La molécula de agua tiene carácter dipolar. Tiene propiedades especiales de humectación y disolución. Cuando un polvo se humedece con agua, las partículas quieren adherirse unas a otras.
Factores para la humectación eficaz del polvo en el proceso de mezclado
Los polvos se humedecen con líquidos en casi todos los ámbitos de la industria de transformación de productos a granel.
Este proceso parece trivial. A veces, los resultados de la humidificación son insatisfactorios. Es posible que se formen grumos, que el líquido no se distribuya homogéneamente o que el material a granel no fluya bien.
¿Cómo de líquida es la superficie del polvo? ¿Cuál es la capilaridad del polvo?
Las manifestaciones típicas de los distintos líquidos son, en primer lugar:
a. Baja tensión superficial
b. Alta tensión superficial
c. Líquido de reflujo
d. Líquido de avance
e. El líquido se inyecta en la zona de turbulencia del remolino (tobera de un solo fluido)
f. El líquido se pulveriza microfino y el polvo se fluidifica (boquilla de dos sustancias)
Diferentes manifestaciones de líquidos
Baja tensión superficial
Baja tensión superficial
Alta tensión superficial
Alta tensión superficial
c. Líquido de reflujo d. Líquido de avance
e. El líquido se inyecta en la zona de turbulencia del remolino (tobera de un solo fluido) f. El líquido se pulveriza microfino y el polvo se fluidifica (boquilla de dos sustancias)
Capilaridad del polvo y tensión superficial del líquido
Si la tensión superficial de un líquido es baja (a), entonces el líquido quiere mojar la superficie sólida espontáneamente. Los capilares (5) de una partícula son entonces también penetrados. Cuanto mayor sea (b) la tensión superficial de un líquido, menos querrá penetrar éste en los capilares de las partículas. Lo mismo ocurre con las cavidades de una mezcla de polvos. Si la tensión superficial es alta, la distribución del líquido en el polvo sólo es posible si el líquido y las partículas se mezclan y frotan intensamente.
Sección transversal de dos partículas con poros abiertos y cerrados
La humectación homogénea de un polvo no es trivial.
En estado seco (1), el polvo se presenta como una dispersión sólido-aire. Las cavidades entre las partículas son desiguales y cambian constantemente durante la mezcla. Si se vierte un líquido en la mezcla en movimiento, el aire debe ser desplazado de las cavidades. El líquido se distribuye como una fina capa líquida alrededor de cada partícula individual. Se denomina capa de adsorción (1). El líquido adsorbido se adhiere firmemente y sólo puede eliminarse térmicamente. Si el contenido líquido aumenta durante la mezcla , el líquido se acumula en los puntos de contacto de las partículas en los denominados puentes y (2) fuelles. El "fluido de fuelle" puede unir las partículas. Esto permite que comience la aglomeración(granulación por acumulación). A medida que aumenta el contenido de líquido, los espacios libres más grandes (3) entre las partículas sólidas se llenan de líquido. Una vez que todos los capilares formados por el sistema de partículas están llenos de líquido, (4) se produce la saturación. El material a granel se convierte en una suspensión.
Si la tensión superficial del líquido es baja y la afinidad entre el líquido y el sólido es especialmente alta, puede producirse la denominada absorción instantánea. El líquido disponible es absorbido inmediatamente por el sólido. Esto a menudo da lugar a aglomerados no deseados. Pero un proceso de mezcla prolongado apenas puede mejorar la distribución del líquido. En casos de gran afinidad entre el polvo y el líquido, el líquido debe añadirse (como se muestra en la figura f) a un ritmo lento y constante, dosificándolo y pulverizándolo durante la mezcla. La pulverización por debajo del nivel del material a granel suele mejorar la autolimpieza de la mezcladora.
Sistema de partículas que se humedecen durante la mezcla
Los distintos procesos de humectación pueden probarse en el centro técnico de amixon®.
Hoy en día es fácil analizar las propiedades de los líquidos y los sólidos a granel. ¿Sigue siendo adecuado realizar pruebas prácticas de mezcla en mezcladoras?
De hecho, ahora podemos analizar las características de líquidos y polvos con rapidez y precisión. Sin embargo, por desgracia, los sistemas dispersos formados por diferentes polvos son demasiado complejos para simular su mezcla o incluso su humectación. En un futuro previsible, el esfuerzo computacional será mucho más caro que la prueba práctica.
En el amixon® centro técnico se utiliza casi a diario una gran variedad de procesos de humectación. Estaremos encantados de demostrarle estos procesos utilizando sus productos originales y mostrarle cómo quedan y fluyen después sus polvos humedecidos.
Lanza pulverizadora con boquilla especial
Conexión sanitaria en la cámara de mezcla para varias boquillas de líquido
El rotor de corte, que gira a gran velocidad, arremolina el polvo.
La humidificación del polvo puede ensuciar la mezcladora de forma no deseada
Dependiendo de la viscosidad y pegajosidad del líquido, pueden producirse adherencias no deseadas. Pueden formarse en la pared o en las herramientas de mezcla.
Por regla general, es ventajoso que la cámara de mezcla tenga un alto nivel de llenado. Los componentes de polvo seco deben rellenarse en primer lugar. La mezcla de los componentes en polvo es la etapa preliminar de la humectación. La forma en que se añade el material líquido es de gran importancia. Deben evitarse las diferencias de concentración elevadas. amixon® utiliza lanzas de adición de líquido que sobresalen en la parte inferior de la cámara de mezcla. El caudal de la adición de líquido debe basarse en dos parámetros:
- Capacidad de adsorción del polvo
- Velocidad de las herramientas de mezcla. Cuanto más rápido fluya el polvo, más uniformemente se distribuirá el líquido en el polvo.
Deben evitarse a toda costa los depósitos y adherencias de sustancias líquidas. Sólo deben tolerarse en casos excepcionales, ya que pueden causar problemas importantes:
- El producto final carece precisamente de los componentes líquidos que contaminan la mezcladora.
- La acumulación puede aumentar con cada lote. Pueden disolverse durante el mezclado y contaminar la mezcla de forma incontrolada.
- Las adherencias aumentan la fricción durante la mezcla. La mezcla se calienta involuntariamente.
- El apelmazamiento fuertemente adherido puede bloquear las herramientas de mezcla.
El mejor método de adición de líquido durante la mezcla puede determinarse mediante pruebas en el centro técnico de amixon®.
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