干固体搅拌机时,请仔细阅读以下间歇混合系统设计考虑事项,并确保您的搅拌机以最佳效率工作。

最佳干性固体混合的批量混合系统设计考虑

个人批量混合器设计考虑因素

1.容量:干货最重要的批量混合系统考虑因素是容量。在使用带子或桨式混合器时,总容量不能超过扫掠的体积(带式混合器占用的空间)。在填充物上方并且可以增加混合物的变化,也可能增加混合时间。

2.时间:用于干固体的许多批次混合系统使用水平带搅拌机,因为它们能够在一至两分钟内完全混合成分。但是,批量混合系统的理想循环时间将取决于上游和下游过程,以及您希望实现的输出。更改批量混合系统中的混频器的容量,配置文件或数量可以帮助您在过程之间坐标时序,因此所有系统都可以同时运行,最大化利用率。

3.混合循环:水平分批混合机的经验法则是,原料应该从一端移动到另一端至少三次。实际所需的混合时间根据原料的不同而不同。没有足够的循环会给你一个不完整的混合,太多的循环会导致不必要的破坏或罚款产生。应该检查您的特定组合,以确保您有一个完整的组合。

4.混合机简介:由于水平带搅拌机或桨式混合器中的成分水平地通过混合器移动,因此更长的混合器将延长循环时间。通常,长度比的直径应在两到两个半之间。您需要考虑可用的占地面积和所需的生产率来确定混频器的大小。

5.电机马力:成分密度和容量会影响混合器运行所需的马力。如果重量是相同的,那么马力要求也将是相同的。然而,低密度混合物可能完全填充混合器,但仅施加一半的重量,而全容量的高密度混合物将重量更多。在仔细选择您的批量混合系统中的电机,因此您的搅拌机有足够的功率,但没有拉出不必要的能量。

材料考虑因素

6.脆弱性:水平带式混合器通常对成分产生低力,但特别是易碎的成分仍然可以在混合过程中分开。在批量混合系统中使用特别易碎的成分时,桨叶混合器可能是温和的混合作用。桨叶的角度也将减少混合器的力。

7.热和剪切:具有高剪切敏感性的配料将受到搅拌机摩擦产生的热量的影响。如果这些成分有高脂肪或高糖含量,以及高剪切敏感性,他们可能会融化和粘在搅拌机。粘着配料不仅会影响配料的质量和批量搅拌系统的效率,而且随着时间的推移还会损坏搅拌机。不粘涂层或不锈钢抛光可以防止由于剪切敏感性而粘在一起。

8.材料体积密度:要正确计算容量,您需要了解您目前使用的所有成分的批量密度或期望将来使用。请记住,小麦中间物品的低密度成分将占用比同样的重量更多,更密集成分,如豆粕。

维护和安全

9.丝带维护:混合带可以使用整个混合机的寿命,但是研磨材料会使混合带磨损得更快。定期检查搅拌带间隙和厚度。在色带变薄到足以断裂或色带和槽之间的间隙变大之前更换色带。这将避免您的批量混合系统意外停机。

10.汽车维修:如果你使用链条和链轮机构来降低转速,你将需要定期调整张力和检查油浴润滑系统。使用轴安装减速器可以消除这种额外维护的需要。

11.安全:如果向批量混合系统手动添加成分,则应用螺栓炉栅阻挡输入。解除障碍的输入或可拆卸格栅将工人面临风险并使业务暴露给不必要的责任。培养安全文化,鼓励工人报告任何维护问题或危害。

整体批量混合系统的考虑

12.排放门:根据您的成分和下游流程,提供了几种卸料门选项。滴底栅极将一次释放整个混合物,这是为了快速移动成分的理想选择。然而,必须紧密密封滴底门,必须定期检查密封以防止泄漏。滑动门需要更少严格的密封件并更好地保持调整,但它们不会尽快放电。蝴蝶阀可以快速移动产品,需要更少的维护,但它们可以在阀门上产生死区。

批量混合系统下降底部
4吨带底卸料闸门的带式混合机

13.下游的过程:即使你的水平带搅拌机或另一个批次混合器完全有效,材料隔离可能发生在过程中的任何一点。将搅拌机放置在尽可能靠近挤压、造粒、包装或其他整理过程的地方,以限制发生材料分离的机会。当使用非常精细的原料时,一定要粉末流动控制问题在料斗或馈线周围的上游不影响批量混合系统。

14.搅拌机的数量:两个小型混合器可能是一个比一个大一个更好的选择。这取决于可用的物理空间以及系统中是否可以进行浪涌料斗。如果使用两个混频器,则混频器问题将减少50%,而不是关闭您
测试和验证

15.测试:问你的制造商关于与混频器的现场成分测试,以确保没有问题并解决任何问题。在最后测试成分以验证整个过程,并在混合后立即验证混频器本身。您可能希望使用化学分析来测试特定的成分分布或微型示踪剂,以便在没有实验室的情况下测试。

16.死区:如果混合器填充(过多或不够),则可以形成死区,有时可以在混合器的上拐点中形成。测试这些区域以确保死区不会破坏混合。

17.功能区测试:随着缎带的磨损,将需要更多的时间来完全混合所有的成分。如果你的变异系数一直在下降,可能是一条磨损的丝带造成的。定期测试你的产品,以避免这个问题。

18.多种公式:如果您的批量混合系统专用于单个公式,您可能不太可能遇到惊喜或问题。但是,如果多个不同的混合物通过系统移动,则需要单独计算堆积密度,剪切敏感度,脆性和其他方面。水平带搅拌机或批量混合系统,用于一个配方的最佳工作可能不适用于另一个食谱。溶液可以像增加一些配方或减少或增加批量以最佳地填充混合器的混合时间一样简单。

正确的分批混合系统设计和正确的干式固体混合机可以减少停机时间,提高效率,并消除昂贵的维护费用。在设计批量混合系统时,请与您的制造商合作,为您的材料、设施和工艺找到合适的尺寸、体积、功率和设计。

解决批量混合过程中的材料偏析问题

分批混合过程中的材料偏析

当固体材料混合时,一定程度的材料偏析是不可避免的。在批量混合过程中,各种工艺被用来达到预定的均匀程度,然而下游的其他工艺可能会导致材料再次分离。通过适当的设计考虑和对工作中的材料分离物理的认识,可以对工艺和产品进行分离测试,从而避免产品缺陷。

分批混合过程中的材料偏析问题

它是如何工作的

在科学上被称为颗粒对流,在实践中被称为巴西坚果问题,筛分是批量混合过程中最常见的材料分离问题之一。筛分主要通过粒径与质量的关系进行;更大、质量更大的颗粒(如巴西坚果)会浮到混合物的顶部,而更小、质量更小的颗粒(如腰果)则会落在混合物的底部。它可以在不移动的情况下发生,但移动会使问题恶化,因为振动或摇动会导致更小的粒子更快地迁移到真空中。这种材料偏析问题发生的程度取决于粒子大小和质量之间的变化,以及每个粒子的数量。

你会看到什么

筛选是一种影响许多过程的重大分离问题。振动输送带可引起筛分,以及一些搅拌过程。甚至摇动完成的包装(就像一罐混合螺母)会导致这种分离。

休息的角度

它是如何工作的

批量混合过程中的休置材料分离问题的角度与筛分相似,但在不同的原理上运行。当它们倒入或分配时,而不是沉入底部,较小的粒子,而不是沉入底部。当较厚时,较粗的颗粒到达山丘,他们朝向边缘滚落。材料的滞后角度 - 它将稳定的角度且不滚下 - 引起这种分离。

你会看到什么

批量混合中的这种材料分离问题可以特别困难。在筒仓和舞会中,它通常是原因流动问题比如鼠洞和桥接。如果较粗的颗粒粘在料斗的侧面,它们就会变质,污染下一批。由于在分配时,空气会以不同的水平流过粗料和细料,因此会产生压差,从而损坏储存装置,如筒仓。在批量混合中最常见的是,当混合料从设计不当的料斗中分配时,物料分离导致配料浓度不同。

流化

它是如何工作的

当混合物悬浮在气体或液体中时,就会发生流态化。在批量混合过程中,这种材料偏析问题最常发生在普通空气中。当混合物充气时(这可能简单地通过自由落体发生),更细、密度更小的颗粒保留空气并向混合物的顶部移动,而更大、密度更大、不吸收空气的颗粒则下沉。

你会看到什么

在粉末成分中通常发生批量混合的该材料偏析问题。如果粉末不充分地与另一种材料结合,则如果充气或允许自由落体,它将通过流化分离。通过顶部的所有粉末,均匀性和产品质量可能会受到损害。流化,结合前两种材料隔离问题,也造成姿势工作场所的安全风险从粉末爆炸和呼吸道危害,因为大量粉末分离到空气中。

轨迹隔离

它是如何工作的

与前三个材料隔离问题不同,轨迹偏析通过水平运动发生。这发生了两种不同的原则。在流体混合物中,轨迹偏析通过粒度,密度,粘度和速度之间的关系发生。具有相同粘度和速度的颗粒,但不同的尺寸或密度将以不同的速率行进。这使得混合物包合。

在固体混合物中,由于摩擦而发生轨迹偏析。更细的材料具有更大的表面积,因此更大的摩擦移动得更慢,并且会在更靠近水平路径末端的地方沉积。更大的材料,更小的表面积和更少的摩擦移动更快,并进一步沉积。

你会看到什么

在批量混合过程中的这种材料偏析问题通常发生在带共混物和输送机或滑槽中。在丝带搅拌器中,由于其不同的尺寸或密度,流体悬浮液中的颗粒在混合器中分离。在滑槽和输送机中,摩擦导致材料以不同的速率移动,在斜槽和粗材料的末端造成一堆精细材料,进一步远离。

分批混合过程中的材料偏析解决方案

成分测试

为了在批量混合过程中解决材料分离问题,必须良好地理解材料和工艺。了解粒子的密度,尺寸,质量和其他特性可以帮助您预测材料如何隔离。在设计过程自动化设备时,问问你的制造商如果他们将对休息,筛选能力和其他问题进行成分测试。有了这些信息,您的制造商可以设计设备,以防止批量混合过程中的材料分离问题。

材料隔离测试

在测试现有分批混合过程中的材料分离时,确保测试准确。记住,最终产品中的材料分离也会影响对最终产品的任何测试。使用一个样品小偷或一个来路者来获得准确地代表整个样品,并看看在过程链中哪里和在多大程度上存在问题。记住要检查工艺不同点的变异系数,而不仅仅是混合器,看看你的下游工艺是否造成了分离。

供应仓库设计

休止角问题最常见的原因是设计不当的料仓和料斗。采用根据物料休止角设计的质量流料斗,防止混合不均。一般来说,至少70度的角度是推荐的。也可以使用料斗镶件或低牵引涂层。

混合和混合

搅拌和混合过程应仔细选择和放置。错误的搅拌器或搅拌器实际上会导致材料通过轨迹分离分离。如果搅拌器放置得太早,物料可能会在下游再次分离。在配药前立即放置搅拌器可以减轻离析效果。

涂层

许多材料隔离问题仅发生在自由流动的混合物中。添加粘合剂可以停止筛选等问题,尽管也应该考虑粘性和堵塞等其他问题。

搅动

充气或振动可以使一些材料重新混合,特别是当它们在筒仓或料斗中分离时。使用这两种方法时,要注意不要引入筛分或流化。

新材料

在分批混合过程中,物料之间的差异越大,物料偏析问题就越严重。如果你的材料特别粗糙,或者在粒度和密度之间存在很大的差异,与你的供应商谈谈材料质量。或者,考虑对不同的材料进行额外的处理;增加另一种工艺以获得更均匀的材料是否能防止材料分离问题?这是否划算?


材料偏析可能发生在操作人员永远看不到的区域。这意味着你可能只会看到产品质量低下或污染的结果。您可能还会遇到由于堵塞、水浸、低流量和其他问题而导致的重复处理问题和机器错误。如果你已经注意到这些问题,评估你的批次混合过程,看看哪里可能发生材料分离问题。一旦您发现了问题,简单的修复可能会显著提高产品质量。

5粉末流量控制问题和解决方案

粉体流动控制存在的问题及解决办法

粉末流动问题导致令人沮丧的昂贵停机时间。它们还可以损坏机器,创建备份和生产子标产品。某些类型的材料,机器和工作条件使粉末流动更有可能。我们已经确定了最常见的粉末流量控制问题和流量控制解决方案,以帮助您解决这些麻烦的低效率。

5最常见的粉末流动问题和流动控制解决方案

1.问题:没有流量

在正常运行条件下,物料应无间断地流过系统。如果无流警报经常发生,则系统的设计既不适合材料,也不适合环境。这种情况可能发生在高湿度的环境、高含水量的材料、形状不规则的固体材料或具有一定涂层的材料中。

解决方案:搅拌

根据无流问题的原因,有几种解决方案。

  • 给料机入口前的机械搅拌器
  • 振动器加入料斗
  • 空气垫使产品通气

这些中的每一个都是长期解决方案,最终通过消除停机时间来节省您的时间和金钱。在进行这些升级时,请务必进行正确的测试。仔细考虑在哪里以及如何安装设备,以及它们应该运行的频率最有效。

2.问题:低流

这种粉末流量问题可能会长时间才会受到注意,因为它不会直接导致停机时间。但是,流量不足会影响所有下游系统。低流量可能是馈线上方的障碍物或未对流。如果材料太厚或者进料器太小,则也可能发生这种情况。

解决方案:更大或更快的馈线

此问题的理想流量控制解决方案将展开馈线以增加速度较慢的体积,或加速进料器,以更快地推动更多材料。

  • 升级到更大的馈线
  • 添加变频驱动器
  • 在驱动器上更改减速机

3.问题:流动减少

一些粉末流动问题不会造成突然停止,而是物质流量的缓慢降低。与由粘在一起引起的材料引起的其他粉末流量问题不同,这通常是由于静电堆积而粘附到进料器的材料引起的。

解决方案:消除静态

在快速移动的干燥物料中,这是一个特别常见的问题,但针对这一问题的流动控制解决方案通常很容易实施。

  • 接地送料器框架以防止静态积聚
  • 给料机采用电动抛光
  • 给料机添加特氟隆涂层

4.问题:材料的洪水

如果过度越来越多的材料或者在关闭后的材料泛滥,这也可以在下游造成生产问题,或导致产品不一致。这些流量控制解决方案创造了前三个的相反效果,但它们以类似的方式实现。

解决方法:放慢速度,中断馈电

升级料斗或附加系统可以停止冲洗和水浸。

  • 通风料斗减少曝气
  • 在排放点安装滑阀或蝶阀
  • 小支线
  • 降低驱动速度
  • 倾斜饲养者

5.问题:馈线损坏

如果您的系统损坏并且需要比可比较设备更多的维修,那么材料或系统可能会归咎于。这可能是散装固体或粉末流量问题,它可能是由太多的磨损或系统构造引起的。

解决方案:速度较慢,系统更强

这种流量控制解决方案可以通过减慢产品速度或加强系统来实现。

  • 降低驱动速度
  • 将较大的送料器安装到慢速材料
  • 向系统中添加衬垫或涂层

如果您继承了一个不断看到问题的系统,或者您的材料已更改并且它创建新问题,请考虑这些解决方案。如果您正在建立新系统,请事先利用测试和适当的施工,并且不会发生这些粉末流量问题。在安装前进行正确的材料测试,您可以确定在它到达之前为您的材料制作的系统。

2018年粮食和宠物食品制造商的新食品和工作场所安全法规

2018年谷物和宠物食品的工作场所安全法规最近的食品,环境和工人安全的变化导致了许多谷物和宠物食品工程师互相看待其制造设施。其中一些规则是新的变化,其他人刚刚抵制不合规的处罚,所有人都应该得到充分的关注。对于绿地网站或装修,从一开始就适当关注食物和工作场所安全法规将节省数千个罚款。无论您的粮食或宠物食品设施的情况,我们都会为2018年制造商提供四项重点安全法规。

谷物和宠物食品生产的新食品和工作场所安全条例

1.修订OSHA滑倒条例

违规行为揭露工人跌倒或滑动事故占据2016年最常见的工作场所安全法规的三大,包括不合规的梯子,脚手架和秋季保护设备。寻求解决这些可预防的事故,OSHA修订规则29 CFR 1910 Subpart D,其在2016年规定了行走和工作表面的安全要求。这些规定中的许多规定已经有效,其他一些截至2018年11月所要求的。

谷物和宠物食品制造商正在建立而不是外出,以及谷物电梯和饲料储存设施应特别注意这些工作场所安全法规,其中一些已经强制执行罚款。

  • 确保暴露的工人培训秋季危险(2017年5月17日所要求)
  • 确保对使用设备的工人进行培训(要求2017年5月17日)
  • 检查和认证绳索下降系统的永久锚固(2017年11月20日所必需的)
  • 在24英尺和更换梯子/梯形部分(2018年11月19日)的新固定梯子上安装个人坠落逮捕或梯子安全系统
  • 确保现有的24英尺以上的固定梯子配有笼子、个人防摔系统或梯子安全系统(2018年11月19日要求)

2. NFPA 652:可燃灰尘的新标准

对宠物食品和谷物制造商来说,可燃粉尘的危险并不神秘。在2007年至2016年期间,仅谷物粉尘就发生了91起爆炸。2016年,美国消防协会(NFPA)标准652概述了评估风险和防止粉尘和粉末火灾的最佳做法。新标准与以前的标准最大的不同之处在于,对现有或未来的工艺进行了粉尘危害分析。

虽然OSHA最近由于特朗普管理下的监管改革而被遗弃的燃烧尘埃规定,专家提醒企业在其他OSHA标准下存在对粉尘危害的工作场所安全规定存在。项目经理和工程师可以以多种方式管理其可燃的粉尘风险;

  • 适当的机器维护,消除灰尘泄漏。
  • 将饲料混合过程分离到不同的建筑物,以管理风险和损失。
  • 进行彻底的风险分析以了解威胁。
  • 利用温度监测传感器防止火花。
  • 安装适用于您的设施和颗粒的灰尘监测和除尘系统。

3.OSHA新的呼吸性粉尘和结晶二氧化硅标准

可燃性粉尘法并不是唯一与粉尘有关的工作场所安全规定,粮食和宠物食品制造商今年应该注意。OSHA管理呼吸性粉尘颗粒的法规要求工人使用个人防护设备(PPE),并要求设施管理人员测量、管理和保持水平在允许暴露限值(PELs)内。2017年,OSHA修订了有关结晶二氧化硅暴露的法规,结晶二氧化硅是最常见的有害呼吸性粉尘类型之一。当结晶硅尘被吸入时,它会粘附在肺部,造成疤痕和不可挽回的损害。

虽然这些工作场所安全规定在建筑行业是最重要的,因为工人经常暴露在危险的结晶二氧化硅水平下,但原料饲料加工的一些步骤,特别是清洁,可能会造成呼吸性粉尘危害。为了减少暴露,采取以下预防措施;

  • 知道谁暴露,在哪里以及导致曝光的原因。
  • 衡量和监测有害或滋扰粉尘水平。
  • 提供个人防护装备,培养安全合规文化。
  • 利用适当的进气口和适当的过滤来收集灰尘。

4.美国农业部和美国食品和药物管理局:食品安全和现代化法案

美国农业部和美国食品和药物管理局联合监督《食品安全和现代化法案》(FSMA)中的条款,包括那些监管食品和宠物食品的条款。许多FSMA法规在2011年签署成为法律,现在才开始生效并付诸实施。

FSMA几乎涵盖了所有食品和宠物食品设施。The FDA’s current FSMA guidance document developed solely for pet food “covers facilities that manufacture, process, pack, or hold food intended for all animal species including food-producing animals (e.g., livestock, poultry, and aquaculture species), companion animals (e.g., dogs, cats, horses, and guinea pigs), laboratory animals, and animals maintained in zoological parks. “Animal food” means food for animals other than man and includes pet food, animal feed, and raw materials and ingredients (see 21 CFR 507.3).”

正在进行工艺开发的宠物食品和谷物加工者应该了解FSMA有关以下情况的规定;

  • 高含油量抗微生物热处理的动物性食品。
  • 霉菌毒素(黄曲霉毒素、伏马菌毒素、脱氧雪腐镰刀菌醇、赭曲霉毒素等)在谷物中增殖。
  • 杀虫剂对谷物。
  • 植物毒物(凝集素,蛋白酶抑制剂,氰基糖苷等)
  • 特异性动物的营养缺陷和毒性危害。
  • 过程或产品交叉污染。
  • 工艺设备的金属污染。

在项目设计和安装期间对食品和工作场所安全法规进行评估和规划将防止未来出现问题。与专业的、经验丰富的、信誉良好的工艺设备制造商合作,将有助于预测安全问题和特定于您的设施的危险。