Pencampuran serbuk adalah perkara biasa dalam syarikat merentas banyak industri, termasuk farmaseutikal, bahan termaju dan kejuruteraan kimia. Langkah membancuh mesin pembancuh serbuk adalah penting untuk banyak proses, dengan matlamat utamanya ialah pencapaian pengagihan seragam semua komponen. Walaupun pencampuran serbuk mungkin kelihatan mudah, ia biasanya rumit.

Cabaran dalam Serbuk

Cabaran utama dalam mesin pembancuh serbuk ialah pengasingan dan penggumpalan, yang berkaitan secara langsung dengan sifat aliran dan saiz zarah serbuk dalam campuran. Sebelum mendalami isu-isu ini, adalah berguna untuk mempunyai pemahaman asas tentang sifat aliran serbuk.

Ciri-ciri Campuran Serbuk

berdasarkan sifat aliran, serbuk boleh dibahagikan kepada dua kategori utama:

(1) Fserbuk ree-flowing: Serbuk yang tidak melekat bersama.

(2) Serbuk kohesif: Serbuk yang melekat antara satu sama lain dan membentuk aglomerat, yang tidak boleh tersebar dengan baik semasa proses adunan.

Beberapa faktor boleh mempengaruhi pembentukan aglomerat, seperti kelembapan, cas statik, dan daya antara zarah.

Tambahan pula, apabila saiz zarah berkurangan, kecenderungan serbuk untuk ikatan meningkat; dalam erti kata lain, zarah yang lebih kecil cenderung lebih padu, manakala zarah yang lebih besar mengalir dengan lebih bebas.

Bagaimana Pengasingan Serbuk Dos Berlaku?

Pengasingan serbuk (atau pencampuran) adalah salah satu cabaran terbesar dalam mesin pembancuh serbuk. Serbuk yang mengalir bebas mempunyai risiko pengasingan yang jauh lebih tinggi berbanding dengan campuran padu. Pengasingan biasanya berlaku melalui salah satu daripada tiga mekanisme: perkolasi, getaran atau penghantar.

Peresapan berlaku apabila graviti menarik zarah yang lebih kecil ke dalam ruang kosong. Bentuk pemisahan ini biasanya berlaku apabila campuran serbuk mempunyai julat saiz zarah yang luas.

Getaran berlaku dari semasa ke semasa apabila zarah yang lebih kecil bergetar dan bergerak di bawah zarah yang lebih besar. Sama seperti perkolasi, getaran terutamanya berlaku apabila mesin pembancuh serbuk berlaku dan serbuk campuran mengandungi kedua-dua zarah besar dan kecil.

Pengangkutan timbul daripada perlanggaran zarah serbuk antara satu sama lain semasa pengangkutan. Dalam kebanyakan kes, zarah yang lebih besar cenderung untuk berhijrah ke arah luar bekas, manakala zarah yang lebih kecil bergerak lebih dekat ke tengah.

Senario ini boleh berlaku pada bila-bila masa semasa langkah pencampuran, serta semasa pengangkutan dan penyimpanan bahan serbuk.

Untuk mengelakkan pengasingan, syarikat biasanya bertujuan untuk meminimumkan masa antara langkah membancuh mesin pembancuh serbuk dan proses seterusnya, dan melaksanakan prosedur pengendalian bahan khas.

Bagaimana Penggumpalan Serbuk Dos Berlaku?

Penggumpalan adalah satu lagi isu yang sering timbul apabila mencampurkan serbuk ke dalam campuran yang padu. Dalam serbuk padu, aglomerat ialah gumpalan campuran serbuk yang, jika tidak disebarkan dengan betul, boleh menyebabkan pencampuran tidak sekata di dalam bekas. Dalam kebanyakan kes, campuran serbuk kohesif memerlukan pengisaran atau ayak untuk memecahkan aglomerat ini. Selain itu, zarah serbuk yang lebih besar boleh disalut kering dengan zarah yang lebih kecil untuk mengurangkan daya antara zarah dan kecenderungan untuk pembentukan aglomerasi.

Disebabkan oleh keamatan dan mekanisme pencampuran, kaedah pencampuran serbuk tradisional yang digunakan dalam mesin pembancuh serbuk seperti ricih, resapan dan perolakan hanya berkesan untuk mencampurkan jenis campuran serbuk tertentu. Mereka selalunya sangat perlahan dan tidak cekap, gagal mencapai keseragaman yang lengkap.

Selain itu, kaedah tradisional ini secara amnya tidak boleh mencampurkan kedua-dua campuran serbuk mengalir bebas dan kohesif secara serentak. Oleh itu, mengikut sejarah, pemilihan teknologi pencampuran dalam mesin pembancuh serbuk bergantung kepada sifat serbuk khusus bagi campuran tertentu, termasuk ciri aliran dan saiz zarah.

Bagaimana untuk Mencapai Campuran Serbuk Seragam?

Sistem pencampuran resonan telah merevolusikan landskap pencampuran serbuk. Mereka boleh mencampur serbuk dengan lebih seragam dan pantas daripada mana-mana pengadun lain, menjadikan mereka reputasi sebagai sistem campuran serbuk yang paling luar biasa setakat ini.

Lazimnya, Teknologi Campuran Resonan (pendek kata RAM) boleh mencampurkan serbuk hampir semua saiz, sifat bahan atau morfologi secara menyeluruh—termasuk serbuk mengalir bebas dan padu—dalam masa 30 saat sahaja. Mesin pembancuh serbuk berkelikatan tinggi RAM boleh mengendalikan bahan padu dan pes yang di luar kemampuan pengadun lain dengan mudah. Kelikatan, ukuran rintangan cecair untuk mengalir, dinyatakan dalam centipoise (cP) dan merupakan salah satu sifat yang mempengaruhi kesukaran untuk mencapai keseragaman dalam campuran.

Bahan kelikatan rendah (seperti air dan cecair lain) mempunyai rintangan yang lebih rendah dan mengalir dengan lebih cepat. Kelikatan air ialah 1 centipoise (cP).

Bahan berkelikatan tinggi (seperti madu atau tar) kurang boleh berubah bentuk dan mengalir dengan lebih perlahan. Kelikatan madu adalah antara 2,000 hingga 10,000 cP. Sesetengah bahan kelikatan tinggi malah boleh mencapai kelikatan setinggi ratusan juta centipoise.

Pes dan campuran kelikatan tinggi terdiri daripada pepejal dalam matriks cecair. Semakin sedikit cecair dalam matriks, semakin tinggi kelikatan—sehingga ratusan juta centipoise—menghasilkan rupa dan tingkah laku yang lebih hampir kepada pepejal.

Mencari mesin pembancuh serbuk berkelikatan tinggi yang beroperasi dengan pantas dan mencapai bancuhan seragam suatu ketika dahulu hampir mustahil... sehingga kini.

Campuran Resonan

Campuran resonan dengan mudah boleh menggabungkan bahan kelikatan tinggi dengan kelajuan dan keseragaman yang tidak dapat dipadankan oleh mesin pembancuh serbuk tradisional. Pembancuh kelikatan tinggi RAM menggunakan tenaga akustik untuk mencapai pembasahan, penggabungan dan pencampuran meluas dengan pantas dan seragam di seluruh keseluruhan matriks. RAM mempercepatkan proses ini dengan mendorong ketidakstabilan Faraday—fenomena di mana "fingers" invasif terbentuk di sempadan bahan dengan ketumpatan yang berbeza, digabungkan dengan merangkum "cavities". Melalui pembasahan, penggabungan dan pencampuran pantas, RAM mampu mencapai hasil yang sangat seragam, kelikatan lebih tinggi pada kadar yang lebih pantas daripada teknologi tradisional.