Leitfaden für Industriemischer für hochviskose Materialien

Herausforderungen beim Mischen hochviskoser Flüssigkeiten

Beim Mischen hochviskoser Materialien reicht der Viskositätswert allein nicht aus. Das Material kann sich während des Mischvorgangs verdicken oder verflüssigen. Beispielsweise kann es nach der Pulverzugabe plötzlich eindicken oder nach längerem Mischen wieder verflüssigen. Daher muss bei der Auswahl der Geräte berücksichtigt werden, wie sich das Material im Verlauf der gesamten Charge verändert.

1. Schwer zu drehen

Die größte Herausforderung bei hochviskosen Materialien besteht darin, dass sie sich nur schwer durchmischen lassen. Niedrigviskose Flüssigkeiten bilden beim Rühren sofort Wirbel, während hochviskose Materialien dazu neigen, sich in Schichten abzulagern. Herkömmliche Rührpaddel rotieren nur in begrenzten Bereichen, wodurch eine gründliche Vermischung der oberen und unteren Schichten erschwert wird. Ein guter Mischer muss in der Lage sein, die untere Schicht nach oben zu befördern und die obere Schicht nach unten zu drücken.

2. Leicht zu erhitzen

Ein weiteres Problem ist die Wärmeentwicklung. Durch Reibung entsteht Wärme, und wärmeempfindliche Materialien neigen zu Zersetzung, daher ist die Temperaturkontrolle der Jacke von entscheidender Bedeutung.

Gängige industrielle Mischgeräte für hochviskose Materialien

1. Planetenrührwerke

Die Klingen rotieren sowohl um ihre eigene Achse als auch kreisförmig und führen so kontinuierlich neues Material zu. Dadurch eignet sich das Gerät für sehr dickflüssige, kaum fließfähige Pasten wie Klebstoffe und Batterieschlämme. Wandabstreifklingen verhindern das Anhaften von Material an den Behälterwänden.

2. Mehrwellen-Dispergiermischer

Ein langsam laufender Ankerrührer sorgt für die allgemeine Zirkulation, während eine schnell drehende Dispergierscheibe Agglomerate auflöst. Dieses System eignet sich zum Einmischen von Pulvern in hochviskose Flüssigkeiten. Es ist hocheffizient, zeichnet sich jedoch durch einen komplexen Aufbau und höhere Kosten aus.

3.Hochschermischer

Dieser Mischer erzeugt durch schnelllaufende Rotoren und Statoren starke Scherkräfte und eignet sich daher zum Aufbrechen von Klumpen, Verfeinern von Partikeln und Emulgieren. Er ist besonders effektiv bei der lokalen Scherung, hat jedoch eine begrenzte Gesamtzirkulationskapazität und wird daher typischerweise in Kombination mit langsam laufenden Rührwerken oder Wandabstreifern eingesetzt. Er eignet sich zum Einmischen von Pulvern in hochviskose Matrices und zur Herstellung feiner Pasten. Die durch die Scherung entstehende Wärme muss sorgfältig kontrolliert werden; eine genaue Temperaturregelung ist insbesondere für wärmeempfindliche Materialien unerlässlich.

Wichtige Auswahlkriterien

1. Ladekapazität:

Hochviskose Materialien sollten im Allgemeinen nur zu 40 % bis 70 % in den Behälter gefüllt werden. Zu viel Material verhindert eine ausreichende Durchmischung, zu wenig den Kontakt mit den Rührwerken.

2.Entladung:

Hochviskose Materialien fließen nicht von selbst ab; sie erfordern Kippen, Schneckenentleerung oder Druckbeaufschlagung.

3. Skalierung:

Die Skalierung von Pilotversuchen zur Serienproduktion ist nicht einfach eine Frage der proportionalen Skalierung; am besten führt man Pilotversuche mit dem tatsächlichen Material durch.

Zusammenfassend

Beobachten Sie zunächst das tatsächliche Verhalten des Materials und prüfen Sie anschließend die Gerätespezifikationen. Die Viskosität ist lediglich der Ausgangspunkt; Rheologie, Temperatur, Ausstoß und Scale-up sind die entscheidenden Faktoren.