Powder mixing is common in companies across many industries, including pharmaceuticals, advanced materials, and chemical engineering. The powder mixing machine 's mixing step is crucial to many processes, with its primary goal being the achievement of uniform distribution of all components. While powder mixing may seem simple, it is usually complex.

Challenges in Powder

The main challenges in powder mixing machine are segregation and agglomeration, which are directly related to the flow properties and particle size of the powders in the mixture. Before delving into these issues, it is helpful to have a basic understanding of the flow properties of powders.

Characteristics of Powder Mixing

Based on flow properties, powders can be divided into two main categories:

(1) Free-flowing powders: Powders that do not stick together.

(2) Cohesive powders: Powders that stick to each other and form agglomerates, which cannot be well dispersed during the mixing process.

Several factors can affect the formation of agglomerates, such as moisture, static charge, and interparticle forces.

Furthermore, as the particle size decreases, the tendency of powders to bond increases; in other words, smaller particles tend to be more cohesive, while larger particles flow more freely.

How Dose Powder Segregation Occur?

Powder segregation (or demixing) is one of the biggest challenges in the powder mixing machine. Free-flowing powders are at a significantly higher risk of segregation compared to cohesive mixtures. Segregation typically occurs through one of three mechanisms: percolation, vibration, or conveyance.

Percolation happens when gravity pulls smaller particles into void spaces. This form of separation usually occurs when the powder mixture has a wide range of particle sizes.

Vibration occurs over time as smaller particles vibrate and move beneath larger ones. Similar to percolation, vibration primarily takes place when the powder mixing machine occurs and the mixed powder contains both large and small particles.

Conveyance arises from the collision of powder particles with each other during transportation. In many cases, larger particles tend to migrate toward the outside of the container, while smaller particles move closer to the center.

These scenarios can occur at any point during the mixing step, as well as during the transportation and storage of powder materials.

To prevent segregation, companies typically aim to minimize the time between the powder mixing machine 's mixing step and the next process, and implement special material handling procedures.

How Dose Powder Agglomeration Occur?

L'agglomération est un autre problème fréquent lors du mélange de poudres dans des mélanges cohésifs. Dans les poudres cohésives, les agglomérats sont des amas de poudre qui, s'ils ne sont pas correctement dispersés, peuvent entraîner un mélange irrégulier dans le récipient. Dans de nombreux cas, les mélanges de poudres cohésives nécessitent un broyage ou un tamisage pour briser ces agglomérats. De plus, les particules de poudre plus grosses peuvent être enrobées à sec avec des particules plus petites afin de réduire les forces interparticulaires et la tendance à l'agglomération.

En raison de l'intensité et des mécanismes de mélange, les méthodes traditionnelles de mélange de poudres utilisées dans les machines, telles que le cisaillement, la diffusion et la convection, ne sont efficaces que pour certains types de mélanges de poudres. Elles sont souvent très lentes et inefficaces, et ne permettent pas d'obtenir une uniformité parfaite.

De plus, ces méthodes traditionnelles ne permettent généralement pas de mélanger simultanément des poudres fluides et cohésives. Par conséquent, le choix de la technologie de mélange dans la machine de mélange de poudres dépendait historiquement des propriétés spécifiques du mélange, notamment des caractéristiques d'écoulement et de la granulométrie.

Comment obtenir un mélange de poudre uniforme ?

Les systèmes de mélange résonnants ont révolutionné le domaine du mélange des poudres. Ils permettent un mélange plus uniforme et plus rapide que tout autre mélangeur, ce qui leur vaut la réputation d'être les systèmes de mélange de poudre les plus exceptionnels à ce jour.

En règle générale, la technologie de mélange résonant (RAM) permet de mélanger parfaitement des poudres de presque toutes tailles, propriétés matérielles et morphologies, y compris les poudres fluides et cohésives, en seulement 30 secondes. Le mélangeur de poudres haute viscosité RAM peut facilement traiter des matériaux cohésifs et des pâtes dépassant les capacités des autres mélangeurs. La viscosité, mesure de la résistance d'un fluide à l'écoulement, s'exprime en centipoises (cP) et est l'une des propriétés qui influencent la difficulté d'obtenir un mélange homogène.

Les substances à faible viscosité (comme l'eau et d'autres liquides) présentent une résistance plus faible et s'écoulent plus rapidement. La viscosité de l'eau est de 1 centipoise (cP).

Les substances à haute viscosité (comme le miel ou le goudron) sont moins déformables et s'écoulent plus lentement. La viscosité du miel varie de 2 000 à 10 000 cP. Certaines substances à haute viscosité peuvent même atteindre des viscosités de plusieurs centaines de millions de centipoises.

Les pâtes et les mélanges à haute viscosité sont constitués de solides dans une matrice liquide. Moins la matrice est liquide, plus la viscosité est élevée (jusqu'à des centaines de millions de centipoises), ce qui donne un aspect et un comportement proches de ceux des solides.

Trouver une machine de mélange de poudre à haute viscosité qui fonctionne rapidement et permet un mélange uniforme était autrefois presque impossible... jusqu'à maintenant.

Mixage résonant

Le mélange résonant permet de mélanger facilement des matériaux à haute viscosité avec une vitesse et une uniformité que les mélangeurs de poudre traditionnels ne peuvent égaler. Les mélangeurs haute viscosité RAM utilisent l'énergie acoustique pour réaliser rapidement et uniformément le mouillage, l'incorporation et le mélange complet de la matrice. RAM accélère ces processus en induisant une instabilité de Faraday, un phénomène où des dddhhfingers" invasifs se forment aux limites de matériaux de densités différentes, combiné à l'encapsulation de "cavities". Grâce à un mouillage, une incorporation et un mélange rapides, RAM est capable d'obtenir des résultats très uniformes et à haute viscosité, beaucoup plus rapidement que les technologies traditionnelles.