CCI20090825014

379

7.7. MECHANIZMY MIESZANIA

W literaturze wymienia się ponadto [37] jako mechanizmy homogenizacji:

rozproszenie — powstające w wyniku wzajemnych zderzeń ziarn oraz rozcieranie — powstające w wyniku dużych nacisków mieszaniny (mieszalniki gniotownikowe).

7.7.2. Segregacja

Zjawisko segregacji występujące często podczas mieszania materiałów ziarnistych jest bardzo szkodliwe z punktu widzenia technologicznego, gdyż nie pozwala na uzyskanie produktu o wysokim stopniu zmieszania (wysokiej jednorodności). Segregacja, zachodzi również w operacjach towarzyszących, takich jak: wysyp ze zbiorników, przeładunek oraz transport, co może doprowadzić do częściowego rozdziału dobrze już zmieszanych produktów¹’.

Charakter segregacji jest bardzo złożony i do dzisiaj nie wyjaśniono zadowalająco mechanizmów, które ją wywołują. Również próby ilościowego ujęcia zjawiska nie przyniosły znaczących rezultatów. Problemem tym zajmowało się wielu badaczy [14, 23, 52, 60, 61]. Dość wyczerpująco i najbardziej ogólnie opisał zjawisko ■Williams [60],

Według tego autora segregacja występuje w przypadku, gdy ziarna mają szczególną własność zajmowania określonych położeń w układzie. W przeciwieństwie do homogenizacji segregacja nie jest zjawiskiem losowym. Autor wymienia następujące przypadki segregacji:

Segregacja wibracyjna występująca podczas wibracji złoża o różnych średnicach ziarn — ziarna większe wykazują tendencję do gromadzenia się w górnej warstwie złoża nawet wtedy, gdy mają większy ciężar właściwy niż ziarna mniejsze.

Segregacja w stosie występuje przy wysypie na stos mieszaniny ziarn o różnych średnicach — ziarna mniejsze gromadzą się w pobliżu osi stożka, a większe na zewnątrz oraz w dolnych partiach pobocznicy stożka.

Segregacja przy mieszaniu występuje w różnym stopniu w mieszalnikach o różnej konstrukcji, np. w mieszalniku bębnowym poziomym i dużym stopniu napełnienia tworzy się w osi rdzeń składający się z ziarn mniejszych, niezależnie od sposobu napełnienia bębna składnikami.

Na podstawie obserwacji poczynionych przez różnych badaczy można wymienić następujące mechanizmy podstawowe segregacji [35, 41, 6]:

Penetracja^2> międzywarstwowa polegająca na tym, że ziarna mniejsze wpadają w luki pomiędzy ziarnami większymi. Ten mechanizm segregacji występuje przy zsuwaniu się lub staczaniu ziarn po nachylonej powierzchni złoża (wysyp, mieszalniki bębnowe, wibracja na sitach).

Penetracja w złożu zachodzi pod wpływem sił grawitacji — przy dużej różnicy wymiarów ziarn bądź też wewnątrz złoża pod wpływem naprężeń wewnętrznych w złożu — przy ziarnach o średnicach zbliżonych.

¹¹ Czysta segregacja bez udziału homogenizacji powinna doprowadzić do stanu całkowitego rozmieszania.