افزایش مقیاس مخلوط‌کن سیاره‌ای گریز از مرکز بدون از دست دادن دستورالعمل شما

"در آزمایشگاه کار می‌کند، اما در خط تولید شکست می‌خورد."
هر مهندس موادی این عبارت را شنیده است و اکثر آن‌ها آن را تجربه کرده‌اند.
پویایی میکس‌کردن در دستگاه کوچک و دستگاه تولیدی معمولاً یکسان نیست: توزیع تنش برشی تغییر می‌کند، الگوهای جریان دستخوش تغییر می‌شوند و پارامترهای دقیقاً تنظیم‌شده در میز آزمایشگاهی دیگر در خط تولید هیچ معنایی ندارند.
شکاف بین تحقیق و توسعه و تولید، زمان‌بندی پروژه‌ها را طولانی‌تر کرده و بودجه را در تلاش‌های متعدد و خطا هدر می‌دهد.

دلایل شکست ارتقای مقیاس

ارتقاء مقیاس فرآیند میکس‌کردن تنها مربوط به خرید دستگاهی بزرگ‌تر نیست.
اين در مورد نگه داشتن سه چيز ثابت است:

1. میدان نیروی گریز از مرکز در هر واحد مواد
   کیفیت پراکندگی در مخلوط کردن سانتریفیوژ توسط شتاب سانتریفیوژ هدایت می شود.
   وقتی که مقیاس را افزایش می دهید، باید رابطه سرعت به ظرفیت حفظ شود تا مواد با همان نیروهای مشابه مواجه شوند.
2. مسیر مخلوط و الگوی جریان
   نسبت سرعت چرخش به سرعت چرخش تعیین می کند که چگونه مواد در داخل فنجان جریان می یابد.
   این نسبت باید از ماشین آزمایشگاهی تا ماشین تولید یکسان باشد، یا هندسه مخلوط به طور کامل تغییر می کند.
3. شرایط خلاء و دمای
   بهره وری از گاز زدایی سطح خلاء را نشان می دهد؛ افزایش گرما ظرفیت خنک کننده را نشان می دهد.
   قبل از مقیاس بندی، باید مطمئن شوید که دستگاه بزرگتر به همان سطح خلاء و کنترل دمای می رسد.

اگر هر یک از این سه مورد را از قلم بیندازید، رفتار فرمول شما تغییر می‌کند، هرچند دستورالعمل دقیقاً یکسان باشد.

چنین پلتفرمی برای اختلاط‌کننده‌های مقیاس‌پذیر چگونه است؟

پاسخ عملی، خانواده‌ای از محصولات است که بر اساس یک اصل اختلاط و یک فلسفه کنترلی ساخته شده‌اند.
سری TMV شرکت SMIDA از مدل‌های آزمایشگاهی ۱۵۰ گرمی تا دستگاه‌های صنعتی ۱۰۰ کیلوگرمی و بیشتر، با حداقل ظرفیت اختلاط ۱ گرم در هر بار، طراحی شده‌اند؛ و همه این مدل‌ها ویژگی‌های زیر را به اشتراک می‌گذارند:

• همان اصل اختلاط سیاره‌ای-مرکزگرا — ترکیبی از چرخش حول محور و چرخش دور محور، بدون استفاده از تیغه‌ها؛
• همان کنترل مستقل سرعت چرخش حول محور و سرعت چرخش دور محور؛
• همان طراحی سیستم خلأ و همان منطق ذخیره‌سازی و فراخوانی پارامترها.

این بدان معناست که فرمولی که در دستگاه آزمایشگاهی TMV-310TTC تنظیم و قفل شده است، بدون نیاز به بازطراحی فرآیند، روی دستگاه صنعتی TMV-15000TT در خط تولید قابل تکرار است.
تیم تحقیق و توسعه فرمول را نهایی می‌کند؛ و واحد تولید آن را اجرا می‌کند.
هیچ نیازی به انجام دور دوم توسعه فرآیند نیست.

سه عادت که مقیاس‌گذاری را قابل پیش‌بینی می‌کند

عادت اول — روی نیمکت دستورالعمل استاندارد عملیاتی را بنویسید.
از روز اول، هر پارامتری را که اهمیت دارد ثبت کنید: سرعت چرخش، سرعت دوران، سطح خلأ، زمان اختلاط، نوع ظرف و دمای نهایی.
یک دستورالعمل تا زمانی که به یک دستورالعمل استاندارد عملیاتی تبدیل نشود، دستورالعمل محسوب نمی‌شود.

عادت دوم — پیش از تعهد، اعتبارسنجی را در ظرفیت‌های مختلف انجام دهید.
هنگام انتقال به مقیاس نمونه‌سازی یا تولید انبوه، دستگاهی از همان پلتفرم را انتخاب کنید و همان فرمولاسیون را از آن عبور دهید.
کیفیت پراکندگی، ویسکوزیته و سطح حباب‌ها را با نمونه آزمایشگاهی مقایسه کنید.
اگر این مقادیر با یکدیگر مطابقت داشته باشند، شما قبل از صرف هزینه برای یک تولید کامل، ریسک مقیاس‌گذاری را کاهش داده‌اید.

عادت سوم — از تأمین‌کنندگان شواهد مربوط به عملکرد در ظرفیت‌های مختلف را بخواهید.
یک تولیدکننده که به‌طور معمول همان ماده را روی دستگاه‌های ۳۰۰ گرمی و ۲۰ کیلوگرمی اعتبارسنجی می‌کند، بارها و بارها مشکل مقیاس‌گذاری را حل کرده است.
درخواست مطالعات موردی را بدهید — این موارد اطلاعات بیشتری نسبت به هر برگه مشخصاتی به شما می‌دهند.

پرسش‌های رایج

تفاوت بین یک مخلوط‌کن سیاره‌ای مرکزگراي نمونه‌گیری و یک مخلوط‌کن صنعتی سیاره‌ای مرکزگرا چیست؟

ظرفیت و چرخه کاری.
مدل‌های نمونه‌گیری (۱۵۰ گرم تا ۲ کیلوگرم) برای تحقیق و توسعه و آزمایش‌های دسته‌های کوچک مناسب هستند؛ مدل‌های صنعتی (تا ۱۰۰ کیلوگرم یا بیشتر) برای تولید پیوسته استفاده می‌شوند.
هنگامی که هر دو از اصل مخلوط‌شدن و کنترل‌های یکسانی پیروی می‌کنند، فرمول‌ها به‌صورت مستقیم قابل انتقال هستند.

آیا می‌توانم از پارامترهای یکسان فرمول برای اندازه‌های مختلف دستگاه استفاده کنم؟

در یک خانواده تک‌پلتفرم مانند سری TMV شرکت SMIDA، بله — نسبت چرخش/دوران، سطح خلاء و زمان یکسان، نتایج معادلی تولید می‌کنند، زیرا میدان نیرو طوری طراحی شده که با مقیاس‌بندی سازگار باشد.

چگونه می‌توانم ناسازگانی بین دسته‌ها را پس از افزایش مقیاس جلوگیری کنم؟

برای حذف تغییرپذیری ناشی از اپراتور، از ذخیره‌سازی پارامترهای دستگاه و بازیابی یک‌لمسی استفاده کنید و ویسکوزیته، اندازه ذرات و محتوای حباب را در فواصل زمانی تعیین‌شده با دسته مرجع آزمایشگاهی خود مقایسه کنید.

آیا مخلوط‌کن سیاره‌ای مرکزگرا با ظرفیت تولیدی به‌صورت پیکربندی OEM موجود است؟

آره، آره
سِمیدا ظرفیت، سیستم خلأ، کنترل دما، جایگیری ظروف و نرم‌افزار را مطابق فرآیند شما سفارشی می‌کند.
وزن هر بار تولید و زمان چرخه را به ما اطلاع دهید تا اندازهٔ مناسب دستگاه را تعیین کنیم.

نقطه نهایی

سرانجام‌بخش‌ترین سرمایه‌گذاری در پژوهش و توسعهٔ مواد، بهبود فرمول نیست؛ بلکه اطمینان از این است که فرمول در تماس با تولید زنده بماند.
یک پلتفرم اختلاط که از ۱ گرم تا بیش از ۱۰۰ کیلوگرم با همان اصول فیزیکی و همان سیستم کنترل گسترش می‌یابد، تبدیل مقیاس‌دهی از یک ریسک به یک فهرست بررسی می‌کند.

آیا می‌خواهید قبل از تعهد، مقیاس‌دهی را تأیید کنید؟
مواد خود را برای ما ارسال کنید؛ ما آن را هم روی دستگاه آزمایشگاهی و هم روی دستگاه تولیدی در مرکز شنژن خود اجرا می‌کنیم و مقایسهٔ عملکرد بین دو ظرفیت را با شما به اشتراک می‌گذاریم.