De drie belangrijkste mengmechanismen

De werking van de in de industrie ingezette mengers is vrijwel altijd gebaseerde op één of meerdere van de volgende mechanismen:

• Convectie
• Diffusie
• Afschuiving

Menging door convectie houdt in dat dynamische gebieden met poederdeeltjes door de menger bewogen worden. De gebieden zijn dynamisch doordat ze continu veranderen. Ze worden bijvoorbeeld aangedreven door mengassen of door centrifugale krachten in een trommel. Als gevolg van convectie kan de mate van segregatie op snelle wijze verlagen. Grote dynamische gebieden van poederdeeltjes zullen in kleinere worden omgezet, hierdoor ontstaat een almaar groter kracht-uitwisselend oppervlak waardoor de menging van de verschillende ingrediënten steeds sneller zal verlopen. Fluidisatie zoals die optreedt in Dinnissen Pegasus dual paddle mengers is een vorm van convectief mengen. In het fluid bed kunnen de deeltjes vrij bewegen waardoor een veel snellere mengwerking ontstaat.

Op ongeveer gelijke wijze als bij het mengen van vloeistoffen kan er bij het mengen van een poedermengsel diffusie optreden. In tegenstelling met de hierboven beschreven convectie, is diffusie een relatief langzaam mechanisme dat er voor zorgt dat poederdeeltjes één voor één verspreid worden in het mengsel. Diffusie treedt bijvoorbeeld op als een roerder langs een van deeltjes schraapt. Hierdoor worden een aantal poederdeeltjes aan het contactoppervlak in beweging gezet die vervolgens onder de invloed van zwaartekracht een andere plek in het mengsel innemen.

Het derde mengmechanisme is afschuiving. Als twee dynamische gebieden met poeder in een poedermengsel langs elkaar bewegen met een verschillende snelheid, kan aan het contactoppervlak van deze gebieden afschuiving plaatsvinden. Allereerst kunnen individuele poederdeeltjes onafhankelijk van elkaar overgaan van het ene gebied naar het andere. Verder veroorzaakt het verschil in snelheid tussen de verschillende dynamische gebieden een oppervlaktespanning op de raakvlakken. Als gevolg van deze oppervlaktespanning kunnen de dynamische gebieden van poeder in stukken uit elkaar vallen.

In de praktijk treden deze drie meng-mechanismen tijdens het mengen vaak gelijktijdig op. Ook kan er gedurende het mengen een verschuiving plaatsvinden van het ene mengmechanisme naar het andere. Zo kan het bijvoorbeeld voorkomen dat bij de start van het mengen convectie de overhand heeft en dat gedurende het mengen diffusie een steeds groter aandeel zal hebben in het mengproces. In de praktijk is het in mengers vaak lastig te onderscheiden welk mengmechanisme de overhand heeft.