Vật liệu có độ nhớt cao nhanh chóng bộc lộ những hạn chế của thiết bị trộn thông thường. Khi độ nhớt tăng lên, vật liệu trở nên khó lưu thông trong bình hơn, quá trình truyền nhiệt chậm lại và các máy khuấy thông thường có thể để lại các vùng không trộn lẫn xung quanh thành bình. Không khí bị mắc kẹt là một mối lo ngại khác: trộn mạnh có thể tạo ra bong bóng trong khi lực cắt không đủ khiến bột, chất độn hoặc chất phụ gia phân tán kém. Do đó, đối với các nhà sản xuất bùn pin, silicone, chất bịt kín, chất kết dính, bột gốm và các công thức nhớt khác, máy trộn cần phải kiểm soát nhiều biến số cùng lúc thay vì chỉ xoay máy khuấy.
Máy trộn chân không hành tinh giải quyết vấn đề này thông qua chuyển động phối hợp của các cánh hành tinh, bộ phân tán tốc độ cao, máy cạo tường PTFE, thiết bị chân không và thùng chứa có vỏ bọc. Kết quả là một quá trình trộn được thiết kế xoay quanh việc tuần hoàn vật liệu, phân tán, khử khí và quản lý nhiệt độ.
Sự khác biệt chính là sự chuyển động của các công cụ trộn. Trong cấu hình hành tinh, các cánh hành tinh kép quay quanh trục của chính chúng đồng thời quay quanh tâm của thùng trộn. Điều này tạo ra sự chuyển động liên tục qua các khu vực khác nhau của khối có độ nhớt cao thay vì dựa vào một mô hình dòng chảy quay duy nhất.
Khi các cánh khuấy di chuyển, chúng đẩy vật liệu về phía vùng làm việc của đĩa phân tán tốc độ cao. Bộ phân tán tạo ra lực cắt cục bộ cao hơn, đặc biệt hữu ích khi bột, bột màu, chất độn hoặc các thành phần rắn khác phải được đưa vào nền nhớt. Các cánh khuấy hành tinh cung cấp khả năng trộn số lượng lớn, trong khi bộ phân tán tốc độ cao giải quyết vấn đề phân tán cục bộ. Sử dụng hai chức năng cùng nhau sẽ hiệu quả hơn việc mong đợi một máy khuấy thực hiện tốt cả hai nhiệm vụ.
Máy cạo tường PTFE hoàn thiện mô hình tuần hoàn. Nó liên tục loại bỏ vật liệu khỏi thành bên trong và đưa nó trở lại vùng trộn hoạt động. Điều này làm giảm sự tích tụ thành và vùng chết, đồng thời giúp giảm thiểu vật liệu còn sót lại trong thùng sau một mẻ.
Đối với các công thức có độ nhớt cao, sự kết hợp cơ học này rất quan trọng vì chỉ tăng tốc độ quay không nhất thiết sẽ cải thiện quá trình trộn. Tốc độ quá cao có thể làm tăng sinh nhiệt hoặc cuốn theo không khí. Một cách tiếp cận tốt hơn là chọn chuyển động cánh khuấy và cường độ phân tán thích hợp cho công thức.
Hút chân không không chỉ đơn thuần là một tính năng vận hành bổ sung. Nó trực tiếp thay đổi môi trường trong đó sự pha trộn diễn ra.
Trong quá trình trộn khí quyển thông thường, không khí có thể bị mắc kẹt giữa các lớp vật liệu nhớt hoặc được đưa vào qua sự nhiễu loạn bề mặt. Bởi vì các vật liệu có độ nhớt cao không dễ dàng giải phóng không khí bị cuốn theo nên những bong bóng này có thể vẫn còn trong thành phẩm. Trong chân không, áp suất giảm thúc đẩy sự giãn nở và loại bỏ khí bị mắc kẹt khỏi hỗn hợp.
Đồng thời, việc duy trì môi trường chân không làm giảm sự tiếp xúc trực tiếp giữa vật liệu và oxy trong khí quyển. Điều này có thể có giá trị đối với các công thức có chất lượng hoặc độ ổn định có thể bị ảnh hưởng bởi quá trình oxy hóa. Mức và thời gian chân không thực tế phải được thiết lập theo độ nhớt, độ bay hơi, công thức hóa học và yêu cầu của quy trình thay vì áp dụng một cài đặt cố định cho mọi sản phẩm.
Đối với những người vận hành tuân theo Hướng dẫn sử dụng máy trộn chân không hành tinh, trình tự thực tế thường là nạp công thức theo thông số quy trình của nó, thiết lập tốc độ trộn ban đầu thích hợp, đưa chân không dần dần vào, theo dõi hỗn hợp và điều chỉnh các điều kiện trộn, phân tán, nhiệt độ và chân không theo hành vi của mẻ. Sổ tay hướng dẫn này phải được coi là tài liệu tham khảo vận hành cho máy cụ thể hơn là tài liệu thay thế cho việc xác nhận công thức.
Hai hệ thống có công việc khác nhau. Cánh khuấy hành tinh kép cung cấp tốc độ luân chuyển vật liệu quy mô lớn và giúp di chuyển toàn bộ khối nhớt trong tàu. Bộ phân tán tốc độ cao tạo ra lực cắt cục bộ để phá vỡ các chất kết tụ và phân phối chất rắn mịn đồng đều hơn.
Sự kết hợp này đặc biệt có liên quan đến bùn pin lithium, chất hàn dán, bột gốm, chất màu, chất độn và các công thức khác mà chất lượng phân tán có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sau này.
Chiến lược điều hành không nên dựa trên tốc độ tối đa. Một kỹ sư quy trình có thể sử dụng hỗn hợp hành tinh được kiểm soát tương đối để kết hợp khối lượng lớn, sau đó là cường độ phân tán cao hơn khi công thức yêu cầu lực cắt mạnh hơn. Trình tự thích hợp phụ thuộc vào lượng bột, sự phát triển độ nhớt, kích thước hạt, độ nhạy nhiệt độ và đặc tính lưu biến của công thức.
Độ nhớt cao cũng tạo ra thách thức về nhiệt. Khi độ nhớt tăng lên, lực cản cơ học tăng lên và vật liệu có thể trở nên khó lưu thông. Đồng thời, việc trộn nhớt có thể tạo ra nhiệt, trong khi một số công thức phải duy trì trong phạm vi nhiệt độ xử lý tương đối hẹp.
Thùng trộn có vỏ bọc cho phép các phương tiện làm nóng hoặc làm mát lưu thông xung quanh thùng. Gia nhiệt có thể làm giảm độ nhớt và làm cho các vật liệu khó xử lý dễ dàng hơn, trong khi làm mát có thể loại bỏ nhiệt trong quá trình và bảo vệ các công thức nhạy cảm với nhiệt độ. Ví dụ, một công thức có thể trở nên dễ trộn hơn đáng kể sau khi gia nhiệt có kiểm soát, trong khi chất kết dính nhạy cảm với nhiệt có thể yêu cầu làm mát để ngăn nhiệt độ tăng quá mức.
Do đó, nhiệt độ nên được coi là một phần của quá trình trộn chứ không phải là một tiện ích độc lập. Phối hợp nhiệt độ với tốc độ cánh khuấy, cường độ phân tán và điều kiện chân không có thể cải thiện tính nhất quán giữa các mẻ.
Máy trộn chân không hành tinh đặc biệt phù hợp với các công thức có độ nhớt cao đòi hỏi phải trộn, phân tán hoặc khử khí chuyên sâu. Các ứng dụng điển hình bao gồm bùn pin lithium, gel silicone, chất bịt kín, chất kết dính cấu trúc, chất hàn dán, bột gốm, bột bả, kem đánh răng, kem mềm và các loại bột nhão nhớt khác.
Phạm vi độ nhớt có thể sử dụng chính xác không thể được xác định chỉ từ công suất máy trộn. Tính lưu biến của vật liệu, hàm lượng chất rắn, nhiệt độ công thức, cỡ mẻ và hình dạng cánh khuấy đều ảnh hưởng đến mô-men truyền động cần thiết và hiệu suất trộn. Do đó, người mua nên cung cấp dữ liệu công thức thực tế khi chỉ định thiết bị thay vì chỉ chọn máy từ mức xếp hạng khối lượng danh nghĩa.
Năng lực là yếu tố lựa chọn đầu tiên nhưng không nên xem xét nó một cách tách biệt. Phạm vi máy trộn chân không hành tinh của Rumi bao gồm khoảng 30L đến 2000L, cho phép lựa chọn thiết bị theo yêu cầu của phòng thí nghiệm, thí điểm và sản xuất. Khối lượng làm việc hữu ích cần được xem xét cùng với các yêu cầu về khoảng trống, vận hành chân không, độ giãn nở của vật liệu và cỡ lô thực tế.
Cấu hình mái chèo cũng quan trọng không kém. Đối với các sản phẩm có độ nhớt cao, sự kết hợp giữa cánh khuấy hành tinh kép + bộ phân tán tốc độ cao + máy cạo tường PTFE mang lại khả năng xử lý rộng hơn so với thiết kế máy khuấy đơn cơ bản.
Kiểm soát tốc độ là một cân nhắc quan trọng khác. Điều khiển bộ chuyển đổi tần số cho phép người vận hành điều chỉnh tốc độ quay theo các giai đoạn khác nhau của công thức. Khả năng chân không phải được đánh giá cùng với độ kín của bình chứa, độ ổn định chân không và các yêu cầu khử khí thực tế của vật liệu.
Xây dựng vật liệu cũng ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng. SUS304 phù hợp với nhiều công thức công nghiệp, trong khi thép không gỉ 316L có thể được lựa chọn khi khả năng chống ăn mòn cao hơn hoặc yêu cầu tiếp xúc vật liệu khắt khe hơn.
Đối với thiết bị sản xuất, nâng thủy lực, công tắc giới hạn an toàn và điều khiển màn hình cảm ứng PLC không chỉ đơn giản là những tính năng tiện lợi. Nâng thủy lực cho phép bình hoặc đầu trộn di chuyển vào vị trí vận hành cần thiết, trong khi khóa liên động an toàn ngăn cản hoạt động khi bình hoặc máy khuấy không được đặt đúng vị trí. Giao diện PLC cung cấp khả năng điều khiển tập trung về tốc độ, nhiệt độ, lực nâng và các chức năng vận hành liên quan, giúp thực hiện các quy trình lặp lại theo lô dễ dàng hơn.
Đối với người mua so sánh Máy trộn chân không hành tinh tốt nhất, sự so sánh hữu ích nhất không phải là máy nào có công suất động cơ hoặc tốc độ tối đa cao nhất. Câu hỏi hay hơn là liệu hệ thống hoàn chỉnh có phù hợp với nguyên liệu và quy trình sản xuất hay không.
Nhà sản xuất vật liệu pin có thể ưu tiên phân tán có kiểm soát và khử khí chân không. Nhà sản xuất chất bịt kín có thể chú trọng nhiều hơn đến việc quản lý nhiệt độ và trộn hành tinh mô-men xoắn cao. Nhà sản xuất bột gốm có thể yêu cầu các bộ phận bị ướt có khả năng phân tán mạnh và chống ăn mòn. Một nhà sản xuất kem đánh răng hoặc sản phẩm chăm sóc cá nhân có thể đặt trọng tâm lớn hơn vào việc xây dựng vệ sinh, kiểm soát nhiệt độ và vận hành theo mẻ lặp lại.
Rumi Technology tiếp cận những yêu cầu này với tư cách là nhà cung cấp thiết bị hóa chất tốt thay vì coi máy trộn như một sản phẩm cơ khí độc lập. Kể từ khi phát triển hệ thống định lượng có độ chính xác cao và thiết bị trộn hiệu suất cao tự phát triển đầu tiên vào năm 2018, RUMI Technology đã tập trung vào các giải pháp xử lý và thiết bị tùy chỉnh cho lớp phủ, mực, nhựa, vật liệu mới, năng lượng mới và các ứng dụng tổng hợp. Hệ thống chất lượng của nó bao gồm thử nghiệm tại nhà máy 72 giờ và phản hồi sau bán hàng 24 giờ, với các chứng chỉ ISO 9001 và CE hỗ trợ khung chất lượng thiết bị của nó.
Để sản xuất có độ nhớt cao, giá trị thực tế của máy trộn chân không hành tinh đến từ cách các hệ thống này hoạt động cùng nhau. Cánh khuấy hành tinh cung cấp toàn bộ tốc độ luân chuyển vật liệu, bộ phân tán cung cấp lực cắt cục bộ, máy cạo PTFE làm giảm sự tích tụ thành, chân không loại bỏ không khí bị cuốn theo và vỏ bọc quản lý nhiệt độ quy trình. Khi các chức năng này được kết hợp chính xác với công thức, nhà sản xuất có thể đạt được sự pha trộn và phân tán phù hợp hơn đồng thời giảm các vấn đề liên quan đến bong bóng, vùng chết và tăng nhiệt độ không kiểm soát được.
Vì lý do này, Hướng dẫn sử dụng máy trộn chân không hành tinh nên được xem như một phần của chiến lược kiểm soát quy trình rộng hơn, trong khi việc lựa chọn Máy trộn chân không hành tinh tốt nhất nên bắt đầu với lưu biến của vật liệu, cỡ lô, yêu cầu phân tán, độ nhạy chân không, cửa sổ nhiệt độ và nhiệm vụ sản xuất dự kiến. Cách tiếp cận dựa trên quy trình này cung cấp cơ sở đáng tin cậy hơn cho việc lựa chọn thiết bị so với việc chỉ so sánh các thông số kỹ thuật tiêu đề.