Polvo en forma de aglomerado estable y sin polvo, con una porosidad uniforme. Estos aglomerados procesados son fácilmente mojables en líquido, se hunden bien y se disuelven rápidamente.
Aglomeración de polvo en el granulador de mezcla de capas anulares amixon®.
La aglomeración es un proceso natural que también podemos observar en la panificación, por ejemplo. Si removemos la harina y la mojamos con un chorro de agua constante, al principio la harina no tendrá polvo. Las partículas de polvo están ligadas. Finalmente, se forman aglomerados irregulares. Si el agua se añade continuamente, los aglomerados se compactan en grumos, formando finalmente una masa.
También podemos entender la aglomeración/granulación acumulada sin herramientas: Hacemos un trabajo polvoriento y luego nos frotamos enérgicamente las palmas de las manos. Las pequeñas migas producidas de esta manera son el resultado de la aglomeración acumulada. Las partículas más finas se compactan y se enrollan; en presencia de humedad, de forma más rápida que en estado seco. Las partículas forman los llamados puentes líquidos en los puntos de contacto. Los puentes cortos pueden unir las partículas con mucha fuerza. En el caso ideal, se forman aglomerados redondeados.
Aglomeración en seco: Cuando vaciamos el filtro de una aspiradora, observamos que en él se acumulan muchas partículas finas, muchas de las cuales son incluso más pequeñas que la malla del filtro de la aspiradora. La razón por la que las partículas más finas no pasaron por el filtro radica en las fuerzas de adhesión entre partículas. Estas fuerzas electrostáticas y de Van der Waals son más eficaces cuanto más pequeñas son las partículas. Son muchas potencias de diez mayores que la fuerza gravitatoria que actúa sobre ellos. Pueden flotar en el aire durante mucho tiempo.
El polvo del filtro recogido no tiene por qué ser un residuo. Este filtrado también puede ser valioso, por ejemplo si se obtiene de la pirólisis. Esto ocurre cuando las sustancias carbonosas se transforman en hollín en ausencia de oxígeno a altas temperaturas. El hollín producido industrialmente está compuesto por nanopartículas. Se utiliza como pigmento negro en fotocopiadoras, en la industria de la impresión y de la pintura, pero también como estabilizador en el procesamiento del caucho. Los neumáticos de los coches, por ejemplo, envejecerían rápidamente sin la adición de hollín.
La aglomeración siempre se produce en mayor o menor medida cuando se dispersa un colectivo de partículas. Dependiendo de la composición del material, la granulación acumulada puede ser dominante durante la mezcla si el polvo se humedece con un líquido aglutinante adecuado. Los polvos que tienen una amplia distribución del tamaño de las partículas son más fáciles de aglomerar que los polvos monodispersos. Un proceso de molienda previo puede entonces promover la aglomeración. A veces hay que mezclar y frotar las partículas implicadas con especial intensidad para iniciar la "acumulación de granos". Este proceso de mezcla requiere movimientos de la herramienta a gran velocidad y un mayor aporte de energía. La aglomeración de la mezcla hace que los materiales a granel tengan poco polvo, sean fáciles de transportar y de empaquetar mediante la compactación y el redondeo. Los polvos reducen su volumen. Se pueden fijar composiciones heterogéneas de sustancias que tienden a segregarse.
El desarrollo de este mezclador/aglomerador de capa anular amixon® se inició hace unos 30 años para aglomerar el negro de humo producido industrialmente.
Pregunta de un cliente: ¿En qué medida los polvos aglomerados procedentes de los procesos de pulverización y lecho fluido difieren de los aglomerados procedentes de un granulador de mezcla de capa anular?
Respuesta de amixon®: Ambos métodos son muy adecuados para la fijación del polvo. Los aglomerados de un granulador mezclador suelen ser más densos y menos porosos. Se diferencian significativamente de los aglomerados porosos de la aglomeración en lecho fluidizado. El proceso de lecho fluido, comparativamente caro, se utiliza a menudo cuando los polvos deben hundirse rápidamente en un líquido, ser rápidamente dispersables y ser mojables sin grumos. La aglomeración en lecho fluido mejora las llamadas propiedades instantáneas de los polvos.
Para muchos materiales a granel, se desea un proceso de ampliación del grano más rentable. La aglomeración de capas anulares continuas representa un proceso de este tipo. Sin embargo, el desarrollo de un proceso de granulación económico no es trivial. No todos los polvos son adecuados para formar un aglomerado estable. Elegir un líquido aglutinante adecuado no es fácil, porque el aditivo no debe afectar a la composición química del producto final. En el caso más sencillo, el agua se utiliza como aglutinante. A veces se puede añadir una sustancia adhesiva como la melaza. La cantidad de líquido añadido debe mantenerse lo más baja posible. Esto se debe a que, salvo algunas excepciones, se produce un proceso de secado térmico después de la aglomeración de la acumulación. Sólo en algunos casos los polvos pueden aglomerarse en el granulador de mezcla de capa anular sin la adición de aglutinantes líquidos. Por regla general, los polvos tienen que agitarse intensamente mediante turbulencia, compactación y cizallamiento. En la práctica, esto se hace continuamente. El mezclador amixon® que se muestra aquí puede formar aglomerados de tamaño muy uniforme.
Pregunta de un cliente: Nuestro objetivo es producir aglomerados que tengan una distribución granulométrica definida. ¿Qué requisitos debe cumplir el equipo para poder granular una mezcla de polvos de manera uniforme y eficaz?
Respuesta de amixon®: A veces la "ventana del éxito" es muy pequeña y difícil de encontrar. Especialmente cuando el uso de los aglutinantes líquidos debe ser lo más bajo posible. La experiencia y los experimentos pueden ayudar en este sentido. En nuestra opinión, un sistema de aglomeración debe tener varias características:
El eje giratorio está equipado con un número especialmente elevado de herramientas de mezcla.
Hay que definir la distancia entre las herramientas y la pared.
Además, hay requisitos relacionados con el proceso para los sistemas de dosificación. Los alimentadores de polvo, así como los alimentadores de líquido, deben tener una "precisión de tiempo corto" muy alta, teniendo en cuenta el corto tiempo de residencia en el granulador.
1) Humectación del polvo 2) Puentes de líquido 3) Formación de núcleos de aglomerado 4) Aglomerado húmedo 5) El eje agitador (montado horizontalmente) con muchas herramientas de pasadores gira a gran velocidad. La distancia entre las clavijas y el espacio de mezcla es la misma en todas partes.
Tanto la dosificación de polvo como la de sustancias líquidas deben funcionar con extrema precisión. Sólo se puede crear un aglomerado de alta calidad si los materiales a granel se humedecen de forma absolutamente uniforme. Se muestra como ejemplo un alimentador gravimétrico de AZO (aquí desmontado en modo de limpieza).
Pregunta de un cliente: ¿Cree que el comportamiento de control de los alimentadores de polvo y el comportamiento de control de los alimentadores de líquido deben tener lugar dentro de límites muy estrechos?
Respuesta de amixon®: Sí, eso es exactamente lo que se quiere decir. Si el mezclador de espigas gira especialmente rápido, los productos de mezcla añadidos de forma continua también se mueven rápidamente y se distribuyen uniformemente por todo el perímetro. Los productos de mezcla se giran, se enrollan, se mezclan, se aceleran y se compactan. Las altas velocidades periféricas de 10 a más de 25 m/s significan que la aceleración centrífuga puede ser cientos de veces mayor que la aceleración gravitatoria. La presión sobre la capa del anillo de polvo aumenta con el cuadrado de la velocidad periférica. Los numerosos pernos generan cizallamiento, compactación e impacto en la capa del anillo. Los aditivos líquidos presentes actúan como aglutinantes y crean gránulos redondos y estables. Estos tienden a ser más pequeños y densos cuanto más rápido giran los pines y menos líquido se añade.
Pregunta de un cliente: ¿El proceso de granulación descrito anteriormente puede realizarse también por lotes?
Respuesta de amixon®: Lamentablemente no, el mezclador de capa anular amixon® que se muestra aquí sólo puede funcionar de forma continua. Se utiliza principalmente cuando los procesos son críticos en cuanto al tiempo. Esto significa que la agitación mecánica tiene lugar de forma breve y especialmente intensa. A veces, un tiempo de permanencia inferior a 10 segundos es suficiente. Esto demuestra que el nivel de llenado es comparativamente bajo. amixon® ha escrito artículos de blog explicativos en relación con su pregunta.
Pregunta de un cliente: De alguna manera, el granulador de mezcla en anillo con su eje mezclador montado horizontalmente parece ser una excepción en la gama de productos amixon®. Todas las demás mezcladoras amixon® están equipadas con herramientas de mezcla montadas verticalmente. ¿Es una coincidencia?
Respuesta de amixon®: La situación es histórica. Los granuladores de mezcla de capa anular del tipo RMG fueron desarrollados por nosotros hace más de 25 años. En ese momento, habíamos especializado nuestra producción en este sofisticado diseño de máquina y tuvimos el privilegio de suministrarlas a varias plantas de negro de humo en todo el mundo. Más tarde, los granuladores de mezcla en anillo también se aplicaron en otras industrias en las que se granulan materiales a granel con un alto grado de calidad: Tensioactivos para el lavado, pigmentos de color, turba, fertilizantes, compuestos de recubrimiento de fundición, agentes de horneado, bebidas instantáneas, patatas en polvo, enzimas, ingredientes activos médicos, compuestos de pastillas, pesticidas y otros productos, algunos de los cuales también son tóxicos.
El sistema mezclador-granulador de capa anular es muy avanzado y se ha probado muchas veces. Sin embargo, amixon® no está llevando a cabo ningún otro desarrollo por el momento. Para las tareas de mezcla continua recomendamos el sistema de mezcla amixon® AMK con un eje mezclador montado verticalmente.
El mezclador cónico amixon® tipo AMK mezcla 5 componentes diferentes. Aquí es donde entra en juego el flujo continuo de la caldera. Sin embargo, la misma mezcladora también puede utilizarse para procesos de mezcla por lotes.
El granulador mezclador de capa anular amixon®, tamaño RMG 10, está disponible para pruebas en el centro técnico.
Pregunta de un cliente: De alguna manera, el granulador de mezcla en anillo con su eje mezclador montado horizontalmente parece ser una excepción en la gama de productos amixon®. Todas las demás mezcladoras amixon® están equipadas con herramientas de mezcla montadas verticalmente. ¿Es una coincidencia?
Respuesta de amixon®: La situación es histórica. Los granuladores de mezcla de capa anular del tipo RMG fueron desarrollados por nosotros hace más de 25 años. En ese momento, habíamos especializado nuestra producción en este sofisticado diseño de máquina y tuvimos el privilegio de suministrarlas a varias plantas de negro de humo en todo el mundo. Más tarde, los granuladores de mezcla en anillo también se aplicaron en otras industrias en las que se granulan materiales a granel con un alto grado de calidad: Tensioactivos para el lavado, pigmentos de color, turba, fertilizantes, compuestos de recubrimiento de fundición, agentes de horneado, bebidas instantáneas, patatas en polvo, enzimas, ingredientes activos médicos, compuestos de pastillas, pesticidas y otros productos, algunos de los cuales también son tóxicos.
El sistema mezclador-granulador de capa anular es muy avanzado y se ha probado muchas veces. Sin embargo, amixon® no está llevando a cabo ningún otro desarrollo por el momento. Para las tareas de mezcla continua recomendamos el sistema de mezcla amixon® AMK con un eje mezclador montado verticalmente.
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