La molécula de agua tiene carácter dipolar. Tiene propiedades especiales de humectación y disolución. Cuando un polvo se moja con agua, las partículas quieren pegarse. El agua es un aglutinante comúnmente utilizado en los procesos de aglomeración. La deshumidificación/secado requiere una cantidad de energía relativamente grande.
¿Cuáles son los factores decisivos para lograr una humectación ideal de los ingredientes en polvo?
En casi todas las áreas de la industria de procesamiento de sólidos a granel, los polvos están impregnados con líquidos. Este proceso parecería bastante ordinario, sin embargo, frecuentemente los resultados de la humectación son insatisfactorios debido a la formación de grumos, o la distribución no homogénea de los líquidos, así como a las propiedades de flujo poco aptas de los materiales a granel.
Si bien la viscosidad y la tensión superficial del líquido tienen una gran influencia en su capacidad de distribución en el polvo, la composición del polvo también desempeña un papel importante para que la distribución del líquido tenga éxito.
¿Qué tan afín a los líquidos es la superficie del polvo? ¿Cómo es la capilaridad del polvo?
Manifestaciones típicas de diferentes líquidos:
a. Baja tensión superficial
b. Alta tensión superficial
c. Líquido de reflujo
d. Líquido en movimiento
e. La sustancia líquida se inyecta en la zona de turbulencia del vórtice (boquilla de una sola sustancia)
f. La sustancia líquida se atomiza microfinamente y el polvo se fluidifica (boquilla de dos sustancias).
Manifestaciones típicas de diferentes líquidos
Baja tensión superficial
Baja tensión superficial
Alta tensión superficial
Alta tensión superficial
c. Líquido de reflujo d. Líquido en movimiento
e. La sustancia líquida se inyecta en la zona de turbulencia del vórtice (boquilla de una sola sustancia) f. La sustancia líquida se atomiza microfinamente y el polvo se fluidifica (boquilla de dos sustancias).
Partículas con poros abiertos y cerrados
Capilaridad del polvo y tensión superficial del líquido
Si la tension superficielle d'un liquide est faible (a), le liquide souhaite mouiller spontanément la surface du solide. Les capillaires (5) d'une particule sont alors également pénétrés. Plus la tension superficielle d'un liquide est élevée (b), moins le liquide souhaite pénétrer dans les capillaires des particules. Il en va de même pour les cavités d'un mélange de poudres. Lorsque la tension superficielle est élevée, la répartition du liquide dans la poudre n'est possible que si le liquide et les particules sont intensément mélangés et frottés ensemble.
La humectación homogénea de un polvo no es trivial.
En su estado seco (1), el polvo está presente en forma de una dispersión sólido-aire. Las cavidades entre las partículas son irregulares y cambian constantemente durante la mezcla. Si un líquido está vertido en la mezcla en movimiento, el aire se desplaza de las cavidades y este se extiende como una fina capa líquida alrededor de cada partícula individual. Esta es la capa de adsorción (1). El líquido se adhiere firmemente y sólo puede eliminarse térmicamente. Si el contenido de líquido aumenta durante la mezcla, el líquido se acumula en los puntos de contacto de las partículas en los así llamados puentes y (2) escudetes. Así comienza la aglomeración. Al aumentar el contenido de líquido, los espacios libres (3) entre las partículas sólidas se llenan de líquido. Cuando todos los capilares formados en el sistema de partículas se llenan 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 una absorción instantánea. El líquido disponible es inmediatamente absorbido por el sólido. Esto puede provocar la formación de aglomerados no deseados. Pero un proceso de mezcla prolongado casi no puede mejorar la distribución del líquido. En los casos de alta afinidad entre el polvo y el líquido, la adición de líquido (como se muestra en la figura f) debe ser constantemente lenta, dosificando y atomizando durante la mezcla. La aspersión por debajo del nivel de la masa suele mejorar la autolimpieza de la mezcladora.
Sistema de partículas de 1 a 4 humedecidas durante la mezcla
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 polvo?
Efectivamente, hoy en día podemos analizar rápidamente y con precisión las características de los líquidos y también de los polvos. Sin embargo, por desgracia, los sistemas de dispersión de diferentes polvos son demasiado complejos para simular su mezcla o incluso su humectación. En un futuro previsible, el esfuerzo de cálculo será mucho más caro que el experimento práctico.
En el centro técnico de amixon® frecuentemente llevamos a prueba una gran variedad de procesos de humectación. Estaremos encantados de hacer una demostración de estos procesos utilizando sus productos originales para así mostrarle directamente el aspecto y la fluidez de sus polvos humedecidos tras ser procesados por nuestras innovadoras herramientas de mezclado.
Los distintos procesos de humectación pueden probarse en el centro técnico de amixon®.
Lanza pulverizadora con boquilla especial
Boquilla sanitaria en la cámara de mezcla para varias boquillas de líquido
El rotor de corte que gira a gran velocidad arremolina el polvo.
La humectación del polvo puede provocar una contaminación no deseada de la mezcladora
Dependiendo de la viscosidad y la pegajosidad del líquido, pueden producirse acumulaciones no deseadas. Éstas pueden formarse en la pared o también en las herramientas de mezcla.
Por regla general, es ventajoso que la cámara de mezcla tenga un alto grado de llenado. Los componentes de polvo seco deben llenarse en primer lugar. La mezcla de los componentes en polvo es la fase preliminar de la humectación. La forma en que se añade el material líquido es de gran importancia. Deben evitarse grandes diferencias de concentración. 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
- la velocidad de las herramientas de mezcla. Cuanto más rápido fluya el polvo, más uniformemente se distribuirá el líquido en el polvo.
Los depósitos y la acumulación de sustancias líquidas deben evitarse a toda costa. Sólo deben tolerarse en casos excepcionales, ya que pueden causar problemas importantes:
- En el producto final faltan los propios componentes líquidos que contaminan la mezcladora.
- La acumulación puede aumentar con cada lote. Pueden desprenderse durante el mezclado y contaminar la mezcla de forma incontrolada.
- Las adherencias aumentan la fricción durante el mezclado. La mezcla se calienta involuntariamente.
- Los apelmazamientos fuertemente adheridos pueden bloquear las herramientas de mezclado.
El mejor método para añadir líquido durante el mezclado puede determinarse mediante ensayos en el centro técnico de amixon®.
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