산업용 블렌딩

Eric Maynard, Jenike & Johanson 부사장 | 2021년 1월 25일

혼합 및 블렌딩 – 수많은 산업 응용 분야에서 중요한 공정 단계입니다. 재료가 원료인지, 중간체인지, 최종 제품인지에 관계없이 필요한 품질 수준에서 균질성을 달성하기 위해 얼마나 많은 벌크 재료가 혼합/혼합 작업을 거치는지 생각해 보면 놀랍습니다.

나는 믹서 선택을 망치, 드라이버(여러 유형/크기), 펜치, 렌치, 전선 절단기와 같은 다양한 수공구가 포함된 도구 상자가 있는 도구 세트에 비유하는 경우가 많습니다. 와이어 커터로 와이어를 절단해야 하는 것과 망치를 사용하여 소용이 없는 것처럼 초콜릿 칩이나 쿠키 반죽과 같이 응집력이 높은 혼합물을 블렌딩하기 위해 회전식 블렌더를 선택한다고 상상해 보십시오. 작동하지 않습니다!

"만능 블렌더"의 만병통치약은 어떠세요? 스위스군 도구에도 현재 작업을 수행하는 데 도움이 되는 여러 가지 도구가 있습니다. 실제로 범용 블렌더는 없습니다. 광고된 장치라도 단일 설정 도구로는 그 약속을 이행할 수 없기 때문입니다. 상상해보세요. 당신이 망치라면 많은 것들이 못처럼 보이기 시작합니다!

효율적인 방식으로 혼합 균일성을 안정적으로 달성하기 위해 다양한 기술을 사용하는 몇 가지 일반적인 산업 혼합/혼합 작업을 생각해 보겠습니다.

식품 산업에서는 설탕, 밀가루, 인산염이나 스테아린산염과 같은 화학 첨가물과 같은 식품 분말을 혼합하기 위해 리본 믹서를 사용하는 경우가 많습니다. 이러한 블렌더는 분말을 반유동화하여 배치 작업에서 성분을 신속하게 통합하여 제조 유연성, 속도 및 정확성을 허용합니다.

음극 혼합물을 만드는 배터리 산업에서는 일반적으로 압축 전에 화학적 혼합물을 생성하는 데 필요한 액체와 응집성 분말을 혼합하는 기능을 갖춘 쟁기 혼합기를 사용합니다. 쟁기 믹서는 빠른 혼합 시간과 튤립 고속 이펙터를 사용하여 덩어리를 잘게 자르는 능력으로 혼합물을 쉽게 작동시킵니다.

설계 중인 공정 단계에 따라 적절한 블렌더를 선택하려고 하는 제약 산업의 어려움을 상상해 보십시오. 예를 들어 직접 압축 블렌드를 처리하는 경우 트윈 쉘 또는 더블 콘 구성의 회전식 블렌더를 사용할 수 있습니다. 습식 과립화 공정을 수행하는 경우 입자 클러스터를 깨기 위해 4,000rpm 이상으로 작동하는 초퍼가 있는 고전단 혼합기를 사용할 가능성이 높습니다. 그런 다음 최종 투여 제품에 부드러운 텀블 코팅을 제공하기 위해 액체를 건조 정제에 첨가하는 정제 코팅도 있습니다. 이러한 예는 "해머"가 모든 블렌딩 과정에 대한 답이 아니라는 점을 보여줍니다.

플라스틱 산업에서의 혼합은 맞춤형 합성 플라스틱에 있어서 가장 중요합니다. 소다병까지 플라스틱이 얼마나 오랫동안 사용되었는지 살펴보세요. 마지막으로 2리터짜리 병을 떨어뜨려 깨졌거나 플라스틱이 반투명해진 때는 언제였습니까? 80년대 이후로는 없을 것 같습니다. HDPE 및 PP의 화학 첨가물은 특성을 향상시켰을 뿐만 아니라 혼합 압출기에 공급하기 위한 연속 혼합 공정은 우유통, 샴푸병 또는 치약 용기를 만드는 모든 필름 또는 압출 공장에서 일반화되었습니다. 충격 보강제, 정화제, UVA/UVB 억제제 및 난연제는 모두 높은 처리량의 성형 장비에 공급되는 연속 리본 블렌더의 효과적인 사용을 통해 새 플라스틱에 효과적으로 통합됩니다.

일부 산업에서는 "호퍼 블렌더"라는 기술을 사용할 수도 있습니다. 이를 통해 혼합되지 않은 고체로 채워진 사일로를 규격에 맞지 않는 재료와 혼합할 수 있습니다. 중력 흐름 단독 장비를 사용하여 2~4개의 재순환 경로를 통해 재료를 처리합니다. 이 접근 방식을 사용하면 높은 처리량, 효율적인 혼합, 사양을 벗어난 재료의 저장 및 혼합 기능이 가능합니다. 이 기술은 플라스틱 산업에서 수십 년 동안 사용되어 왔습니다.

그렇다면 믹서나 블렌더 선택 시 올바른 선택을 했는지 어떻게 알 수 있습니까? 물론 대답은 효과적인 샘플링을 통해서입니다. 믹서기에 무엇을 넣는지 아는 것만으로는 충분하지 않습니다. 혼합 최종 상태에 도달했는지 확인하려면 혼합의 적절한 샘플링이 중요하며 배출 종료 시 스트림 샘플링도 중요합니다. 믹서/블렌더가 균일성을 보인다면 공정의 다음 단계로 들어가는 재료도 그만큼 좋을 것이라고 많은 사람들이 믿기 때문에 후자의 단계는 종종 간과됩니다. 이는 대부분의 경우 잘못된 희망입니다. 간단히 말해서 블렌딩이 완료되면 작업이 완료되지 않습니다. 사실, 분리의 영향을 피하기 위한 정말 힘든 작업은 이제 막 시작되었습니다!