Ultrazvukový preosievací stroj vs. vibračný preosievací stroj: Ktorý je lepší pre jemný prášok?

Ultrazvukové sitovacie stroje sú ideálne na jemné prášky a vysoko presné triedenie, zatiaľ čo vibračné sitovacie stroje sú vhodnejšie na všeobecné materiály a nákladovo efektívne aplikácie. Výber správneho triediaceho zariadenia závisí od charakteristík materiálu, požadovanej presnosti a výrobných cieľov.

V modernej priemyselnej výrobe sa vibračné sito ako dôležité triediace zariadenie často používa vo farmaceutickom, chemickom, potravinárskom, metalurgickom a inom priemysle. S pokrokom vedy a techniky a modernizáciou priemyslu však tradičné bežné vibračné sito nedokázalo uspokojiť dopyt po vysoko presnom a vysokoúčinnom triedení, a preto sa začal široko používať ultrazvukový sitovací stroj . Tento článok komplexne analyzuje hlavné rozdiely medzi bežným vibračným sitom a ultrazvukovým sitovacím strojom a poskytuje vám návrhy na výber zariadenia. Čítajte ďalej v tomto článku.

Rýchle porovnanie: Vibračný sito vs. ultrazvukový sito

Čo je bežný vibračný sito a ultrazvukový sito a aký je rozdiel medzi ich pracovnými princípmi?

Vibračné sito sa používa hlavne na klasifikáciu, triedenie a filtráciu materiálov. Princíp fungovania bežného vibračného sita (t. j. rotačného vibračného sita) spočíva vo vytváraní trojrozmerných vibrácií pomocou budiča poháňaného motorom, čím sa materiály vrhajú na sito a dosiahne sa oddelenie častíc rôznych veľkostí. Hoci je táto metóda mechanických vibrácií jednoduchá a lacná, pri práci s ultrajemnými práškami a vysoko viskóznymi materiálmi existujú zjavné obmedzenia, ako napríklad existencia sita, ktoré sa ľahko upcháva, nedostatočná presnosť a iné problémy.

Ultrazvukový triedič inovatívne začleňuje ultrazvukový triediaci systém na vrchu tradičného vibračného sita. Systém premieňa elektrickú energiu 220 V, 50 Hz (alebo 110 V, 60 Hz) na vysokofrekvenčné mechanické vibračné vlny s frekvenciou 18 – 38 kHz, ktoré sa prenášajú na povrch sita cez menič, takže sito je prekryté vysokofrekvenčnými ultrazvukovými vibráciami s nízkou amplitúdou na základe pôvodných mechanických vibrácií. Tieto vysokofrekvenčné vibrácie úplne menia obmedzenia jednotlivých mechanických vibrácií, takže ultrajemný prášok dosahuje obrovské zrýchlenie a efektívne prekonáva adhéziu medzi materiálom, elektrostatické sily a ďalšie faktory, ktoré bránia triedeniu. Obzvlášť vhodné na triedenie jemných práškov.

Z technického hľadiska spočíva zásadný rozdiel medzi týmito dvoma druhmi vibračných sitárov v spôsobe prenosu energie a frekvencii vibrácií. Bežné vibračné sitá sa spoliehajú na mechanické vibrácie, ktorých frekvencia je zvyčajne 1460-krát za sekundu (približne 24.3 Hz); a ultrazvukové sitá s frekvenciou až 36000 36-krát za sekundu (25 kHz) je takmer XNUMX-krát vyššia ako predchádzajúce. Ultrazvukové sitá však nespočívajú len v pridaní ultrazvukového zariadenia k bežnému sitovému stroju, ale v presnej koordinácii vibračných parametrov a ultrazvukovej frekvencie sa dosahujú dva vibračné režimy.

Porovnávacia analýza bežného vibračného sita a ultrazvukového sitovacieho stroja

Medzi bežnými vibračnými preosievačmi a ultrazvukovými preosievačmi existujú zjavné rozdiely v základnej technologickej úrovni, ktoré určujú aj rozsah ich použitia. Pochopenie rozdielov medzi týmito technológiami pomáha podnikom pri výbere modelov zariadení podľa ich vlastných výrobných potrieb.

Princíp a frekvencia vibrácií

Bežný vibračný sito využíva mechanické vibrácie generované rotáciou excentrického bloku pri triedení a jeho frekvencia vibrácií je relatívne nízka, zvyčajne 1460 – 2800-krát za minútu (približne 24.3 – 46.7 Hz). Hoci táto vibračná metóda dokáže účinne spracovať bežné granulované materiály, nie je vhodná pre ultrajemné prášky alebo materiály so špeciálnymi vlastnosťami. Ultrazvukový sito naopak zachováva mechanické vibrácie, ktoré sa prostredníctvom ultrazvukového meniča premieňajú na vysokofrekvenčné mechanické vlny, ktoré sa prekrývajú s očkom sita a majú frekvenciu ultrazvukových vibrácií až 18 – 38 kHz (t. j. 18,000 38,000 – XNUMX XNUMX-krát za sekundu), čo je stokrát viac ako u bežného vibračného sita. Tieto vysokofrekvenčné ultrazvukové vibrácie s nízkou amplitúdou spôsobujú obrovské zrýchlenie materiálu a znižujú upchávanie sita.

Presnosť skríningu

Presnosť triedenia bežného vibračného sita je vo všeobecnosti okolo 60 % – 70 %, čo je ťažké splniť požiadavky na vysoko presné triedenie. Ultrazvukové sitovacie zariadenie dokáže vďaka „mikrovibračnému“ efektu ultrazvukových vĺn suspendovať materiál na povrchu sita, čo výrazne zlepšuje rýchlosť triedenia a presnosť triedenia môže dosiahnuť viac ako 95 %.

Metóda čistenia sieťoviny

Bežné vibračné sito zvyčajne používa zariadenie na čistenie sieťky s odrážajúcou sa guľôčkou, ktoré zabraňuje upchávaniu sieťky nárazom odrážajúcej sa guľôčky a je vhodné na triedenie granulovaných materiálov, nie je vhodné na triedenie jemného prášku. Ultrazvukové sitovanie má samočistiacu funkciu – ultrazvuková vibračná vlna, ktorú generuje, dokáže udržiavať sieťku nepretržite otvorenú a zabraňuje upchávaniu bez použitia ďalšieho zariadenia na čistenie sieťky, čo je obzvlášť vhodné na ultrajemné triedenie nad 500 mesh. Navyše, v praxi sa bežné vibračné sito často musí zastavovať kvôli problému s upchávaním sieťky, zatiaľ čo ultrazvukové sitovanie dokáže zabezpečiť nepretržitú 24-hodinovú prevádzku, čo výrazne zlepšuje efektivitu výroby.

Charakteristiky spracovateľských materiálov

Bežné vibračné sito je vhodné pre väčšinu konvenčných granulovaných materiálov, ale je menej účinné pri spracovaní špeciálnych materiálov so silnou adsorpciou, ľahkou aglomeráciou, vysokou statickou elektrinou, vysokou jemnosťou, vysokou hustotou alebo nízkou špecifickou hmotnosťou. Ultrazvukové sitovanie je špeciálne navrhnuté na riešenie týchto ťažko triediteľných materiálov, ako sú nanomateriály, farmaceutické prášky, kovové mikroprášky a iné jemné prášky s vysokou pridanou hodnotou. Ultrazvukové zrýchlenie môže účinne prerušiť medzimolekulárne sily medzi materiálmi a vyriešiť problém aglomerácie; vysokofrekvenčné vibrácie môžu eliminovať vplyv statickej elektriny a zabrániť prilepeniu prášku na sito.

Tabuľka: porovnanie základných technických parametrov medzi bežným vibračným sitom a ultrazvukovým vibračným sitom

V dôsledku toho je pre konvenčné vibračné triediče čoraz ťažšie splniť požiadavky odvetvia jemného triedenia, zatiaľ čo ultrazvukové systémy ponúkajú spoľahlivé riešenie pre jemné triedenie. Ultrazvukové triediče však majú aj nevýhodu, nie sú vhodné na triedenie veľkých častíc materiálu (zvyčajne viac ako 2 mm).

Prispôsobivosť materiálu

Ultrazvukový preosievací stroj má bezprecedentnú prispôsobivosť materiálom a dokáže si ľahko poradiť s rôznymi ťažko preosievateľnými materiálmi. Konkrétne v nasledujúcich aspektoch: pri materiáloch s nízkou špecifickou hmotnosťou (ako je grafén, aerogél atď.) sa ultrazvukové vibrácie používajú na kompenzáciu problému nedostatočného usadzovania gravitácie; pri kovových práškoch s vysokou hustotou (ako je volfrámový prášok, kobaltový prášok) sa ultrazvukové vibrácie používajú na odstránenie častíc zo siete; pri ľahko aglomerovateľných materiáloch (ako sú nanomateriály, farmaceutické prášky) sa vysokofrekvenčnými vibráciami prerušuje aglomeračná sila medzi časticami; pri vysoko elektrostatických materiáloch (ako sú plastové mikroprášky, farmaceutické prášky) sa používa ultrazvuková neutralizácia povrchového náboja (ultrazvukové vlny).

Ultrazvukové sitovacie stroje navyše lepšie zachovávajú vlastnosti materiálu. Zatiaľ čo mechanický vplyv bežných vibračných sitovacích strojov môže spôsobiť rozbitie krehkých častíc alebo zmenu kryštálovej štruktúry, jemný vibračný režim ultrazvukových sitovacích strojov týmto problémom predchádza. Vo farmaceutickom a potravinárskom priemysle, kde má integrita účinnej látky priamy vplyv na účinnosť produktu, sú ultrazvukové sitovacie stroje ideálnym riešením pre farmaceutický priemysel.

Tabuľka: Výhody ultrazvukových sitovacích strojov v rôznych odvetviach

Jednoduchá obsluha a úspora nákladov na údržbu

Z hľadiska dlhodobého používania má ultrazvukový preosievač aj výhody jednoduchej obsluhy a nízkych nákladov na údržbu. Zariadenie má modulárny dizajn a výmena sita trvá iba 3-5 minút, čo v porovnaní s bežným vibračným preosievačom šetrí veľa času. Inteligentný ultrazvukový generátor dokáže automaticky upraviť parametre tak, aby sa prispôsobil rôznym vlastnostiam materiálu, bez nutnosti častého nastavovania odborníkmi.

Naproti tomu sito ultrazvukového sitovacieho stroja má dlhšiu životnosť. Sito bežného vibračného sita sa po zablokovaní pletiva často poškodzuje v dôsledku núteného čistenia a často sa vymieňa; zatiaľ čo sito ultrazvukového sitovacieho stroja pracuje za miernych vysokofrekvenčných vibrácií bez mechanického nárazu a jeho životnosť sa môže predĺžiť 3 až 5-krát. Dlhodobé štatistiky ukazujú, že hoci je počiatočná investícia do ultrazvukového sitovacieho stroja vyššia, celkové náklady na používanie do 3 rokov sú nižšie ako u bežného vibračného sita.

Typická analýza prípadu aplikácie

Úspešné použitie ultrazvukových sitovacích strojov v rôznych odvetviach plne preukázalo ich technické výhody a hodnotu. Prostredníctvom konkrétnych prípadových štúdií môžeme intuitívnejšie pochopiť, ako ultrazvukové sitovacie stroje dokážu riešiť praktické výrobné problémy a poskytnúť cenné referencie pre používateľov v súvisiacich odvetviach.

Farmaceutický priemysel: presné skríningovanie práškových liekov s vysokou pridanou hodnotou

Vo farmaceutickej oblasti čelí skríning účinných farmaceutických zložiek (API) vážnym výzvam. Známa farmaceutická spoločnosť pri výrobe protinádorových liekov používa bežný prášok Vibro Sifter 200, účinnosť skríningu je menej ako 50 % a v dôsledku elektrostatickej adsorpcie dochádza k strate veľkého množstva účinných látok. Ešte závažnejšie je časté blokovanie siete, čo vedie k nutnosti zastavenia práce každých 30 minút, aby sa vyčistilo. Po zavedení ultrazvukového sitovania sa situácia zásadne zlepšila: účinnosť skríningu sa zvýšila na 97 %, miera výťažnosti účinných látok sa zvýšila o 35 % a nepretržitý pracovný čas sa predĺžil na viac ako 8 hodín. Navyše sa výrazne zlepšila konzistencia šarže produktu a rozdiel v uniformite obsahu sa znížil z pôvodných 15 % na menej ako 5 %, čo je v úplnom súlade s prísnymi požiadavkami GMP.

Nové chemické materiály: presné triedenie nanomateriálov

Skríning nanomateriálov v chemickom priemysle kladie extrémne vysoké nároky na vybavenie. Výrobca uhlíkových nanorúrok potrebuje klasifikovať produkty s rôznymi priemermi a spočiatku použitie bežného vibračného sita nedokázalo dokončiť jemné triedenie s veľkosťou ôk 500 a muselo sa použiť nákladný proces klasifikácie prúdením vzduchu. Konfigurácia ultrazvukového sitovacieho stroja nielenže dosiahla presnú klasifikáciu s veľkosťou ôk 635 (približne 20 mikrónov), ale aj trojnásobne dosiahla pôvodnú klasifikáciu prúdením vzduchu, pričom spotreba energie bola len 1/5 tejto hodnoty. Za zmienku stojí najmä uzavretá konštrukcia ultrazvukového sitovacieho stroja, ktorá zabraňuje úniku nanometrového prachu a rieši problémy so znečistením životného prostredia, ktoré už dlho trápia dielne.

Potravinársky priemysel: skríningové riešenia pre vysoké hygienické požiadavky

Potravinársky priemysel má špeciálne požiadavky na zdravie a bezpečnosť pri preosievaní. Proces preosievania múky v medzinárodnej potravinárskej spoločnosti sa dlhodobo stretáva s dvoma hlavnými problémami: po prvé, nízka tekutosť múky vedie k nízkej účinnosti preosievania; po druhé, bežné vibračné preosievač sa ťažko dôkladne čistí, existuje riziko mikrobiálnej kontaminácie. Celonerezová konštrukcia ultrazvukového preosievača a jeho dizajn bez mŕtvych uhlov tieto problémy dokonale vyriešili: tok materiálu pôsobením ultrazvuku sa dramaticky zlepšil a výkon sa zvýšil 2.5-krát; zariadenie je možné úplne rozobrať a vyčistiť systémom CIP a miera dodržiavania hygienického indexu sa zvýšila z 85 % na 100 %.

Ďalším úspešným príbehom je preosievanie korenín. Podnik zaoberajúci sa korením vyrába zmiešaný koreninový prášok obsahujúci olejové a mastné zložky, ktorý sa veľmi ľahko priľne k situ a po 10 minútach bežného vibračného sita klesne účinnosť o viac ako 50 %.1 Po inštalácii ultrazvukového sitového stroja sa problém s priľnavosťou v podstate eliminuje a účinnosť preosievania sa po 95 hodinách nepretržitej prevádzky udržiava na úrovni viac ako 8 %. Zároveň šetrné zaobchádzanie s ultrazvukovým sitovým strojom zabraňuje strate tepelne citlivej arómy v korení a výrazne sa zlepšuje senzorická kvalita produktu.

Elektronické materiály: prísne požiadavky na veľkosť častíc

Elektronický priemysel má takmer prísne požiadavky na distribúciu veľkosti častíc materiálov. Prášok oxidu hlinitého v podnikoch zaoberajúcich sa elektronickou keramikou musí prísne kontrolovať obsah +325 mesh a -500 mesh a bežné vibračné sito túto požiadavku jednoducho nedokáže splniť. Po zavedení ultrazvukového sitovania nielenže dosahuje presnú klasifikáciu s veľkosťou častíc 635 mesh, ale vďaka viacvrstvovej konštrukcii tiež oddeľuje viacero segmentov veľkosti častíc naraz, čo zjednodušuje proces. Miera zhody veľkosti častíc produktu sa zvýšila z pôvodných 70 % na 99 % a miera sťažností zákazníkov klesla na nulu.

Kedy si vybrať vibračný sito

Vibračné sito je praktickou voľbou pri spracovaní sypkých materiálov, granúl alebo práškov, ktoré ľahko neupchávajú sieťovinu. Je široko používané v potravinárskom, chemickom a všeobecnom priemysle, kde nie je potrebná ultra vysoká presnosť a je dôležitá nákladová efektívnosť.

Kedy si vybrať ultrazvukové vibračné sito?

Prostredníctvom vyššie uvedeného obsahu sme pochopili rozdiel a výhody medzi ultrazvukovým vibračným sitom a bežným vibračným sitom a prišli sme s nasledujúcimi scénami vhodnými pre výber ultrazvukového vibračného sita:

• Špeciálne vlastnosti materiálu: Vyberte si ultrazvukové vibračné sito podľa charakteristík materiálu, ako je silná adsorpcia (napríklad farmaceutický prášok), ľahká aglomerácia (napríklad nanomateriály), vysoká elektrostatická účinnosť (napríklad plastový mikroprášok), vysoká jemnosť (viac ako 500 mesh), vysoká hustota (napríklad kovové prášky) alebo nízka špecifická hmotnosť (napríklad grafén) a iné ťažko preosievateľné materiály.
• Vysoké požiadavky na presnosť: Ak sú požiadavky na distribúciu veľkosti častíc produktu prísne a bežné vibračné sito je ťažké splniť normu, môžete si vybrať ultrazvukové vibračné sito. Napríklad v medicíne, elektronike, špičkovom chemickom priemysle a ďalších oblastiach.
• Veľký dopyt po kapacite: V scenároch vysokej presnosti a hromadnej výroby je možné zvoliť ultrazvukové vibračné sito a vysoká priepustnosť jeho sita môže znížiť počet zariadení a ušetriť miesto a náklady na pracovnú silu.
• Vysoké hygienické štandardy: Potravinársky, farmaceutický a iné odvetvia potrebujú plne uzavretý a ľahko čistiteľný dizajn, aby sa predišlo krížovej kontaminácii.
• Potreby automatizácie: Ultrazvukové vibračné sito sa ľahšie integruje s automatickým systémom podávania a prijímania, aby sa dosiahla 24-hodinová nepretržitá výroba.

Ktorý by ste si mali vybrať?

Ak je váš materiál jemný, lepkavý alebo náchylný na upchávanie, lepšou voľbou je ultrazvukový sitový stroj. Pre väčšie častice a štandardné triediace úlohy ponúka vibračný sitový stroj ekonomickejšie riešenie. Výber správneho zariadenia v konečnom dôsledku závisí od typu vášho materiálu, požadovanej presnosti a výrobnej kapacity.

Záver

Na triedenie bežných granulovaných materiálov (20-200 mesh) a keď požiadavky na kapacitu a presnosť nie sú vysoké, je bežné vibračné sito stále ekonomickou voľbou. Okrem toho môžu malé a stredné podniky s obmedzeným rozpočtom zvážiť investíciu do fáz a následnú modernizáciu ultrazvukového systému pre kľúčové procesy.

Ak si nie ste istí, ako si vybrať, môžete ihneď kontaktovať náš tím; máme k dispozícii špecialistov, ktorí vám poskytnú personalizované služby.

Často kladené otázky

Blogy ultrazvukovej vibračnej obrazovky

Príbuzné prípady