Cup Mixer¶

Samenvatting¶

Een Cup Mixer is een compacte menginstallatie die is ontworpen voor het mengen van relatief kleine hoeveelheden product. In tegenstelling tot grote industriële mengers wordt een cup mixer gebruikt voor laboratoriumtesten, productontwikkeling, pilotprojecten en kwaliteitscontroles. Door processen op kleine schaal na te bootsen, kunnen mengresultaten worden geëvalueerd voordat een productie-installatie wordt gebouwd of aangepast.

Binnen Jongia worden cup mixers gebruikt om nieuwe mengprocessen te ontwikkelen, impellers te vergelijken en procesparameters zoals toerental, mengtijd en productgedrag te testen. Hierdoor kunnen risico's tijdens opschaling naar een industriële installatie aanzienlijk worden verminderd.

Theorie¶

Wat is een Cup Mixer?¶

Een cup mixer is een kleinschalige menginstallatie waarbij het product wordt gemengd in een verwisselbare beker (cup).

De installatie bestaat meestal uit:

een aandrijving;
een mengas;
een impeller;
een mengbeker;
een regelbare motor.

Afhankelijk van de toepassing kunnen verschillende impellertypen worden gemonteerd.

Waarom een Cup Mixer?¶

Een productie-installatie testen is vaak kostbaar.

Met een cup mixer kunnen engineers:

nieuwe recepten ontwikkelen;
verschillende impellers vergelijken;
mengtijden bepalen;
toerentallen optimaliseren;
producteigenschappen beoordelen.

Hierdoor worden veel problemen opgelost voordat een installatie op volledige schaal wordt gebouwd.

Werkingsprincipe¶

De mengbeker wordt gevuld met een beperkte hoeveelheid product.

De impeller brengt vervolgens het product in beweging.

Tijdens de test kunnen verschillende parameters worden aangepast, zoals:

toerental;
mengtijd;
impellertype;
temperatuur;
vulniveau.

De resultaten worden gebruikt om het proces verder te optimaliseren.

Schaalvergroting (Scale-up)¶

Een belangrijk doel van een cup mixer is het ondersteunen van scale-up.

Hierbij worden de resultaten van laboratoriumproeven vertaald naar een industriële menginstallatie.

Daarbij wordt onder andere gekeken naar:

stromingspatronen;
opgenomen vermogen;
mengtijd;
productkwaliteit;
warmteontwikkeling.

Een succesvolle schaalvergroting voorkomt kostbare aanpassingen tijdens de productie.

Toepassingen¶

Cup mixers worden gebruikt voor:

productontwikkeling;
laboratoriumonderzoek;
kwaliteitscontrole;
proefproducties;
procesoptimalisatie;
demonstraties.

Ze zijn geschikt voor zowel vloeistoffen als pasta's en suspensies, afhankelijk van de gekozen uitvoering.

Verwisselbare impellers¶

Een belangrijk voordeel is dat verschillende impellers eenvoudig kunnen worden getest.

Bijvoorbeeld:

Hydrofoil;
Propeller;
Pitched Blade;
Anchor;
High Shear Impeller.

Hierdoor kan snel worden bepaald welke impeller het beste mengresultaat oplevert.

Regelbare aandrijving¶

Vrijwel alle moderne cup mixers beschikken over een regelbare motor.

Hiermee kunnen:

lage toerentallen;
hoge toerentallen;
verschillende mengprogramma's;

worden getest zonder mechanische aanpassingen.

Meetmogelijkheden¶

Afhankelijk van de uitvoering kunnen verschillende procesgegevens worden geregistreerd.

Bijvoorbeeld:

toerental;
opgenomen vermogen;
temperatuur;
mengtijd;
koppel.

Deze gegevens helpen bij het vergelijken van verschillende mengopstellingen.

Voordelen¶

Een cup mixer biedt verschillende voordelen:

weinig product nodig;
lage testkosten;
snelle productontwikkeling;
eenvoudig wisselen van impellers;
goede reproduceerbaarheid;
ondersteuning bij schaalvergroting.

Beperkingen¶

Een cup mixer blijft een laboratorium- of pilotinstallatie.

Daarom moet rekening worden gehouden met:

schaalverschillen;
afwijkende stromingspatronen;
warmteoverdracht;
geometrische verschillen.

Een testresultaat kan niet altijd één-op-één worden vertaald naar een productie-installatie.

Praktijk bij Jongia¶

Binnen Jongia worden cup mixers ingezet tijdens de ontwikkeling van nieuwe processen en klantprojecten. Wanneer een klant een onbekend product wil mengen of verschillende impellertypen wil vergelijken, kunnen eerst proeven op laboratoriumschaal worden uitgevoerd.

Tijdens deze tests worden onder andere het mengresultaat, de mengtijd, het energieverbruik en het gedrag van het product beoordeeld. Op basis van deze gegevens bepalen engineers welk type impeller, welk toerental en welke menginstallatie het meest geschikt zijn voor de uiteindelijke productieomgeving.

De kennis die met cup mixers wordt opgedaan vormt een belangrijke basis voor het ontwerpen van betrouwbare en efficiënte industriële menginstallaties.

Veelgemaakte fouten¶

Denken dat een cup mixer alleen bedoeld is om producten te mengen. Het belangrijkste doel is het ontwikkelen, testen en optimaliseren van mengprocessen.
Testresultaten rechtstreeks naar een productie-installatie vertalen. Bij schaalvergroting moeten verschillen in tankgeometrie, stromingspatronen en energie-inbreng worden meegenomen.
Slechts één impeller testen. Juist het vergelijken van verschillende impellertypen levert vaak waardevolle inzichten op.
Alleen naar het eindresultaat kijken. Ook parameters zoals toerental, koppel, mengtijd en temperatuur zijn belangrijk voor een goede procesanalyse.
Een cup mixer zien als vervanging van een pilot- of productie-installatie. Het is een hulpmiddel voor procesontwikkeling en validatie, niet voor grootschalige productie.