최상의 혼합을 얻는 방법: 분말 유도 기술

Jun 05, 2023

Erin Dillon, 미디어 및 마케팅 코디네이터, Charles Ross & Son Co. | 2023년 1월 23일

팬데믹으로 인한 공급망 중단과 원자재 가격 인상에 따라 제조업체는 2023년에 비용 절감과 효율성을 우선시할 것입니다. 고객이 반복적으로 묻는 주요 문제 중 하나는 분말 성분을 액체에 빠르고 효과적으로 도입할 수 있는 방법입니다. 건식 구성요소와 습식 구성요소를 결합하는 데 어려움이 있으므로 몇 가지 제약이 따릅니다. 먼지를 최소화하고 공기 중의 위험을 피하는 것이 하나의 관심사입니다. 적절한 양의 전단을 적용하여 분산이든 용액이든 균일한 혼합물을 만드는 것도 또 다른 방법입니다. 수성 비히클에 소수성 분말을 통합하면 젖음에 저항하고 "물고기 눈"이라고도 알려진 완고한 덩어리를 형성하기 때문에 또 다른 복잡성 층이 나타납니다.

작업자는 혼합 목표를 달성하기 위해 분말을 선별하여 배치에 천천히 추가하거나 분말을 신속하게 추가하고 배치를 절단하여 응집체를 분해하는 시간이 많이 걸리는 프로세스와 같은 해결 방법을 개발합니다. 극단적인 경우 작업자는 고형물을 과충전하고 과도한 혼합 시간 후에도 분산되지 않은 채 남아 있는 불가피한 덩어리를 걸러내는 방법을 사용합니다. 이 공정은 힘들 뿐만 아니라 값비싼 원자재와 에너지를 낭비하는 동시에 배치 간의 제형 무결성을 손상시킵니다.

특정 농축 성분의 경우, 분말을 너무 천천히 충전하면 공정 중간에 제어할 수 없는 점도 축적이 발생하여 남은 고형물이 완전히 혼합되지 않을 수 있습니다. 반면, 난류 조건에서 배치 표면에 분말을 너무 빨리 추가하면 공정에서 먼지가 발생하고 분말이 떠다니는 경향이 있습니다. 또한 공격적인 혼합으로 인해 이미 수화된 입자가 과도하게 전단될 수 있습니다. 장기간 집중적으로 혼합하면 영구적인 점도 손실이나 기타 바람직하지 않은 유변학적 특성이 발생할 수 있습니다.

이전에 설명한 해결 방법 외에도 일부 제조업체에서는 액체로의 분말 유도를 개선하기 위해 추출기 시스템을 채택했습니다. 이러한 시스템에서 액체는 고속으로 벤츄리 챔버로 펌핑된 다음 인라인 믹서로 펌핑됩니다. 벤츄리 챔버에 생성된 진공은 오버헤드 호퍼에서 추출기로 분말을 끌어당겨 액체 흐름에 합류시킵니다. 그런 다음 분말과 액체 흐름은 흐름을 하류로 추진하는 회전자/고정자 장치에 의해 혼합됩니다. 이 구성은 배치 시스템과 관련된 먼지 및 부유 문제를 제거하지만 단점이 있습니다. 첫째, 시스템은 일반적으로 세 개의 개별 장치를 직렬로 연결하여 상당한 유지 관리가 필요합니다. 펌프, 이덕터 및 믹서의 성능 균형을 맞추는 것은 종종 어렵고 많은 응용 분야에서 가동 중지 시간이 상당히 높습니다. 가장 심각한 제한은 막힘이 매우 흔하기 때문에 벤투리 또는 이덕터의 고유한 작동 제한과 관련됩니다. 시스템은 변덕스럽고 제대로 작동하려면 많은 운영자 경험과 관심이 필요합니다. 이덕터의 공급 속도는 빠르게 움직이는 흐름에 의해 생성된 진공에 의해 결정되므로 점도 의존도가 높습니다. 이덕터의 효율성은 점도가 증가함에 따라 최종적으로 멈출 때까지 꾸준히 감소합니다.

대량의 분말을 대량으로 첨가해야 하거나 분산하기 어려운 고체가 고속 블레이드를 사용해도 완전히 적셔지는 데 시간이 너무 오래 걸리는 경우 분말 유도 기능이 내장된 로터/스테이터 혼합기를 고려해 볼 가치가 있습니다. .

한 가지 예로 Ross 고체/액체 주입 매니폴드(SLIM) 시스템이 있습니다. 이는 흄드 실리카, 탄산칼슘, 검, 전분, 안료와 같은 분말을 고전단 구역의 액체상에 도입하여 즉각적인 함침을 촉진합니다. 분산액과 용액은 교반된 배치 위에 분말을 첨가하거나 추출기를 사용하는 전통적인 방법에 비해 더 짧은 시간에 생성됩니다. 특별히 설계된 회전자/고정자 믹서를 활용하는 SLIM 기술은 고전단 영역에서 강한 진공을 생성하고 분말을 유체 흐름으로 흡입합니다. 건조하고 습한 재료는 강렬한 혼합이 일어나는 정확한 지점에서 결합됩니다. 업스트림 추출자. 이를 통해 SLIM은 막힘이나 응집 없이 대량의 고형물을 처리할 수 있습니다. 또 다른 이점은 상대적으로 먼지가 없는 작업입니다. 작업자는 혼합 영역에서 공기 중 입자가 크게 감소했다고 보고합니다.