JPH06285348A - 固液または二液の攪拌方法およびそのための装置 - Google Patents
固液または二液の攪拌方法およびそのための装置Info
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- JPH06285348A JPH06285348A JP5076703A JP7670393A JPH06285348A JP H06285348 A JPH06285348 A JP H06285348A JP 5076703 A JP5076703 A JP 5076703A JP 7670393 A JP7670393 A JP 7670393A JP H06285348 A JPH06285348 A JP H06285348A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】粉体を液体中に均一に分散させる。
【構成】電動攪拌機２を備えた攪拌タンク１と、回転数
制御自在のスクリューフィーダ７と、前記電動攪拌機２
の負荷電力を測定するための電力計１０と、前記負荷電
力値が基準負荷電力値の一定偏差内に収まるよう粉体投
入量、つまり前記スクリューフィーダ７の回転数を制御
するプログラマブルコントローラ３とにより構成され
る。
制御自在のスクリューフィーダ７と、前記電動攪拌機２
の負荷電力を測定するための電力計１０と、前記負荷電
力値が基準負荷電力値の一定偏差内に収まるよう粉体投
入量、つまり前記スクリューフィーダ７の回転数を制御
するプログラマブルコントローラ３とにより構成され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体中に粉体または比
重の異なる液体を均一に分散させるための攪拌方法およ
びそのための攪拌装置に関する。
重の異なる液体を均一に分散させるための攪拌方法およ
びそのための攪拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薬品、食品、インク、ゴム、プラスチッ
クなどの製造工程においては、溶液中に粉体または比重
の異なる液体を均一に混合・分散させる工程が多く存在
する。従来の固液攪拌装置の一例を図４に基づき説明す
ると、攪拌タンク１は内部に攪拌機２を備えるととも
に、溶液を供給するための溶液供給管５および粉体を供
給するためのスクリューフィーダ７を備えている。
クなどの製造工程においては、溶液中に粉体または比重
の異なる液体を均一に混合・分散させる工程が多く存在
する。従来の固液攪拌装置の一例を図４に基づき説明す
ると、攪拌タンク１は内部に攪拌機２を備えるととも
に、溶液を供給するための溶液供給管５および粉体を供
給するためのスクリューフィーダ７を備えている。
【０００３】固液分散に当たっては、先ず前記溶液供給
管５より攪拌タンク１内に溶液が注がれ、攪拌タンク１
を支えるロードセル８、８からの計重信号に基づいてプ
ログラマブルコントローラ３が電磁弁６を閉弁し、所定
量の溶液が攪拌タンク１内に供給される。次いで、プロ
グラマブルコントローラ３からの指令により攪拌機２を
始動させた状態で、スクリューフィーダ７により粉体が
連続的にかつ定量ずつ投入される。
管５より攪拌タンク１内に溶液が注がれ、攪拌タンク１
を支えるロードセル８、８からの計重信号に基づいてプ
ログラマブルコントローラ３が電磁弁６を閉弁し、所定
量の溶液が攪拌タンク１内に供給される。次いで、プロ
グラマブルコントローラ３からの指令により攪拌機２を
始動させた状態で、スクリューフィーダ７により粉体が
連続的にかつ定量ずつ投入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
液体と粉体との分散混合の場合は、比重、粘度性質の異
なる二つの物質を混ぜ合わせるものであるため、粉体を
液体中に均一に分散させることは極めて困難な作業とな
っている。
液体と粉体との分散混合の場合は、比重、粘度性質の異
なる二つの物質を混ぜ合わせるものであるため、粉体を
液体中に均一に分散させることは極めて困難な作業とな
っている。
【０００５】一般的に、液体中に粉体を分散させる場合
は、粉体を一度に投入するか、または前述のように一定
量づつ切出しながら投入し、粉体投入時から攪拌機によ
る攪拌を行っているが、一度に投入する場合はもちろん
のこと、定量ずつ投入する場合であっても攪拌による混
合が充分か否かに拘わらず連続的に投入される結果、粉
体と液体との比重の違いや粘度の違いにより、粉体粒子
が液体中に均一に分散することなく、一部に集中してし
まう、いわゆる偏在現象が生ずる場合がある。
は、粉体を一度に投入するか、または前述のように一定
量づつ切出しながら投入し、粉体投入時から攪拌機によ
る攪拌を行っているが、一度に投入する場合はもちろん
のこと、定量ずつ投入する場合であっても攪拌による混
合が充分か否かに拘わらず連続的に投入される結果、粉
体と液体との比重の違いや粘度の違いにより、粉体粒子
が液体中に均一に分散することなく、一部に集中してし
まう、いわゆる偏在現象が生ずる場合がある。
【０００６】そのため、混合溶液としての品質の低下を
招くとともに、前記偏在分に相当する粉体量が余分にか
かることとなり、その分材料の無駄が生じていた。ま
た、比重の異なる二液の混合の場合にも同様の問題が生
じていた。
招くとともに、前記偏在分に相当する粉体量が余分にか
かることとなり、その分材料の無駄が生じていた。ま
た、比重の異なる二液の混合の場合にも同様の問題が生
じていた。
【０００７】そこで、本発明の主たる課題は、液体中に
粉体または比重の異なる液体を均一に分散させ、もって
溶液の品質向上および混入される粉体または液体量の低
減を図るものである。
粉体または比重の異なる液体を均一に分散させ、もって
溶液の品質向上および混入される粉体または液体量の低
減を図るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、貯留された
液体中に粉体または比重の異なる液体を投入し、攪拌機
により攪拌して前記投入粉体または液体を前記貯留液体
中に分散させるに当り、前記攪拌機における電動機の負
荷電力を測定し、測定された負荷電力値が基準負荷電力
値の一定偏差内に収まるよう前記粉体または液体の投入
量を制御することで解決できる。
液体中に粉体または比重の異なる液体を投入し、攪拌機
により攪拌して前記投入粉体または液体を前記貯留液体
中に分散させるに当り、前記攪拌機における電動機の負
荷電力を測定し、測定された負荷電力値が基準負荷電力
値の一定偏差内に収まるよう前記粉体または液体の投入
量を制御することで解決できる。
【０００９】また、そのための装置は、電動攪拌機を備
えた攪拌タンクと、粉体または液体を連続的に投入可能
でかつ投入量が調整自在の粉体または液体供給手段と、
前記電動攪拌機の負荷電力を測定するための電力計と、
測定された負荷電力値が基準負荷電力値の一定偏差内に
収まるよう前記粉体または液体供給手段の粉体または液
体投入量を制御する制御器とから構成されるものであ
る。
えた攪拌タンクと、粉体または液体を連続的に投入可能
でかつ投入量が調整自在の粉体または液体供給手段と、
前記電動攪拌機の負荷電力を測定するための電力計と、
測定された負荷電力値が基準負荷電力値の一定偏差内に
収まるよう前記粉体または液体供給手段の粉体または液
体投入量を制御する制御器とから構成されるものであ
る。
【００１０】
【作用】粉体の混合分散における粉体の偏在は、粉体ま
たは液体投入が攪拌機の能力を超えて連続して投入され
た場合に、充分な攪拌が行われず、粉体の一部が凝集化
して生ずるものと推測される。
たは液体投入が攪拌機の能力を超えて連続して投入され
た場合に、充分な攪拌が行われず、粉体の一部が凝集化
して生ずるものと推測される。
【００１１】したがって、本発明においては、攪拌機に
よる攪拌が能力以上とならないように、常に攪拌用電動
機の負荷電力を監視し、この値が基準負荷電力値の一定
偏差内に収まるように粉体または液体投入量を制御す
る。したがって、粉体または液体投入中は、絶えず良好
な攪拌状態が維持されるため、投入される粉体または液
体を貯留液体中に均一に分散混合させることが可能とな
る。
よる攪拌が能力以上とならないように、常に攪拌用電動
機の負荷電力を監視し、この値が基準負荷電力値の一定
偏差内に収まるように粉体または液体投入量を制御す
る。したがって、粉体または液体投入中は、絶えず良好
な攪拌状態が維持されるため、投入される粉体または液
体を貯留液体中に均一に分散混合させることが可能とな
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳説する。図
１において、攪拌タンク１は、内部に電動機駆動の攪拌
機２を備えるとともに、溶液を供給するための溶液供給
管５および粉体を供給するためのスクリューフィーダ７
を備えている。前記溶液供給管５のライン中間には電磁
弁６が設けられ、プログラマブルコントローラ３の指令
によって開閉制御されるようになっている。また、前記
スクリューフィーダ７も同様にプログラマブルコントロ
ーラ３の指令によって運転／停止の制御が成されるとと
もに、組み込まれたインバータ回路等により回転数が制
御自在とされ、粉体の投入量の調整ができるようになっ
ている。
１において、攪拌タンク１は、内部に電動機駆動の攪拌
機２を備えるとともに、溶液を供給するための溶液供給
管５および粉体を供給するためのスクリューフィーダ７
を備えている。前記溶液供給管５のライン中間には電磁
弁６が設けられ、プログラマブルコントローラ３の指令
によって開閉制御されるようになっている。また、前記
スクリューフィーダ７も同様にプログラマブルコントロ
ーラ３の指令によって運転／停止の制御が成されるとと
もに、組み込まれたインバータ回路等により回転数が制
御自在とされ、粉体の投入量の調整ができるようになっ
ている。
【００１３】さらに、攪拌機２の電動機には負荷電力を
測定するためのエルファイモニター（電力計）１０が取
付けられ、ここで測定された負荷電力信号は前記プログ
ラマブルコントローラ３に送られるようになっている。
測定するためのエルファイモニター（電力計）１０が取
付けられ、ここで測定された負荷電力信号は前記プログ
ラマブルコントローラ３に送られるようになっている。
【００１４】以下、粉体混合操作手順に従いながら、具
体的な粉体投入量の制御方法を説明する。前記プログラ
マブルコントローラ３における溶液の投入量および粉体
投入量、スクリューフィーダ７の減速タイミング設定値
（設定偏差）、混合比、各種定数等の制御量はタッチパ
ネル４から自由に入力できるようになっている。
体的な粉体投入量の制御方法を説明する。前記プログラ
マブルコントローラ３における溶液の投入量および粉体
投入量、スクリューフィーダ７の減速タイミング設定値
（設定偏差）、混合比、各種定数等の制御量はタッチパ
ネル４から自由に入力できるようになっている。
【００１５】かかる装置の下、固液分散に当たっては、
先ず前記タッチパネル４より各種設定値、制御量等を入
力し、プログラマブルコントローラ４にそれらの値をセ
ットする。次いで、製造開始ボタンを押すと、電磁弁６
が開き溶液供給管５より攪拌タンク１内に溶液が供給さ
れる。供給量は攪拌タンク１を支えるロードセル８、８
から計重信号が絶えずプログラマブルコントローラ３に
送られ、溶液が所定重量となったならば前記電磁弁６が
閉じられ、溶液の供給を完了する。
先ず前記タッチパネル４より各種設定値、制御量等を入
力し、プログラマブルコントローラ４にそれらの値をセ
ットする。次いで、製造開始ボタンを押すと、電磁弁６
が開き溶液供給管５より攪拌タンク１内に溶液が供給さ
れる。供給量は攪拌タンク１を支えるロードセル８、８
から計重信号が絶えずプログラマブルコントローラ３に
送られ、溶液が所定重量となったならば前記電磁弁６が
閉じられ、溶液の供給を完了する。
【００１６】次に、プログラマブルコントローラ３よ
り、攪拌機２およびスクリューフィーダ７に対し運転指
令が出され、溶液の攪拌とともに、粉体が一定量ずつ攪
拌タンク１内に投入される。粉体の投入量Ｍ1 は、前記
ロードセル８の計重信号を基に算出される。前記プログ
ラマブルコントローラ３においては、予め既知とされる
粉体投入量Ｍと理論粘度ηとの相関関係（図２中のＧ
１）に基づいて測定された実粉体投入量Ｍ1 より理論粘
度η1 が求めるとともに、所定の換算式（Ｗ0 ＝ａη1
＋ｂ）よりその時の理論負荷電力Ｗ0 を求める。
り、攪拌機２およびスクリューフィーダ７に対し運転指
令が出され、溶液の攪拌とともに、粉体が一定量ずつ攪
拌タンク１内に投入される。粉体の投入量Ｍ1 は、前記
ロードセル８の計重信号を基に算出される。前記プログ
ラマブルコントローラ３においては、予め既知とされる
粉体投入量Ｍと理論粘度ηとの相関関係（図２中のＧ
１）に基づいて測定された実粉体投入量Ｍ1 より理論粘
度η1 が求めるとともに、所定の換算式（Ｗ0 ＝ａη1
＋ｂ）よりその時の理論負荷電力Ｗ0 を求める。
【００１７】一方、前記攪拌機２における電動機の実負
荷電力Ｗt は連続的にエルファイモニター１０により測
定されており、この測定信号を受けたプログラマブルコ
ントローラ３は、前記理論負荷電力Ｗ0 と実負荷電力Ｗ
t とから偏差ΔＷを求め、この偏差ΔＷが予め設定され
た閾値ΔＷ1 以下であれば、スクリューフィーダ７の回
転数はそのまま状態を維持し、閾値ΔＷ1 を超える場合
には、図２のグラフＧ３よりその偏差分に合った減速量
Ｉ0 が求め、換算定数γを乗じて減速数γＩ0を算出す
る。そして、図２のグラフＧ３より粉体投入量Ｍ1 から
スクリューフィーダ７の設定回転数Ｒ1 を求め、この設
定回転数Ｒ1 と前記減速数γＩ0 との和Ｒ0 をスクリュ
ーフィーダ７への制御信号として出力する。
荷電力Ｗt は連続的にエルファイモニター１０により測
定されており、この測定信号を受けたプログラマブルコ
ントローラ３は、前記理論負荷電力Ｗ0 と実負荷電力Ｗ
t とから偏差ΔＷを求め、この偏差ΔＷが予め設定され
た閾値ΔＷ1 以下であれば、スクリューフィーダ７の回
転数はそのまま状態を維持し、閾値ΔＷ1 を超える場合
には、図２のグラフＧ３よりその偏差分に合った減速量
Ｉ0 が求め、換算定数γを乗じて減速数γＩ0を算出す
る。そして、図２のグラフＧ３より粉体投入量Ｍ1 から
スクリューフィーダ７の設定回転数Ｒ1 を求め、この設
定回転数Ｒ1 と前記減速数γＩ0 との和Ｒ0 をスクリュ
ーフィーダ７への制御信号として出力する。
【００１８】このようにして、粉体投入中は、絶えず攪
拌機２の負荷電力が一定範囲内となるように粉体投入量
が連続的に制御される。この制御状態の一例を示せば図
３のような制御履歴となる。図３において、偏差ΔＷが
閾値ΔＷ1 を超えるｔ1 からｔ2 までの間は、図２に示
される制御ブロック図のグラフＧ２に従ってスクリュー
フィーダの減速数γＩ0 が求められ、設定回転数Ｒ1 と
γＩ0 との和Ｒ0 が制御信号としてスクリューフィーダ
７に出力される。なお、この場合の制御はＰ動作制御と
している。また、偏差ΔＷが閾値ΔＷ1 以下になってい
る０〜ｔ1 およびｔ2 以降は、γＩ0 ＝０となりスクリ
ューフィーダの制御信号Ｒ0 は、設定回転数Ｒ1 のまま
で出力される。
拌機２の負荷電力が一定範囲内となるように粉体投入量
が連続的に制御される。この制御状態の一例を示せば図
３のような制御履歴となる。図３において、偏差ΔＷが
閾値ΔＷ1 を超えるｔ1 からｔ2 までの間は、図２に示
される制御ブロック図のグラフＧ２に従ってスクリュー
フィーダの減速数γＩ0 が求められ、設定回転数Ｒ1 と
γＩ0 との和Ｒ0 が制御信号としてスクリューフィーダ
７に出力される。なお、この場合の制御はＰ動作制御と
している。また、偏差ΔＷが閾値ΔＷ1 以下になってい
る０〜ｔ1 およびｔ2 以降は、γＩ0 ＝０となりスクリ
ューフィーダの制御信号Ｒ0 は、設定回転数Ｒ1 のまま
で出力される。
【００１９】以上のような粉体投入量制御に従って粉体
を目標投入量だけ投入したならば、スクリューフィーダ
７に停止指定が出され、１バッチ分の固液攪拌を終え
る。
を目標投入量だけ投入したならば、スクリューフィーダ
７に停止指定が出され、１バッチ分の固液攪拌を終え
る。
【００２０】粉体が分散された固液混合液は、次工程か
らの供給要求を受けるとプログラマブルコントローラ３
から供給ポンプ９に対して運転指令が出され送給され
る。攪拌タンク１内に混合液が無くなったならば、ポン
プ１を停止し送給を完了する。
らの供給要求を受けるとプログラマブルコントローラ３
から供給ポンプ９に対して運転指令が出され送給され
る。攪拌タンク１内に混合液が無くなったならば、ポン
プ１を停止し送給を完了する。
【００２１】さらに混合を行う場合には前記工程の繰り
返しを行う。
返しを行う。
【００２２】〔試験例〕前述の本発明に係る固液攪拌装
置の下で、粉体としては澱粉を、溶液として水を使用し
て糊の製造を行った。試験は、本発明に係る固液攪拌方
法と、図４に示す従来方法との２種類の方法により糊を
製造し、製造された糊の倍水率（全水量／全澱粉量）お
よび出来上がり粘度について比較を行った。なお、倍水
率試験の場合は比較のため糊出来上がり粘度を同じと
し、また出来上がり粘度試験の場合は比較のため倍水率
を同じとする条件の下で試験を行った。その結果を表１
および表２に示す。
置の下で、粉体としては澱粉を、溶液として水を使用し
て糊の製造を行った。試験は、本発明に係る固液攪拌方
法と、図４に示す従来方法との２種類の方法により糊を
製造し、製造された糊の倍水率（全水量／全澱粉量）お
よび出来上がり粘度について比較を行った。なお、倍水
率試験の場合は比較のため糊出来上がり粘度を同じと
し、また出来上がり粘度試験の場合は比較のため倍水率
を同じとする条件の下で試験を行った。その結果を表１
および表２に示す。
【００２３】なお、前記倍水率は澱粉分子が水分子を含
む率に置き換えられるので、澱粉（粉体）が水（液体）
に均一に分散されればされるほど、水分子を多く取り込
むため糊の倍水率が高くなり、また澱粉が均一に分散さ
れるほど、澱粉分子と水分子との摩擦が増えるため、製
造された糊の出来上がり粘度が上昇するため、相互間で
の相対的評価が可能となる。
む率に置き換えられるので、澱粉（粉体）が水（液体）
に均一に分散されればされるほど、水分子を多く取り込
むため糊の倍水率が高くなり、また澱粉が均一に分散さ
れるほど、澱粉分子と水分子との摩擦が増えるため、製
造された糊の出来上がり粘度が上昇するため、相互間で
の相対的評価が可能となる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表１の試験結果より、本発明法の場合には
従来例に比較すると倍水率が約７％高くなることが判明
している。また、表２の試験結果より、本発明法の場合
には従来法に比べて糊出来上がり粘度が２５％上昇して
いることが判明される。この事より、本発明法の場合に
は、澱粉が均一に分散される結果、澱粉量を少なくして
も要求される糊出来上がり粘度を確保し得ることが判明
される。
従来例に比較すると倍水率が約７％高くなることが判明
している。また、表２の試験結果より、本発明法の場合
には従来法に比べて糊出来上がり粘度が２５％上昇して
いることが判明される。この事より、本発明法の場合に
は、澱粉が均一に分散される結果、澱粉量を少なくして
も要求される糊出来上がり粘度を確保し得ることが判明
される。
【００２７】以上、固液攪拌の場合を例にとって詳述し
たが、比重の異なる二液を混合する場合であっても、実
質的に同様の構成により、貯留液体中に投入液体を均一
に分散混合させることができる。
たが、比重の異なる二液を混合する場合であっても、実
質的に同様の構成により、貯留液体中に投入液体を均一
に分散混合させることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明法によれば、
貯留液体中に粉体または比重の異なる液体を均一に分散
させることができ、もって混合溶液の品質向上および混
入される粉体または液体量の低減を図ることができる。
貯留液体中に粉体または比重の異なる液体を均一に分散
させることができ、もって混合溶液の品質向上および混
入される粉体または液体量の低減を図ることができる。
【図１】本発明装置の概要を示す図である。
【図２】本発明固液攪拌方法における制御ブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明制御方法における偏差電力と制御信号と
の制御履歴図である。
の制御履歴図である。
【図４】従来装置の概要を示す図である。
１…攪拌タンク、２…攪拌機、３…プログラマブルコン
トローラ、４…タッチパネル、５…溶液供給管、６…電
磁弁、７…スクリューフィーダ、８…ロードセル、９…
送給ポンプ、１０…エルファイモニター（電力計）
トローラ、４…タッチパネル、５…溶液供給管、６…電
磁弁、７…スクリューフィーダ、８…ロードセル、９…
送給ポンプ、１０…エルファイモニター（電力計）
Claims (2)
- 【請求項１】貯留された液体中に粉体または比重の異な
る液体を投入し、攪拌機により攪拌して前記投入粉体ま
たは液体を前記貯留液体中に分散させるに当り、前記攪
拌機における電動機の負荷電力を測定し、測定された負
荷電力値が基準負荷電力値の一定偏差内に収まるよう前
記粉体または液体の投入量を制御することを特徴とする
固液または二液の攪拌方法。 - 【請求項２】電動攪拌機を備えた攪拌タンクと、粉体ま
たは液体を連続的に投入可能でかつ投入量が調整自在の
粉体または液体供給手段と、前記電動攪拌機の負荷電力
を測定するための電力計と、測定された負荷電力値が基
準負荷電力値の一定偏差内に収まるよう前記粉体または
液体供給手段の粉体または液体投入量を制御する制御器
とからなることを特徴とする固液または二液の攪拌装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5076703A JPH06285348A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 固液または二液の攪拌方法およびそのための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5076703A JPH06285348A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 固液または二液の攪拌方法およびそのための装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285348A true JPH06285348A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=13612879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5076703A Pending JPH06285348A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 固液または二液の攪拌方法およびそのための装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06285348A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020523188A (ja) * | 2017-06-13 | 2020-08-06 | ゲーエーアー テーデーエス ゲーエムベーハー | バッチ混合法のための液体への粉末材料の導入を制御するための方法および混合装置 |
| JP2022037651A (ja) * | 2020-08-25 | 2022-03-09 | 株式会社東芝 | 撹拌装置及び撹拌方法 |
| CN114733422A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-12 | 宁波北新建材有限公司 | 一种辅料二次混合湿法添加系统 |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP5076703A patent/JPH06285348A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020523188A (ja) * | 2017-06-13 | 2020-08-06 | ゲーエーアー テーデーエス ゲーエムベーハー | バッチ混合法のための液体への粉末材料の導入を制御するための方法および混合装置 |
| JP2022037651A (ja) * | 2020-08-25 | 2022-03-09 | 株式会社東芝 | 撹拌装置及び撹拌方法 |
| CN114733422A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-12 | 宁波北新建材有限公司 | 一种辅料二次混合湿法添加系统 |
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