Artikel ini akan membahas pencampuran versus segregasi.

Topik-topik berikut akan dibahas:

  • Mekanisme pencampuran
  • Mekanisme segregasi
  • Kapan mekanisme ini terjadi?

Para ahli Dinnissen Process Technology siap menjawab semua pertanyaan Anda:

Hubungi Juul Jenneskens 077 467 3555


Tiga mekanisme pencampuran

Mobilitas partikel bubuk diperlukan baik untuk pencampuran maupun untuk segregasi dalam campuran bubuk.

Seperti dijelaskan dalam artikel tentang proses pencampuran dan mekanisme pencampuran, pengoperasian mixer yang digunakan dalam industri hampir selalu didasarkan pada satu atau lebih dari tiga jenis mekanisme berikut:

  • Konveksi
  • Difusi
  • Geser

Pencampuran konveksi terjadi ketika area dinamis partikel bubuk bergerak melalui mixer. Area ini disebut dinamis karena terus berubah bentuk. Pergerakan ini dapat didorong oleh poros pencampuran atau oleh gaya sentrifugal dalam drum. Konveksi dapat dengan cepat mengurangi tingkat segregasi dalam campuran.

Difusi terjadi dalam proses pencampuran bubuk dengan cara yang mirip dengan pencampuran cairan. Berbeda dengan konveksi, difusi adalah mekanisme yang relatif lambat, di mana partikel bubuk menyebar satu per satu ke dalam campuran.

Geser terjadi ketika dua area dinamis bubuk dalam campuran bergerak melewati satu sama lain dengan kecepatan berbeda. Gaya geser dapat timbul di permukaan kontak antara area tersebut. Pada awalnya, partikel bubuk individu dapat berpindah dari satu area ke area lain secara independen.

Proporsi dari masing-masing mekanisme ini bervariasi tergantung pada jenis campuran bubuk dan jenis mixer yang digunakan, serta dapat berubah seiring waktu selama proses pencampuran. Oleh karena itu, mekanisme pencampuran yang disebutkan di atas harus diperhitungkan dalam desain mixer.

Mixing - diffusion
Illustration showing diffusion type mixing
Mixing - convection
Illustration of convection mixing

Mobilitas partikel bubuk diperlukan baik untuk pencampuran maupun untuk segregasi dalam campuran bubuk.

Tiga mekanisme segregasi

Dalam artikel tentang segregasi dalam campuran bubuk, dijelaskan mekanisme dasar yang menjadi dasar segregasi serta cara kerja masing-masing mekanisme. Mekanisme tersebut adalah:

  • Prinsip lintasan bola
  • Elutriasi
  • Perkolasi

Segregasi berdasarkan prinsip lintasan bola terjadi ketika partikel bubuk diberikan kecepatan awal dalam arah horizontal dan kemudian mengalami jatuh bebas. Selama jatuh, kecepatan horizontal partikel berkurang, sementara kecepatan vertikal meningkat akibat gravitasi. Perbedaan hambatan yang dialami oleh berbagai jenis partikel, serta perbedaan dalam kerapatan, bentuk, dan ukuran partikel, menyebabkan partikel-partikel tersebut berakhir di lokasi yang berbeda pada permukaan dasar.

Segregasi melalui elutriasi terjadi ketika cairan atau gas mengalir melalui lapisan partikel dengan ukuran berbeda. Partikel yang lebih kecil terbawa oleh aliran tersebut, sementara partikel bubuk yang lebih besar tetap berada di dalam lapisan.

Segregasi melalui perkolasi dapat terjadi jika terdapat perbedaan ukuran yang signifikan antara partikel halus dan komponen kasar dalam campuran bubuk. Ketika campuran bubuk ini terkena getaran, partikel kecil bergerak ke bawah akibat kombinasi getaran dan gaya gravitasi. Di bagian bawah campuran bubuk, partikel kecil menempati ruang di antara komponen yang lebih besar, sehingga hanya bahan kasar yang tertinggal di bagian atas campuran.

Komponen mixer dan proses pencampuran juga dapat secara tidak sengaja memicu segregasi. Misalnya, bilah pengaduk yang bergerak melalui campuran bubuk dapat menyebabkan akumulasi partikel bubuk di beberapa area. Bahkan ketika campuran bubuk yang sudah tercampur dengan baik ditumpuk, segregasi yang tidak disengaja masih dapat terjadi.

Menging vs segregatie_Cohesie of segregatie.jpg

Bagaimana mengetahui mekanisme yang terlibat?

Sulit untuk memprediksi mekanisme mana yang akan paling aktif selama proses pencampuran. Begitu juga sulit untuk menentukan sebelumnya apakah mekanisme pencampuran atau mekanisme segregasi yang akan lebih dominan. Dalam setiap kasus, mixer akan mentransfer gaya ke partikel bubuk dalam campuran dan mengaktifkan satu atau lebih mekanisme pencampuran dan segregasi. Tidak dapat dihindari bahwa partikel bubuk akan mengalami pengaruh gravitasi dan bahwa partikel akan saling memberikan gaya satu sama lain.

Segregasi dapat menjadi faktor yang sangat menentukan ketika komponen dalam campuran bubuk memiliki sifat fisik yang sangat bervariasi dan ketika partikel bubuk memiliki kebebasan untuk bergerak.

Jika kohesi lebih dominan dalam gaya yang terjadi antara partikel bubuk, campuran bubuk umumnya akan lebih homogen dan memiliki karakter yang stabil.