关于粉体混合机混合质量的定量分析

一、 粉体混合的含义 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%） · 行业聚焦：  　　目前，国内制药企业，只要是生产中成药的，一般都有颗粒剂型，少数有粉散剂。国内生产的包装机品牌众多，从功能、配置、各方面来比较，差异比较大，选择适合本企业产品的颗粒、粉剂包装机是生产产量和包装质量的关键。 　　目前国内的包装机从封口方式来分，可分为夹板式和辊筒式。从产能来分，可分为单列机和多列机。从走膜方式来分，可分为立式机和水平机。目前小袋包装的主要形式为：三边封、四边封、背封。 　　下面将各种机型的特点分别作一下描述： 　　夹板式立式单列包装机：间歇封口，容积式计量，充填下料，夹板封口，机型较小，操作简单，使用寿命较短。厂家不同，品牌、配置不同，价格不同，目 　　干燥动力学研究概况 　　一个实际干燥过程的干燥动力学特性，可以用被干燥物料的平均湿含量一时间与平均温度一时间曲线（或干燥速率一平均湿含量曲线）来表达。一般的干燥过程可以分为一个“常速干燥段”和一个或两个“降速干燥段”。常速干燥段与降速干燥段的分界点称为：“临界点”，此时湿物料的平均湿含量称为”临界湿含量”。在常速干燥段，物料宝石在湿球温度不变，表面蒸发速率可由水蒸汽通过环绕气膜的扩散速率来确定。由于常速干燥过程段的机理明确、计算方法简单，同时在实际干燥过程对许多物料来说干燥段都短或根本不存在，因此干燥动力学的研究大多集中在降速干燥段。 　　由于物料的物理、化学、热特蔬菜类干燥设备选型： 设备名称常用物料 　　带式干燥机：  脱水蔬菜、颗粒饲料、味精、鸡精、椰蓉 　　强化气流干燥机：  活性面筋、柠檬酸钙、面团形的面包加料米糠 　　旋转快速干燥机：  大豆蛋白、胶凝淀粉、酒糟、小麦糖、小麦淀粉等 　　喷雾带式干燥机： 糖蜜、玉米糖浆、60％麦芽糖、100％麦芽汁、结晶乳糖、酸性干酪乳清、结晶葡萄糖、奶油、稀奶油、人造奶油、50％椰子油、咖啡用乳粉、发酵乳、高蛋白食品、苹果、水果汁、黄油、奶酪、冰淇淋、糕点填料、西红柿、酸味乳清、甜味乳清、加糖奶粉等 　　冷冻干燥机： 菠菜、元葱、香菇、豌豆、黄瓜、近年来，随着饲料工业的逐步发展，水产饲料也越来越被广大饲料厂所看好。由于水产动物摄食量小，消化道短，消化能力差，通常要求水产饲料粉碎得相对畜禽料来说比较细。因为颗粒越细，其表面积越大，则水产动物的消化液与之接触面积就越大，从而提高了饲料的消化率，增加其营养报酬。因此，粉碎工段在整个生产工艺中占 　　有极其重要的地位。 　　据报道，通常鱼饲料在制粒之前应粉碎至几何平均粒度0.5mm或以下，如普通淡水鱼粉，要求全通过20目筛、40目筛上物不大于30%；河蟹、虾等饲料要求全通过40目筛、80%过60目筛；鳗、鳖料要求全通过60目筛、95%过80目筛。因此在水产饲料的生产中，必须采 向是采用低能耗干燥技术，可通过改进旧的干燥技术，采用新的干燥技术来降低能耗。特别是过热蒸汽干燥是一种可从多角度降低能耗的技术，通过蒸汽循环，蒸发1千克水的单位热耗可低于2．5×106J（典型的空气干燥其单位热耗可高达2．5×106～8×106J），如再利用分段组合干燥技术，合理利用其他过程的冷、热蒸汽于干燥过程，还会进一步降低能耗；在纸张干燥中应用的冲击喷射干燥、冲击干燥以及过热蒸汽干燥等新型技术，均会明显降低干燥能耗；生物燃料，只会释放再循环的CO2而不会产生温室效应,开发大型生物质燃料干燥技术。矿物燃料在释放数百万年前贮藏的太阳能时会产生CO2，加剧温室效应。而应用源自生物质的可再生能源。

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