Hohe und niedrige Viskosität in Mischprozessen bestimmen, wie viel Widerstand ein Produkt der Strömung entgegensetzt, doch der Viskositätswert allein bestimmt nicht, welcher Mischer geeignet ist. Bei niedriger Viskosität liegt der Schwerpunkt meist auf einer kontrollierten Behälterumwälzung und der Vermeidung eines Vortex, während bei hoher Viskosität eine ausreichende Bulkbewegung, ein ausreichendes Drehmoment und eine lokale Scherung erforderlich sind, um Totzonen zu vermeiden. Die richtige Wahl hängt außerdem von Temperatur, Schergeschwindigkeit, zeitabhängigem Fließverhalten, Partikelbelastung und dem Prozessschritt ab, in dem die Viskosität entsteht.
Viskosität ist der Widerstand, den eine Flüssigkeit oder ein halbfestes Produkt unter dem Einfluss von Schubspannung der Verformung und Strömung entgegensetzt.
Hohe und niedrige Viskosität sind keine festen Werte
Die Unterscheidung zwischen hoher und niedriger Viskosität ist immer relativ zu den Prozessbedingungen und den eingesetzten Anlagen. Ein Produkt, das leicht aus einem Fass fließt, kann während der Pulverzugabe stark eindicken; eine Paste, die sich im Ruhezustand kaum bewegt, kann unter Scherung hingegen gut pumpfähig werden. Daher reicht eine Bezeichnung wie „dick“ oder „dünn“ für die Maschinenwahl nicht aus.
Die dynamische Viskosität beschreibt das Verhältnis zwischen Schubspannung und Schergeschwindigkeit. Die kinematische Viskosität berücksichtigt zusätzlich die Dichte, doch für die mischverfahrenstechnische Beurteilung sind meist die dynamische oder scheinbare Viskosität und das vollständige Fließverhalten relevanter. Eine zuverlässige Produktspezifikation nennt daher auch die Messtemperatur, die Messmethode und die angewandte Schergeschwindigkeit.
| Prozessmerkmal | Niedrige Viskosität | Hohe Viskosität |
|---|---|---|
| Bulkströmung | Das Produkt lässt sich relativ leicht in Bewegung versetzen und kann schnell einen Vortex bilden. | Das Produkt lässt sich nur schwer bewegen und bleibt an Wand, Boden oder Flüssigkeitsoberfläche eher stehen. |
| Strömungsregime | Eine turbulente Mischung ist in der Regel leichter zu erreichen. | Laminare Strömung und lokale Verformung dominieren häufiger. |
| Wichtigste Mischaufgabe | Umwälzung durch den gesamten Behälter und Kontrolle des Lufteintrags. | Aktive Bewegung der gesamten Masse ohne Totzonen. |
| Pulverzugabe | Pulver kann aufschwimmen, Staub bilden oder zusammen mit Luft in das Produkt eingezogen werden. | Pulver kann auf der Oberfläche liegen bleiben und trockene Agglomerate bilden. |
| Wärmeübertragung | Konvektion verteilt Wärme in der Regel leichter im Behälter. | Eine stehende Grenzschicht kann das Erwärmen oder Kühlen verzögern und lokale Temperaturunterschiede verursachen. |
| Typisches Auslegungsrisiko | Viel Bewegung an der Oberfläche, aber unzureichende effektive Mischung im Behälter. | Gute lokale Scherung am Mischorgan, aber unzureichende Erneuerung des Produkts um dieses Mischorgan. |
Die scheinbare Viskosität verändert sich während des Mischens
Viele Lebensmittel, Beschichtungen, Kosmetika und pharmazeutische Suspensionen sind nichtnewtonsch: Ihre Viskosität verändert sich mit der Schergeschwindigkeit. Strukturviskose Produkte werden dünnflüssiger, sobald ein Mischer, eine Pumpe oder ein Rotor-Stator-System Energie einbringt. Dilatante Produkte setzen einer zunehmenden Scherung hingegen mehr Widerstand entgegen, sodass eine höhere Drehzahl nicht automatisch zu einer besseren Verarbeitung führt.
Thixotrope Produkte werden bei anhaltender Scherung allmählich dünnflüssiger und bauen ihre Struktur im Ruhezustand wieder auf. Andere Formulierungen besitzen eine Fließgrenze: Erst wenn die angelegte Schubspannung diese Grenze überschreitet, beginnt das Produkt wahrnehmbar zu fließen. Der häufigste Fehler besteht daher darin, einen Viskositätswert aus dem Labor unmittelbar als konstanten Auslegungswert für die gesamte Charge zu verwenden.
„In der Praxis fixiert man sich auf die Viskosität des Endprodukts, während die Spitzenviskosität während der Pulverdosierung darüber entscheidet, ob die Anlage zum Stillstand kommt oder weiterläuft.“
Bart Brouwer
Vertriebsleiter RS Contracting
Ein Rheogramm ist bei komplexen Produkten nützlicher als ein einzelner Messpunkt. Es zeigt, wie sich die scheinbare Viskosität über den relevanten Scherbereich verändert und ob Hysterese, Thixotropie oder eine Fließgrenze vorliegen. Für das Scale-up müssen diese Informationen mit Pumpen, Rohrleitungen, Behältergeometrie und Mischzonen verknüpft werden.
Temperatur und Rezeptur können die Viskosität umkehren
Die Temperatur beeinflusst die Viskosität direkt und kann darüber hinaus Schmelzen, Hydratation, Gelierung oder Kristallisation aktivieren. Ein Produkt kann beim Erwärmen zunächst dünnflüssiger werden und später durch Reaktion, Abkühlung oder Strukturaufbau dennoch stark eindicken. Ein Mischer, der nur für die Anfangsviskosität ausgewählt wurde, kann dadurch gerade während der kritischen Prozessphase den Anforderungen nicht genügen.
Auch die Dosierreihenfolge ist ausschlaggebend. Pulver erhöhen die Feststoffbelastung, Bindemittel können Wasser lokal binden und Polymere können nach der Hydratation ein Netzwerk bilden. Die Auslegung muss daher nicht nur die Endviskosität bewältigen, sondern das vollständige Viskositätsprofil von der ersten Flüssigkeit bis einschließlich Entlüften, Kühlen und Entleeren.
Niedrige Viskosität erfordert Umwälzung ohne Scheinmischung
Bei niedriger Viskosität besteht die Hauptaufgabe meist darin, ein vorhersehbares Strömungsmuster durch den gesamten Behälter zu erzeugen. Eine schnell rotierende Flüssigkeitsoberfläche kann den Eindruck einer intensiven Mischung vermitteln, während Flüssigkeitsschichten gemeinsam in der horizontalen Ebene rotieren und der vertikale Austausch begrenzt bleibt. Ein Vortex ist daher kein Nachweis für Homogenität.
Eine axiale Strömung oder ein gerichteter Leitstrahl transportiert das Produkt zwischen Boden, Wand und Oberfläche. Behälterproportionen, Flüssigkeitsstand, Positionierung des Mischers und etwaige Stromstörer bestimmen, ob diese Umwälzschleife den gesamten Inhalt erreicht. Die richtige Geometrie ist häufig wichtiger als eine einfache Erhöhung der Drehzahl.
Eine hohe lokale Schubspannung ist bei einem dünnflüssigen Produkt nur dann erforderlich, wenn das Prozessziel über das Mischen hinausgeht. Zum Aufbrechen von Agglomeraten, Verfeinern einer Dispersion oder Herstellen einer Emulsion kann ein Rotor-Stator-System geeignet sein; für die ausschließliche gleichmäßige Verteilung zweier gut mischbarer Flüssigkeiten kann eine derart intensive Technik unnötig sein. Die Unterscheidung zwischen Mischen und technischem Dispergieren verhindert Überdimensionierung und unerwünschte Produktbelastung.
Lufteintrag ist bei dünnflüssigen Produkten ein Prozessrisiko
Niedrige Viskosität macht das Produkt anfällig für Vortexbildung, Oberflächenspritzer und Lufteintrag. Eingezogene Luft kann Schaum verursachen, die Oxidation beschleunigen, die effektive Pumpenleistung beeinträchtigen und Dichte- oder Füllmessungen beeinflussen. Bei Emulsionen und Suspensionen können Luftblasen außerdem die Beurteilung von Homogenität und Partikelverteilung erschweren.
Die Lösung besteht nicht immer darin, langsamer zu mischen. Eine andere Einbauposition, eine geeignete Eintauchtiefe, ein angepasstes Strömungsmuster oder ein geschlossener Pulvereintrag kann den Lufteintrag begrenzen, ohne die erforderliche Umwälzung zu verlieren. Wenn das Produkt selbst stark schäumt oder die Entlüftung langsam verläuft, kann Mischen unter Vakuum sinnvoll sein, doch ein Vakuum korrigiert keine falsch gewählte Mischgeometrie.
Hohe Viskosität macht den Bulktransport entscheidend
Bei hoher Viskosität muss der Mischer die gesamte Produktmasse verformen und bewegen, nicht nur eine intensive Zone um den Mischkopf erzeugen. Aufgrund der begrenzten Turbulenz verteilt sich der Impuls weniger leicht im Behälter. Dadurch können Wandschichten, Bodenzonen und der Bereich oberhalb oder unterhalb des Mischorgans nahezu stillstehen, während lokal viel Energie eingebracht wird.
Ein Rotor-Stator-System erzeugt eine starke lokale Scherung, ist jedoch nicht automatisch eine vollständige Lösung für eine viskose Charge. Wenn frisches Produkt den Rotor-Stator nicht ausreichend erreicht, wird immer wieder dasselbe kleine Volumen behandelt und der Rest des Behälters bleibt zurück. Eine separate Umwälzfunktion, ein dispergierender Leitstrahl oder eine geeignete Kombination von Mischorganen kann dann erforderlich sein.
Bei der Inline-Verarbeitung muss das Produkt der Maschine außerdem zuverlässig zugeführt werden können. Ein hochviskoses Produkt, eine ausgeprägte Fließgrenze oder ein schlechter Zulauf kann zu unzureichender Füllung, Lufteinschlüssen oder Kavitation führen. Rohrdurchmesser, Bögen, Ventile, Saugbedingungen und die eingesetzte Pumpe sind daher Teil des Mischsystems und dürfen nicht als separate Hilfssysteme betrachtet werden.
Mehr Scherung kann das Produkt beschädigen
Hohe Scherung ist nicht immer die richtige Antwort auf hohe Viskosität. Strukturempfindliche Emulsionen, faserhaltige Produkte, Kristalle oder empfindliche Partikel können beschädigt werden, wenn die lokale Belastung höher ist, als die Rezeptur verträgt. Zudem kann eine unerwünschte Erwärmung entstehen, weil mechanische Energie als Wärme in das Produkt gelangt.
Für manche Prozesse ist ein langsames, aber vollständiges Durchwalken besser als intensives Dispergieren. Die gewünschte Endstruktur, die maximal zulässige Temperatur und die Scherempfindlichkeit müssen daher vor der Auswahl eines Mischprinzips festgelegt werden. Ohne Produktversuch lässt sich bei komplexer Rheologie nicht immer zuverlässig vorhersagen, welche Kombination das beste Gleichgewicht bietet.
Die Viskosität verändert sich bereits beim Pulvereintrag
Der Pulvereintrag ist häufig der Zeitpunkt, an dem sich eine gut fließende Flüssigkeit in eine schwer mischbare Suspension, Lösung oder ein Gel verwandelt. Das lokale Verhältnis zwischen Pulver und Flüssigkeit kann an der Oberfläche erheblich höher sein als im Bulk, wodurch sich eine viskose Haut um trockene Pulverkerne bildet. Diese Agglomerate lassen sich anschließend immer schwerer benetzen.
- Stellen Sie zunächst eine stabile Flüssigkeitsumwälzung her. Ohne vollständige Behälterumwälzung erreicht das zugegebene Pulver nur einen begrenzten Teil der Flüssigkeit.
- Dosieren Sie das Pulver entsprechend der verfügbaren Benetzungskapazität. Eine zu schnelle Zugabe verursacht lokale Überlastung, schwimmende Inseln oder Staubbildung.
- Machen Sie jedes Partikel für die Flüssigphase zugänglich. Eine ausreichende Oberflächenerneuerung und Schubspannung durchbrechen die Luftschicht um schwer benetzbare Pulver.
- Brechen Sie gebildete Agglomerate auf, bevor die Viskosität weiter ansteigt. Mit fortschreitender Hydratation oder Auflösung nimmt die zum Zerfall von Klumpen erforderliche Belastung in der Regel zu.
- Geben Sie dem Produkt Zeit für Auflösung, Hydratation oder Strukturaufbau. Ein homogenes Erscheinungsbild unmittelbar nach der Dosierung bedeutet nicht automatisch, dass das Endprodukt rheologisch stabil ist.
Der Inline-Pulvereinzug kann Staub und schwimmende Pulverschichten begrenzen, indem das Pulver direkt in einen Flüssigkeitsstrom aufgenommen wird. Diese Technik ist jedoch nicht für jedes Pulver geeignet: Sehr schnell reagierende, stark quellende oder schlecht pumpfähige Formulierungen können die Eintragszone blockieren, wenn Dosierung, Flüssigkeitsdurchsatz und Prozessreihenfolge nicht aufeinander abgestimmt sind. Die Mechanismen hinter dem Inline-Einziehen von Pulvern müssen daher zusammen mit dem Viskositätsverlauf beurteilt werden.
Maschinenwahl für hohe und niedrige Viskosität
Eine geeignete Mischanlage wird auf Grundlage der anspruchsvollsten Prozessphase und der erforderlichen Bearbeitung ausgewählt, nicht anhand des Produktnamens. „Creme“, „Sauce“ oder „Beschichtung“ sagt nicht genug aus, da sich Rezepturen innerhalb derselben Produktgruppe hinsichtlich Fließgrenze, Thixotropie, Partikelverhalten und Temperaturempfindlichkeit stark unterscheiden können. Die folgenden Kriterien bestimmen die Auswahl.
- Der Mischer muss bei der höchsten relevanten scheinbaren Viskosität eine ausreichende Bulkströmung aufbauen.
- Die lokale Schubspannung muss zum Auflösen, Dispergieren oder Emulgieren passen, ohne empfindliche Strukturen unnötig zu beschädigen.
- Der Strömungsweg muss Wand, Boden, Flüssigkeitsoberfläche und etwaige Heiz- oder Kühlzonen effektiv erneuern.
- Pumpen und Rohrleitungen müssen das Produkt unter allen Prozessbedingungen zu einer Inline-Maschine und zurück zum Behälter transportieren können.
- Die Anlage muss Lufteintrag, Schaumbildung und Staubemission dort kontrollieren, wo sie entstehen.
- Reinigbarkeit und Produktverlust müssen bei der Endviskosität beurteilt werden, da viskose Rückstände nur schwer aus Rohrleitungen, Ventilen und Toträumen entfernt werden können.
Batch und Inline erfüllen unterschiedliche Funktionen
Das Batchmischen ermöglicht die direkte Behandlung im Behälter und eignet sich, wenn Rezepturreihenfolge, Verweilzeit und Kontrolle pro Charge im Mittelpunkt stehen. Bei der Inline-Verarbeitung wird das Produkt durch eine begrenzte Mischzone geführt, wodurch eine reproduzierbare lokale Scherung erzielt werden kann. Bei der Rezirkulation bestimmt die Anzahl der effektiven Durchläufe zusammen mit der Behälterumwälzung, wie gleichmäßig die gesamte Charge behandelt wird.
Inline ist bei hoher Viskosität nicht automatisch schneller oder besser. Wenn das Produkt nicht gut zur Inline-Maschine strömt, wird die theoretische Kapazität nicht genutzt und die Behandlung kann instabil werden. Ein Vergleich von Inline- und Batch-Dispergieren muss daher auch Pumpfähigkeit, Rohrleitungsverluste, Verweilzeitverteilung und Reinigung umfassen.
In der Praxis kann die Prozessfunktion auf Behälterumwälzung, kontrollierte Pulveraufnahme und gezielte Dispersion verteilt werden. Ein Leitstrahlmischer unterstützt die Bulkbewegung bei unterschiedlichen Viskositäten, eine Inline-Pulverauflösemaschine kombiniert den Eintrag mit der Benetzung und eine Inline-Dispergiermaschine erzeugt reproduzierbare Scherung in einer Rohrleitung oder Rezirkulationsschleife.
Die richtige Maschine für Ihren Prozess
RMY LeitstrahlmischerMischt bei unterschiedlichen Viskositäten homogen und ohne Lufteintrag. Als Top Entry und Side Entry erhältlich.Entdecken Sie die RMY›
RMC Inline-PulverauflösemaschineZieht Pulver staubfrei ein, löst sie auf und dispergiert sie in einem Durchlauf. Keine Klumpen, keine Schüttverluste.Entdecken Sie die RMC›
RMZ Inline-DispergiermaschineDispergiert direkt in der Rohrleitung oder über Rezirkulation. Erzeugt schnell und reproduzierbar Emulsionen und Suspensionen.Entdecken Sie die RMZ›Eine kombinierte Anlage ist nur sinnvoll, wenn jede Maschine nachweislich eine Prozessfunktion erfüllt. Zusätzliche Ausrüstung erhöht auch die Komplexität von Steuerung, Reinigung und Wartung. Ein Produktversuch kann zeigen, ob ein Mischprinzip ausreicht oder ob getrennte Funktionen tatsächlich erforderlich sind.
Scale-up erfordert mehr als die gleiche Mischzeit
Ein Laborversuch kann nicht allein dadurch hochskaliert werden, dass dieselbe Mischzeit beibehalten wird. Bei einem größeren Behälter verändern sich die Strecken, über die das Produkt zirkulieren muss, das Verhältnis zwischen Mischorgan und Behälter, die Wärmeübertragung und die Verweilzeitverteilung. Insbesondere bei hoher Viskosität wird eine unzureichende Bulkbewegung häufig erst im Produktionsmaßstab sichtbar.
Auch die gleiche Umfangsgeschwindigkeit garantiert kein identisches Ergebnis. Die Umfangsgeschwindigkeit beeinflusst die lokale Scherung, während Homogenisierungszeit, Leistungsaufnahme, Drehmoment und Pumpleistung andere Aspekte des Prozesses beschreiben. Beim Scale-up muss festgestellt werden, welcher Parameter tatsächlich für die Produktqualität entscheidend ist: Agglomerataufbruch, Tropfenbildung, Suspensionsstabilität, Auflösung oder die Gesamthomogenität im Behälter.
Ein repräsentativer Versuch verwendet dieselben Rohstoffe, dieselbe Dosierreihenfolge und den relevanten Temperaturverlauf wie die spätere Produktion. Messen Sie dabei nicht nur die Endviskosität, sondern auch den Drehmomentverlauf, die Zeit bis zur vollständigen Benetzung, den Lufteintrag, die Temperaturentwicklung und die Reproduzierbarkeit. RS Contracting kann hierfür Versuche in Coevorden oder vor Ort durchführen; ein erster Lösungsansatz kann auch über den Maschinenkonfigurator für Mischprozesse erkundet werden.
Prozessabweichungen weisen häufig auf die Strömung hin, nicht auf die Leistung
Probleme mit hoher und niedriger Viskosität werden häufig fälschlicherweise einer zu geringen Motorleistung zugeschrieben. Mehr Leistung hilft nur, wenn das Mischorgan diese Energie in die erforderliche Bulkströmung oder Schubspannung umsetzt. Eine ungünstige Einbauposition, eine falsche Prozessreihenfolge oder eine unzureichende Produktzufuhr bleiben auch bei einem stärkeren Antrieb bestehen.
| Beobachtung | Wahrscheinliche Ursache | Logische Maßnahme |
|---|---|---|
| Schneller Strudel, aber Konzentrationsunterschiede im Behälter | Gemeinsame horizontale Rotation ohne ausreichenden axialen Austausch. | Passen Sie Strömungsrichtung, Einbauposition oder Behältergeometrie an, bevor Sie die Drehzahl erhöhen. |
| Klumpen nach der Pulverzugabe | Lokale Überdosierung und Benetzung nur der Außenseite des Agglomerats. | Stimmen Sie die Dosierung auf Umwälzung und Benetzungskapazität ab. |
| Viskosität unterscheidet sich je nach Probenahmestelle | Unvollständige Behälterumwälzung, Temperaturunterschiede oder noch andauernde Hydratation. | Prüfen Sie mehrere Probenahmestellen und geben Sie dem Produkt die erforderliche Konditionierungszeit. |
| Inline-Maschine zieht das Produkt unregelmäßig an | Unzureichende Zufuhr, Lufteinschlüsse oder zu hoher Rohrleitungswiderstand. | Beurteilen Sie Pumpe, Saugleitung, Ventile und Fließgrenze als ein System. |
| Produkt wird beim Mischen dünnflüssiger und dickt später wieder ein | Thixotropie oder vorübergehender Strukturabbau durch Scherung. | Legen Sie Messzeit, Ruhezeit und Scherhistorie in der Qualitätsmethode fest. |
Reinigung und Sicherheit verändern sich mit der Viskosität
Eine Anlage, die ein Produkt gut mischt, ist bei derselben Viskosität nicht automatisch gut zu reinigen. Viskose Produktreste haften an Wänden, verbleiben in Abzweigungen und werden während der CIP-Reinigung weniger leicht vom Reinigungsstrom mitgeführt. Hygienic Design erfordert daher selbstentleerende Rohrleitungen, erreichbare Oberflächen und die Vermeidung von Toträumen, abgestimmt auf Produkt und Reinigungsregime.
Bei niedriger Viskosität kann eine Reinigungsflüssigkeit problemlos durch eine Rohrleitung strömen, ohne eine ausreichende Wandbelastung zu erzeugen; bei hoher Viskosität kann zunächst ein Produktverdrängungs- oder Vorspülschritt erforderlich sein. Für Lebensmittel, Kosmetika und pharmazeutische Anwendungen können EHEDG, 3-A Sanitary Standards, GMP und EU GMP Annex 1 je nach Prozess und Markt relevante Auslegungsrahmen darstellen. Diese Rahmenwerke ersetzen keine produktspezifische Risikoanalyse oder Reinigungsvalidierung.
Bei der Pulverdosierung muss auch das Explosionsrisiko beurteilt werden. Staubbildung, Zündquellen und die Zoneneinteilung bestimmen, ob Anlagen gemäß der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU ausgeführt werden müssen. Ein geschlossenes Eintragssystem kann Staubemissionen begrenzen, macht eine ATEX-Beurteilung jedoch nicht überflüssig.
Häufig gestellte Fragen zur Viskosität beim Mischen
Ist ein Produkt mit hoher Viskosität immer schwieriger zu mischen?
Ein hochviskoses Produkt ist nicht automatisch schwieriger zu mischen, erfordert jedoch in der Regel mehr Aufmerksamkeit für Bulkbewegung, Drehmoment und Totzonen. Ein strukturviskoses Produkt kann unter Belastung gut zirkulieren, während ein dünnflüssiges Produkt aufgrund eines ungünstigen Strömungsmusters gerade schlecht homogen wird. Das vollständige rheologische Verhalten ist daher wichtiger als die Ruheviskosität allein.
Welcher Mischer eignet sich für eine niedrige Viskosität?
Für eine niedrige Viskosität wird meist ein Mischer benötigt, der eine kontrollierte Umwälzschleife durch den gesamten Behälter aufbaut, ohne übermäßigen Vortex und Lufteintrag. Wenn nur zwei mischbare Flüssigkeiten homogenisiert werden, kann eine Bulkströmung ausreichen. Für Emulsionen, Agglomerataufbruch oder feine Dispersionen kann eine zusätzliche Rotor-Stator-Scherung erforderlich sein.
Welcher Mischer eignet sich für eine hohe Viskosität?
Bei hoher Viskosität muss der Mischer sowohl ein ausreichendes Drehmoment als auch eine effektive Produktbewegung erzeugen. Die Wahl kann auf einen Leitstrahl, einen Batch-Dispergierer, ein Inline-System mit geeigneter Zufuhr oder eine Kombination daraus fallen. Welche Ausführung geeignet ist, hängt von Fließgrenze, Strukturviskosität, Partikelbelastung, Behältergeometrie und gewünschter Endstruktur ab.
Warum wird mein Produkt während des Mischens dünnflüssiger?
Ein Produkt, das während des Mischens dünnflüssiger wird, zeigt häufig strukturviskoses oder thixotropes Verhalten. Die angelegte Scherung baut vorübergehend eine innere Struktur ab, wodurch die scheinbare Viskosität sinkt. Nach einer Ruhephase kann diese Struktur teilweise oder vollständig zurückkehren. Gleichzeitig kann ein Temperaturanstieg zur gemessenen Verdünnung beitragen.
Kann ich einen Mischer anhand einer einzigen Viskositätsmessung auswählen?
Eine einzige Viskositätsmessung reicht für die Maschinenwahl meist nicht aus, es sei denn, das Produkt ist nachweislich newtonsch und wird unter nahezu konstanten Bedingungen verarbeitet. Bei komplexen Formulierungen sind Messungen über relevante Schergeschwindigkeiten, Temperaturen und Ruhezeiten erforderlich. Beziehen Sie auch den Prozessverlauf, die Dosierreihenfolge, die Behältergeometrie und die gewünschte Produktqualität in die Beurteilung ein.
Wann ist ein Rotor-Stator-System nicht die richtige Lösung?
Ein Rotor-Stator-System ist nicht die richtige Lösung, wenn ausschließlich eine ruhige Bulkumwälzung erforderlich ist, wenn empfindliche Strukturen durch hohe lokale Scherung beschädigt werden oder wenn ein viskoses Produkt den Mischkopf nicht ausreichend erreicht. In solchen Situationen kann ein anderes Mischorgan oder eine Kombination mit aktiver Behälterumwälzung technisch besser geeignet und einfacher sein.
Die richtige Viskositätsanalyse verhindert eine falsche Maschinenwahl
Eine gute Mischauslegung beginnt mit dem Viskositätsverlauf während des gesamten Prozesses, nicht mit einem einzelnen Endwert. Halten Sie fest, wann das Produkt eindickt oder dünnflüssiger wird, welche Scherung erforderlich ist, wie Pulver zugegeben werden, wo Luft eindringen kann und welche Zonen im Behälter erneuert werden müssen. Dadurch wird deutlich, ob die Kernaufgabe im Umwälzen, Auflösen, Dispergieren, Emulgieren oder in einer Kombination daraus besteht.
Bei einfachen newtonschen Flüssigkeiten kann eine Berechnung mit bekannten Produktdaten eine ausreichende Orientierung geben. Bei Thixotropie, einer Fließgrenze, starker Hydratation oder einer kritischen Emulsionsstruktur ist ein Versuch mit der tatsächlichen Rezeptur zuverlässiger. So wird die Anlage anhand nachweisbaren Prozessverhaltens ausgewählt und nicht aufgrund der Annahme, dass „dünn“ leicht und „dick“ lediglich kraftvoll gemischt werden müsse
