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，农村养殖户多选择立式混合设备，但专家建议，规模猪场在选择饲料加工设备时，应选择卧式混合机，卧式混合机混合效率高，混合质量好，卸料时间短，残留量少。但选择及使用卧式混合机需注意以下几点： 　　1．根据每天生产量挑选卧混机。因混合机每批物料加工时间约6分钟，加上出料及进料的时间，每批物料加工时间可按10分钟计，则1小时可以加工6批料。如选择每批加工量100千克的混合机，则每小时可加工600千克。用户可以根据自己的需要挑选卧式混合机。 　　2．根据卧式螺旋带式干燥设备之一，是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥设备。能从液体直接干燥成粉体，这是喷雾干燥设备的最大优点；热效率低、体积庞大、生产能力低、投资高是它的缺点。喷雾干燥因其可直接由溶液或悬浮体制得成分均匀的粉状产品的特殊优点，目前在化工、轻工、食品等行业中有广泛的应用，化学工业中以染料行业应用最为广泛。 　　喷雾干燥设备的工作原理是：用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中，物料与热空挤压造粒机组集机、电、仪高度一体化，自动化控制水平高。因此，在实际运行中将出现较多难以诊断的故障，导致处理时间过长，从而影响整套聚丙烯装置的正常运行，大大地降低了生产经济效益。笔者结合挤压造粒生产过程的理论知识以及十余年实际生产运行的管理经验，对该机组在运行中出现故障的常见原因进行分析判断，制定了相应的解决措施及处理方法，从而确保其长周期的稳定运行。 　　故障原因 　　在挤压造粒机组中，导致挤压造粒机组在运行中出现摩擦离合器脱开，机组连锁    干燥机就是用于干燥空气的装置。     用行业的术语，就是用其干燥压缩空气。离开后冷却器的空气通常是完全饱和的，就是说任何降温都会产生冷凝水。     冷冻式干燥机是通过降低压缩空气的温度，析去水分，然后将空气再加热到接近原来的温度。     再生式干燥机是使空气通过含有化学物质的过滤器以析出水分。这种装置比冷冻式装置更能吸附水气。径显然不经济。国外专家研究了干燥过程中的黏壁和物料结块问题，认为造成黏壁的主要宏观因素是壁温。在关于橙汁喷雾干燥的专利中提出的解决办法是使塔壁冷却至已干品的温度以下，并在进料液中加入助干剂，提出了防止黏壁的三种途径： 　　1）采用夹壁干燥塔，其间用空气冷却，使壁温保持在50℃以下，黏结性强的物料宜采用平底塔。 　　2）通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁。 　　3）塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的“气扫帚”，并使之沿壁缓慢转动。 　　显然，这些措施试图达到的基本效果是相同的，即冷却塔壁。这些方法在中药浸膏的干燥中已经广泛应用，有一定效果。另外，塔内壁抛光也可以减轻黏壁。

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