Resultados de humidificación
Los resultados de la humectación en mezcladores de polvo indican el grado de homogeneidad con el que se distribuye un líquido en un conjunto de partículas y qué microestructuras (líquido de cuña, puentes capilares, películas, saturación) se forman en el proceso. Una medida fundamental de la humectabilidad es el ángulo de contacto θθ entre el líquido y la superficie del sólido, que está relacionado con las tensiones interfaciales a través de la ecuación de Young:
γ_SG = γ_SL + γ_LG · cos(θ)
En este caso se aplica lo siguiente: θ < 90° → buena humectación; θ > 90° → mala humectación.•
- γ_SG = tensión interfacial sólido-gas
- γ_SL = tensión interfacial sólido-líquido
- γ_LG = tensión interfacial líquido-gas
- θ = ángulo de contacto
Los ángulos de contacto pequeños (cercanos a 0°) favorecen una humectación rápida y completa de las superficies de las partículas y de los capilares; por el contrario, los ángulos de contacto grandes provocan una penetración retardada y patrones de humectación no homogéneos.
Para describir la dinámica de la absorción de líquido en un lecho de polvo se suele utilizar la ecuación de Washburn. Esta ecuación relaciona la altura de subida l de un líquido en un tubo capilar o en un lecho poroso con el tiempo t:
l² = (γ · r · cos(θ)) / (2 · η) · t
- l = altura de elevación del líquido (en m)
- γ = tensión superficial del líquido (en N/m)
- r = radio capilar efectivo (en m)
- θ = ángulo de contacto (en °)
- η = viscosidad dinámica del líquido (en Pa·s)
- t = tiempo (en s)
La ecuación muestra que la humectabilidad (ángulo de contacto θ) y la estructura porosa (radio capilar r) determinan la velocidad de humectación. En la práctica, se obtienen buenos resultados de humectación en el mezclador de polvos cuando el líquido se introduce pulverizado finamente por debajo del nivel del material a granel, la cámara de mezcla está suficientemente llena y la velocidad relativa de las partículas es lo suficientemente alta.