Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПОИСК ОПТИМАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СМЕСИТЕЛЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Vadim E. Mizonov, Ivan A. Balagurov, Henri Berthiaux, Cendrine Gatumel

DOI: http://dx.doi.org/10.6060/tcct.20186104-05.5732
Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 4-5. C. 93-97

Аннотация


Цель настоящего исследования – выявить, как загрузка предназначенных для смешивания в периодическом смесителе дисперсных материалов влияет на качество смеси и производительность смесителя. Известно, что небольшие количества компонентов (то есть малая загрузка) позволяют обеспечить лучшее качество смеси, но приводят к меньшей производительности смесителя. Особенно это проявляется, когда необходимо смешать компоненты, склонные к значительной сегрегации друг в друге. В этом случае полностью однородная смесь вообще недостижима, и существует оптимальное время смешивания, при котором качество смеси достигает максимума. Это оптимальное время возрастает с ростом загрузки. Таким образом, с точки зрения собственно смешивания, предпочтительно смешивать компоненты не один раз большими порциями, а несколько раз малыми порциями. Однако, полное время процесса смешивания состоит из времени загрузки смесителя, времени собственно перемешивания и времени разгрузки. Таким образом, производительность смесителя определяется не только временем собственно перемешивания, но также, по меньшей мере, и временем загрузки. Для того, чтобы оценить производительность смесителя при заданном качестве смеси, использована ячеечная модель, основанная на теории цепей Маркова. Показано, что существует оптимальная загрузка, которая обеспечивает максимальную производительность смесителя, и эта оптимальная загрузка существенно зависит от времени загрузки компонентов.

Для цитирования:

Мизонов В.Е., Балагуров И.А., BerthiauxH., GatumelC. Теоретический поиск оптимальной загрузки периодического смесителя дисперсных материалов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 4-5. С. 93-97


Ключевые слова


дисперсный материал; смешивание; сегрегация; загрузка смесителя; производительность смесите-ля; цепь Маркова; качество смеси; время смешивания; оптимизация

Полный текст:

PDFPDF

Литература


Bridgwater J. Mixing of particles and powders: where next? Particuology. 2010. V. 8. P. 563567. DOI: 10.1016/j.partic.2010.07.001.

Bridgwater J. Mixing of powders and granular materials by mechanical means A perspective. Particuology. 2012. V. 10.

P. 397427. DOI: 10.1016/j.partic.2012.06.002.

Jha A.K., Gill J.S., Puri V.M. Percolation segregation in binary size mixtures of spherical and angular-shaped particles of differ-ent densities. Particul. Sci. Technol. 2008. V. 26. P. 482–493. DOI: 10.1080/ 02726350802367902.

Tang P., Puri V.M. Segregation quantification of two-component particulate mixtures: effect of particle size, density, shape, and surface texture. Particul. Sci. Technol. 2007. V. 25. P. 571–588. DOI: 10.1080/02726350701783977.

Puri V.M., Jha A.K. Percolation segregation of multi-size and multi-component particulate materials. Powder Technology. 2010. V. 197. P. 274–282. DOI: 10.1016/j.powtec.2009.10.004.

Lakioa S., Ervastib T., Tajarobia P. Provoking an end-to-end continuous direct compression line with raw materials prone to segregation. Eur. J. Pharm. Sci. 2017. V. 109. P. 514–524. DOI: 10.1016/j.ejps.2017.09.018.

Vanarase A.U., Osorio J.G., Muzzio F.J. Effects of powder flow properties and shear environment on the performance of con-tinuous mixing of pharmaceutical powders. Powder Technology. 2013. V. 246. P. 63–72. DOI: 10.1016/j.powtec.2013.05.002.

Florian M., Velázquez C., Méndez R. New continuous tumble mixer characterization. Powder Technology. 2014. V. 256. P. 188–195. DOI: 10.1016/j.powtec.2014.02.023.

Mateo-Ortiz A.D., Muzzio F.J., Méndez R. Particle size segregation promoted by powder flow in confined space: The die filling process case. Powder Technology. 2014. V. 262. P. 215-222. DOI: 10.1016/j.powtec.2014.04.023.

Gajjar P., Gray J.M.N.T. Asymmetric flux models for particle-size segregation in granular avalanches. J. Fluid Mech. 2014. V. 757. P. 297-329. DOI: 10.1017/jfm.2014.503.

Mahdi Y., Mouhi L., Guemras N., Daoud K. Coupling the image analysis and the artificial networks to predict a mixing time of a pharmaceutical powder. J. Fundam. Appl. Sci. 2016. V. 8. N 3. P. 655-670. DOI: 10.4314/jfas.v8i3.1.

Fan Y., Hill K.M. Theory for shear-induced segregation of dense granular mixtures. New J. Physics. 2011. V. 13. P. 3-30.

Tunuguntla D.R., Thomas Weinhart T., Thornton A.R. Comparing and contrasting size-based particle segregation models. Computational Particle Mechanics. 2017. V. 4. N 4. P. 387–405. DOI: 10.1007/s40571-016-0146-z.

Tjakra J.D., Bao J., Hudon N., Yang R. Modeling collective dynamics of particulate systems under time-varying operating conditions based on Markov chains. Advanced Powder Technology. 2013. V. 24. P. 451-458. DOI: 10.1016/j.apt.2012.10.011.

Tjakra J.D., Baoa J., Hudona N., Yang R. Collective dynamics modeling of polydisperse particulatesystems via Markov chains. Chem. Eng. Res. Design. 2013. V. 91. P. 1646-1659. DOI: 10.1016/j.cherd.2013.05.011.

Eduardo M., Campello B. A description of rotations for DEM models of particle systems. Comp. Part. Mech. 2015. V. 2. P. 109–125. DOI: 10.1007/s40571-015-0041-z.

Wanga Y., Alonso-Marroquinc F., Xueb S., Xie J. Revisiting rolling and sliding in two-dimensional discrete element models. Particuology. 2015. V. 18. P. 35–41. DOI: 10.1016/j.partic.2014.04.013.

Doucet J., Hudonb N., Bertrand F., Chaouki J. Modeling of the mixing of monodisperse particles using a stationary DEM-based Markov process. Comp. Chem. Eng. 2008. V. 32. P. 1334–1341. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2007.06.017.

Mizonov V., Berthiaux H., Gatumel C. Theoretical search for solutions to minimize negative influence of segregation in mixing of particulate solids. Particuology. 2016. V. 25. P. 36-41. DOI: 10.1016/j.partic.2015.05.002.

Mizonov V., Balagurov I., Berthiaux H., Gatumel C. A Markov chain model of mixing kinetics for ternary mixture of dissimi-lar particulate solids. Particuology. 2016. V. 31. P. 80-86. DOI: 10.1016/j.partic.2016.05.006.

Mizonov V.E., Balagurov I.A., Berthiaux H., Gatumel C. Influence of multilayer loading of dissimilar particulate solids into a batch mixer on mixing kinetics and capacity. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 10. P. 54-60. DOI: 10.6060/tcct.20165910.5373.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.