میکسرهای پودر چگونه کار می‌کنند؟

میکسر پودر یک دستگاه مکانیکی است که برای مخلوط کردن یکنواخت مواد پودری مختلف استفاده می‌شود. اصل کار آن بر اساس مکانیسم‌های اساسی اختلاط مانند اختلاط همرفتی، اختلاط برشی و اختلاط نفوذی است که مواد را قادر می‌سازد در مدت زمان کوتاهی به اختلاط سریع و یکنواخت دست یابند.

مخلوط کردن مواد پودری در تولید صنعتی بسیار گسترده است و آن را به بخش مهمی از فرآیند تولید تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، در تولید مواد غذایی، کودهای کشاورزی، داروها و مواد شیمیایی روزانه، مواد با خواص مختلف باید قبل از انجام فرآیند برای به دست آوردن محصول نهایی، به طور یکنواخت و با نسبت مشخصی مخلوط شوند. در طول تولید، یکنواختی توزیع پودر مستقیماً بر محصول نهایی تأثیر می‌گذارد.

اختلاط مواد به فرآیند حرکت پیچیده‌ای اشاره دارد که در آن دو یا چند ذره تحت تأثیر نیروهای خارجی (نیروهای مکانیکی یا گرانش) دچار تغییراتی در موقعیت و سرعت می‌شوند و در نتیجه، چندین ذره از طریق حرکت نسبی و نفوذ متقابل در مجموعه ذرات مربوطه، همزیستی می‌کنند. این فرآیند منجر به توزیع یکنواخت اجزای مختلف می‌شود. به دلیل پیوستگی ماکروسکوپی و گسستگی میکروسکوپی ذرات، حرکت اختلاط ذرات با خواص مختلف، یک فرآیند آشوبناک بسیار پیچیده را نشان می‌دهد.

مخلوط کردن پودر خشک به فرآیند مخلوط کردن یکنواخت دو یا چند پودر خشک برای اطمینان از توزیع یکنواخت هر جزء اشاره دارد. این فناوری به طور گسترده در موارد زیر استفاده می‌شود: صنایع غذایی (آرد، ادویه‌ها، پودرهای نوشیدنی، پرمیکس‌ها و غیره)، صنایع دارویی (مخلوط کردن مواد فعال و مواد جانبی)، صنایع شیمیایی (کودها، مواد شوینده، مواد اولیه پلاستیک و غیره) و صنعت خوراک دام (مخلوط کردن غلات، ویتامین‌ها و مواد معدنی).

مخلوط کردن پودر معمولاً به عملکرد هم افزایی سه فرآیند متکی است: همرفت، برش و انتشار.

اختلاط همرفتی شامل حرکت تصادفی ذرات پودر در مقیاس بزرگ است. تحت تأثیر نیروهای خارجی، ذرات پودر تحت تأثیر همرفت سیال مانند قرار می‌گیرند و از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت می‌کنند و به توزیع یکنواخت در یک منطقه بزرگ دست می‌یابند.

اختلاط برشی شامل برش در داخل توده‌های پودر است. تحت تأثیر نیروهای خارجی، ذرات پودر در برابر یکدیگر می‌لغزند و چندین سطح لغزشی را در داخل ماده تشکیل می‌دهند. این سطوح مانند لایه‌های نازک سیال با هم مخلوط و ترکیب می‌شوند و به طور مداوم پودر را برش می‌دهند تا توزیع یکنواختی در نواحی موضعی حاصل شود.

اختلاط نفوذی یک فرآیند اختلاط موضعی بین دو ذره مجاور در سطح میکروسکوپی است. به دلیل تغییر در موقعیت نسبی ذرات مجاور، نفوذ متقابل و اختلاط رخ می‌دهد و به ماده اجازه می‌دهد تا به یک مخلوط کاملاً همگن دست یابد.

فرآیند اختلاط را می‌توان تقریباً به سه مرحله تقسیم کرد: اختلاط همرفتی، مرحله‌ای که شامل همرفت و هم برشی است، و اختلاط نفوذی.

مرحله ۱: این مرحله در درجه اول شامل اختلاط همرفتی با سرعت اختلاط بالا است.

مرحله ۲: این مرحله شامل اثرات ترکیبی همرفت و برش است که منجر به زمان اختلاط نسبتاً طولانی‌تری می‌شود.

مرحله ۳: این مرحله اختلاط انتشاری است که در آن مخلوط در تعادل بین اختلاط و جداسازی قرار دارد و درجه همگنی آن در حدود یک مقدار مشخص در نوسان است.