中國粉體網(wǎng)訊 粉體物料的混合在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，使得粉體物料的混合在生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)占據(jù)十分重要的地位。例如，在食品、農(nóng)業(yè)化肥、陶瓷材料和藥品的生產(chǎn)過程中，必須按一定比例將不同材料或不同性質(zhì)的物料混合均勻，然后通過某種處理程序得到最終產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中，粉體的分布是否均勻直接影響產(chǎn)品的最終性能。
物料混合
物料混合是指兩種或多種顆粒在外力（機械力或者重力）作用下發(fā)生位置和速度的變化，并通過顆粒之間的相對移動以及相互滲透進各自顆粒集合中所形成的多種顆粒共存的復雜運動過程，因此，使得各個組分的顆粒趨于均勻分布。由于顆粒具有宏觀上的連續(xù)性和微觀上的離散性，使得不同特性的顆粒在混合運動中表現(xiàn)為一個非常復雜的混沌過程散體。
混合機理
粉體物料的混合過程雖然錯綜復雜，但是還是遵循一定的規(guī)律，按照混合機理，混合主要分為三種方式：對流混合、剪切混合以及擴散混合。雖然三種混合機理在時間上具有連續(xù)性，但是實際上一般認為顆粒的混合是三種混合機理共同作用的結果，它們之間相互交叉。
混合的三種機理
（圖片來源：王濤.強力混合機物料場仿真及優(yōu)化研究）
（1）對流混合
對流混合是指顆粒在外力作用下，使得不同組份的散體顆粒在空間上進行大幅度的位置移動，通過單元顆粒之間的來回流動進行混合，通常這種混合比較強烈但是持續(xù)時間較短，且混合結果是散體顆粒逐漸趨于均勻分布。
(2)剪切混合
剪切混合是由于散體顆粒之間的相對滑動引起的，由于每個顆粒具有不同的速度，使得剪切混合在捏合操作中起重要作用。
(3)擴散混合
通常情況下，把相鄰兩個顆粒在微觀狀態(tài)下發(fā)生的局部混合稱為擴散混合。在外力的作用下使相鄰顆粒之間發(fā)生位置的改變，從而導致顆粒之間相互滲透、相互摻和，當混合達到擴散混合階段時認為已經(jīng)達到了完全混合的狀態(tài)。
混合過程
混合的過程大致可分為三個階段：對流混合階段、對流與剪切共同作用階段，
擴散混合階段。
第一階段：這個階段的混合主要為對流混合，混合速度快。
第二階段：這一階段的混合為對流與剪切共同作用的階段，混合時間相對較
長。
第三階段：此階段為擴散混合階段，混合物的狀態(tài)處于混合與分離的平衡狀
態(tài)，混勻度在某一值附近上下波動。
粉體顆粒混勻
要實現(xiàn)粉體顆粒的混勻，必須要借助機械或者流體等外力的作用。粉體顆粒的力學特性可以概括為“散”與“動”，前者是指粉體顆粒物性、粒徑和形狀的分散性，后者是指運動的瞬態(tài)、波動以及碰撞等。當通過添加槳葉來對粉體顆粒進行強力混勻時，影響粉體顆粒混勻的因素有很多，如粉體顆粒物性、混合機結構、工藝參數(shù)以及混合環(huán)境等。經(jīng)驗表明，其中任何因素的變化都可能對混勻過程與效果產(chǎn)生明顯的影響。
混合設備研究
混合設備的作用是將配比好的原料濕潤、混勻，達到成分均勻且水分適中的要求，為良好的產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造條件。現(xiàn)在對混合機的結構與性能的研究不僅注重對混合及混合機結構的研究，還注重物料屬性對于其混合的影響，如粒徑，物料形狀，物料含水量等對于混合的影響，同時也研究混合時間、物料的填充率對混合的影響。
粉體混合設備種類繁多，根據(jù)動力結構形式可以將混合設備分為有攪拌軸混合機和無攪拌軸混合機，根據(jù)混合機的布置形式可以分為臥式和立式混合機，根據(jù)混合機工作方式可以分為筒體固定形和筒體運動型。在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，往往需要結合需要設計出多種特點合一的混合機。混合機的外形尺寸、攪拌器的布置方式、漿葉的結構參數(shù)以及攪拌器與筒體底部的距離等決定了其自身特點。
粉體混合設備
（圖片來源：黃杰.鐵精礦和膨潤土粉料混合過程的離散元模擬及參數(shù)優(yōu)化）
粉體顆粒機械混勻的設備很多，但是具體來說，粉體顆粒機械混勻設備分為兩種類型：圓筒型和攪拌型。從特點上看，如果粉體顆粒之間的摩擦系數(shù)較大，流動性好，則無攪拌型混合機能夠達到良好的混勻效果；如果粉體顆粒易附著和易粘結，則可通過安裝擴散板等部件增強混勻效果。然而無攪拌型混勻效率較低，耗時較長且混勻效果較差。攪拌型混合機是在內(nèi)部設置了攪拌裝置的混合機，相較于無攪拌型混合機而言擁有更加強大的混合功能，能夠使各種特性的粉體顆粒物料得到快速的混勻。
小結
粉體物料的混合是工業(yè)生產(chǎn)中一個重要的過程，在許多工業(yè)領域的生產(chǎn)中都伴隨著物料的混合和分離，所以物料混合的好壞直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量。粉體物料的混勻現(xiàn)已廣泛應用于冶金、食品、醫(yī)藥、塑料、農(nóng)業(yè)土質(zhì)改善和廢水處理等多個行業(yè)。隨著工業(yè)的不斷精細化，如何不斷提高混勻的效果及對混合設備的研究也越來越受到重視。
參考來源：
1、王濤.強力混合機物料場仿真及優(yōu)化研究
2、黃杰.鐵精礦和膨潤土粉料混合過程的離散元模擬及參數(shù)優(yōu)化
3、孫琳.Φ5.1×26m混合機數(shù)字樣機開發(fā)
4、左志堅.強力混合機粉體顆粒混勻過程及槳葉磨損研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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