Zväčšovanie plánétového odstreďovacieho miešania bez straty vášho receptu

"Funguje v laboratóriu, zlyhá na výrobnej linke."
Každý inžinier materiálov to počul a väčšina z nich to zažila.
Miešacie dynamiky malého stroja a výrobného stroja sa zvyčajne nelíšia: rozloženie strihu sa mení, tokové vzory sa menia a starostlivo naladené parametre z laboratórneho stola prestávajú mať akýkoľvek význam na výrobnej ploche.
Medzera medzi výskumom a vývojom a výrobou predlžuje časové plány projektov a spotrebúva rozpočet na pokusy a omyly.

Prečo zlyhá zväčšenie mierky

Zväčšenie mierky miešacieho procesu nie je o kúpe väčšieho stroja.
Ide o udržanie troch vecí konštantných:

1. Centrifugálne silové pole na jednotku materiálu.
   Kvalita disperzie pri centrifugálnom miešaní je určená centrifugálnym zrýchlením.
   Pri zväčšovaní mierky musí byť zachovaný pomer rýchlosti ku kapacite, aby materiál pociťoval rovnaké sily.
2. Trajektória miešania a prúdenia.
   Pomer rýchlosti obehu ku rýchlosti rotácie určuje, ako sa materiál pohybuje vo vnútri nádoby.
   Tento pomer musí zostať rovnaký od laboratórneho stroja po výrobný stroj, inak sa úplne zmení geometria miešania.
3. Podmienky vakuu a teploty.
   Účinnosť odplyňovania závisí od úrovne vakuu; nárast teploty závisí od chladiacej kapacity.
   Pred zväčšením mierky musíte potvrdiť, že väčší stroj dosahuje rovnakú úroveň vakuu a rovnakú reguláciu teploty.

Ak vynecháte ktorúkoľvek z týchto troch položiek, správanie sa vašej formulky zmení, hoci je recept úplne rovnaký.

Ako vyzerá škálovateľná miešacia platforma

Praktickou odpoveďou je rodina výrobkov postavená na jednom miešacom princípe a jednej filozofii riadenia.
Séria TMV od spoločnosti SMIDA pokrýva modely od 150 g pre laboratórne stolíky až po priemyselné stroje s kapacitou 100 kg a viac, ktoré miešajú už od 1 g na dávku, a všetky majú nasledovné spoločné znaky:

• rovnaký planetárny odstredivý miešací princíp – revolúcia plus rotácia, bez použitia miešacích lopatiek;
• rovnaké nezávislé riadenie rýchlosti revolúcie a rotácie;
• rovnaký návrh systému na vytváranie vákua a logiku ukladania a vyvolávania parametrov.

To znamená, že recept, ktorý bol uzamknutý na laboratórnom zariadení TMV-310TTC, sa dá presne zopakovať na výrobnej linkovej jednotke TMV-15000TT bez nutnosti opätovného technologického navrhovania procesu.
Výskum a vývoj dokončí formulku; výroba ju spustí.
Nie je potrebné druhé kolo vývoja technologického procesu.

Tri zvyky, ktoré robia škálovanie predvídateľným

Zvyk 1 – Napíšte štandardný prevádzkový postup pri pracovnom stole.
Od prvého dňa zaznamenajte každý dôležitý parameter: rýchlosť otáčania, rýchlosť rotácie, úroveň vákua, dobu miešania, typ pohára a konečnú teplotu.
Recept nie je receptom, kým sa nestane štandardným prevádzkovým postupom.

Zvyk 2 – Overte výsledky v rôznych kapacitách ešte pred záväzkom.
Keď prejdete na pilotnú alebo výrobnú škálu, vyberte stroj zo rovnakej platformy a cez neho preveďte rovnaký zložkový vzorec.
Porovnajte kvalitu disperzie, viskozitu a úroveň bublín s laboratórnou dávkou.
Ak sa zhodujú, škálovanie ste de-rizikovali ešte pred tým, ako miniete peniaze na plnú výrobnú sériu.

Zvyk 3 – Požiadajte dodávateľov o dôkazy o overení v rôznych kapacitách.
Výrobca, ktorý pravidelne overuje rovnaký materiál na strojoch s kapacitou 300 g a 20 kg, už mnohokrát vyriešil problém škálovania.
Požiadajte tieto prípadové štúdie – hovoria viac ako akýkoľvek technický list.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi stolným a priemyselným planetárnym odstreďovacím miešačom?

Kapacita a cyklus zaťaženia.
Stolné modely (150 g – 2 kg) sú vhodné pre výskum a vývoj a malosériové skúšky; priemyselné modely (až 100 kg a viac) slúžia na nepretržitú výrobu.
Ak oba zdieľajú rovnaký princíp miešania a ovládanie, recepty sa prenášajú priamo.

Môžem použiť rovnaké parametre receptu na rôzne veľkosti strojov?

U rodiny jednotnej platformy, ako je napríklad séria TMV od SMIDA, áno – rovnaký pomer otáčok/rotácií, úroveň vákua a čas vytvárajú ekvivalentné výsledky, pretože silové pole je navrhnuté tak, aby sa škálovalo.

Ako sa vyhnúť nekonzistentnosti medzi dávkami po zväčšení mierky?

Použite uloženie parametrov stroja a jednoduché vyvolanie nastavení, aby ste eliminovali rozdiely spôsobené obsluhou, a pravidelne kontrolujte viskozitu, veľkosť častíc a obsah bublín vo vzorkách v porovnaní s referenčnou laboratórnou dávkou.

Je priemyselný planetárny odstreďovací miešač dostupný v konfigurácii OEM?

- Áno, áno.
SMIDA prispôsobuje kapacitu, výkonné vývážacie systémy, reguláciu teploty, upevnenie pohárikov a softvér presne podľa vašich technologických požiadaviek.
Uveďte nám hmotnosť dávky a čas jedného cyklu – na základe týchto údajov určíme optimálnu veľkosť stroja.

Záver

Najvýhodnejšou investíciou do výskumu a vývoja materiálov nie je lepší recept – ale zabezpečenie, aby tento recept prežil kontakt s výrobným procesom.
Miešací systém, ktorý sa škáluje od 1 g až po 100 kg a viac, pričom zachováva rovnaké fyzikálne princípy a rovnaké ovládanie, mení škálovanie z rizikového pokusu na jednoduchú kontrolnú tabuľku.

Chcete overiť škálovanie ešte pred tým, ako sa zaviazete?
Pošlite nám svoj materiál; spustíme ho na laboratórnom aj výrobnom stroji v našom zariadení v Šen-čene a poskytneme vám porovnanie výsledkov medzi oboma kapacitami.