ارزیابی یکنواختی مخلوط پودر
ارزیابی یکنواختی مخلوط پودر
اختلاط پودر یک عمل مشترک در تولیدات صنعتی است ، که به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی ، داروخانه ، مواد غذایی و ساخت و ساز استفاده می شود. این یکی از حیاتی ترین مراحل عملیاتی در تولید داروها ، خوراک ، سیمان و سایر محصولات است. اختلاط مواد پودری به فرآیند عملیاتی گفته می شود که در آن انواع ذرات پودر با اجزای مختلف سرعت حرکت یا جهت خود را در میکسر تغییر می دهند و در آخر ، ذرات با اجزای مختلف را به طور تصادفی و یکنواخت در مخلوط کن توزیع می کنند.
اثر مخلوط کردن به طور مستقیم کیفیت محصولات را تعیین می کند ، بنابراین بسیار مهم است که مواد پودر را به طور موثر ترکیب کنید. از آنجا که حرکت پودر در فرآیند مخلوط کردن بسیار پیچیده است ، نحوه ارزیابی صحیح اثر مخلوط کردن مواد همیشه یک کانون تحقیق و مشکل در صنعت بوده است.
در این مقاله خلاصه ای از اصل اختلاط مواد پودری ، روشهای ارزیابی اختلاط یکنواختی ، عوامل موثر در ارزیابی یکنواختی اختلاط و خصوصیات اصلی روشهای مختلف ارزیابی اثر مخلوط سازی وجود دارد.
1. اصل اختلاط
در فرآیند اختلاط مواد ، می توان اصل اختلاط را با توجه به حالت حرکت ذرات پودر در مخلوط کن ، به اختلاط همرفت ، اختلاط برشی و اختلاط نفوذی تقسیم کرد. اختلاط همرفتی بدین معناست که تحت تأثیر میکسر ، ذرات جامد اجزای مختلف به شدت جابجا می شوند و در روند جریان عقب و جلو مخلوط می شوند. اختلاط برشی به این معنی است که به دلیل سرعت حرکت متفاوت ذرات جامد از اجزای مختلف ، بسیاری از سطوح لغزش در پودر تشکیل می شود و لغزش نسبی بین سطوح لغزش ایجاد می شود و مانند مایع لایه نازک مخلوط می شود. اختلاط دیفیوژن به اختلاط موضعی بین دو ذره مجاور در حالت میکروسکوپی اشاره دارد. به دلیل تغییر موقعیت متقابل بین ذرات مجاور ، ذرات پودر نفوذ کرده و با یکدیگر مخلوط می شوند.
در فرآیند اختلاط واقعی ، سه اصل اختلاط اختلاط همرفت ، اختلاط نفوذی و اختلاط برشی همزمان کار می کنند. با این حال ، همیشه تحت کنترل یک یا چند مکانیزم اختلاط است ، یا مکانیزم هایی با مراحل و شرایط مختلف اختلاط نقش اصلی را دارند. اولین مرحله اختلاط پودر به طور کلی مرحله اختلاط همرفتی است که با سرعت اختلاط ماکروسکوپی سریع مشخص می شود. مرحله دوم مرحله عمل ترکیبی اختلاط همرفت و اختلاط برشی است که در آن زمان سرعت اختلاط مواد کند می شود. مرحله سوم مرحله اختلاط نفوذی است ، در آن زمان یکنواختی مخلوط شدن مواد با مقدار ثابت بالا و پایین می شود ، که نشان می دهد ذرات پودر در مرحله میکرو اختلاط قرار دارند و مراحل اختلاط و جداسازی پودر متعادل
طبق تجزیه و تحلیل ، در مرحله اختلاط اولیه مواد ، ذرات پودر می توانند به سرعت مخلوط شوند و سرعت اختلاط سریعتر است ، اما پس از رسیدن به بهترین حالت اختلاط ، سرعت مخلوط شدن آهسته شده و اثر مخلوط شدن در جهت مخالف. در این زمان ، حالت اختلاط پودر بسیار نامنظم است ، که به آن تفکیک گفته می شود. دیده می شود که طولانی شدن زمان اختلاط لزوما باعث بهبود یکنواختی مخلوط شدن مواد نمی شود اما ممکن است اثر اختلاط را کاهش دهد ، بنابراین ارزیابی صحیح اثر اختلاط و قضاوت دقیق وضعیت اختلاط برای اثر نهایی اختلاط بسیار مهم است.
2. ارزیابی اثر مخلوط کردن
برای ارزیابی اثر مخلوط کردن مواد پودری ، باید از روش های علمی برای تجزیه و تحلیل کمی اثر مخلوط سازی و قضاوت دقیق یکنواختی مخلوط استفاده شود. با این حال ، به دلیل پیچیدگی فرآیند اختلاط ، در حال حاضر نمی توان قانون حرکت واقعی ذرات در هنگام اختلاط مواد پودری را درک کرد. روش های ارزیابی اثر مخلوط عمدتا شامل تجزیه و تحلیل شیمیایی ، روش ردیاب و روش تجزیه و تحلیل ابزار است. در میان این روشهای ارزیابی ، بیشتر و بیشتر از روش تحلیل ابزاری استفاده می شود. تجزیه و تحلیل ابزاری عمدتا شامل تجزیه و تحلیل تصویر دیجیتال ، طیف سنجی مادون قرمز نزدیک ، طیف سنجی اشعه X و غیره است.
3- عوامل مing
ثر در ارزیابی یکنواختی مخلوط در فرآیند تجزیه و تحلیل اختلاط یکنواختی مواد پودری ، دو عامل مقدار نمونه برداری و زمان نمونه برداری بیشترین تأثیر را در نتایج تعیین می کنند.
مقدار نمونه گیری عامل مهمی است که در تشخیص یکنواختی اختلاط تأثیرگذار است. اگر مقدار نمونه گیری زیاد باشد و از تمام مواد مخلوط شده نمونه برداری و شناسایی شود ، نتیجه تشخیص یکنواختی مخلوط بسیار دقیق است. اگر مقدار نمونه برداری بسیار ناچیز باشد ، هنگامی که نمونه فقط یک ذره دارد ، دقت تشخیص یکنواختی اختلاط بسیار ضعیف خواهد بود. به طور کلی ، دقت تشخیص یکنواختی مخلوط با افزایش مقدار نمونه گیری افزایش می یابد. به طور کلی ، دو روش برای تعیین مقدار نمونه گیری وجود دارد: (1) توسط سختی کیفیت محصول تعیین می شود. (2) با توجه به هدف تحقیق و محدودیت روشهای نمونه گیری. در تولید واقعی ، مقدار نمونه باید تا حد ممکن به مقدار محصول نهایی نزدیک باشد ،
زمان نمونه گیری نیز عامل مهمی است که در ارزیابی یکنواختی اختلاط مواد پودری تأثیرگذار است. هرچه زمان نمونه گیری بیشتر باشد ، نتایج آزمون نمایندگی بیشتری دارد. هنگامی که از روش پردازش تصویر برای مطالعه اختلاط استفاده می شود ، تأثیر مقادیر مختلف نمونه برداری و زمان نمونه گیری در نتایج تشخیص یکنواختی اختلاط نشان می دهد که در مقایسه با مقادیر نمونه برداری ، زمان های نمونه برداری تأثیر بیشتری بر دقت یکنواختی اختلاط دارند. با این حال ، در روند تولید واقعی ، به دلیل تأثیر بسیاری از عوامل محدود کننده ، ارزش آن نمی تواند بسیار زیاد باشد.
