La molecola d'acqua ha un carattere di dipolo. Ha speciali proprietà umettanti e dissolventi. Quando una polvere viene bagnata con acqua, le particelle vogliono aderire tra loro.
Fattori per un efficace inumidimento della polvere nel processo di miscelazione
Le polveri vengono bagnate con i liquidi in quasi tutti i settori dell'industria di lavorazione delle merci sfuse.
Questo processo sembra banale. A volte i risultati dell'umidificazione sono insoddisfacenti. Si possono formare grumi, il liquido può non essere distribuito in modo omogeneo o il materiale sfuso può avere proprietà di scorrimento scadenti.
Quanto è liquida la superficie della polvere? Qual è la capillarità della polvere?
Le manifestazioni tipiche dei diversi liquidi sono innanzitutto:
a. Bassa tensione superficiale
b. Alta tensione superficiale
c. Liquido di ritorno
d. Liquido in avanzamento
e. Il liquido viene iniettato nell'area di turbolenza del vortice (ugello a singolo fluido)
f. Il liquido viene spruzzato microfine e la polvere viene fluidificata (ugello a due sostanze)
Diverse manifestazioni di liquidi
Bassa tensione superficiale
Bassa tensione superficiale
Alta tensione superficiale
Alta tensione superficiale
c. Liquido di ritorno d. Liquido in avanzamento
e. Il liquido viene iniettato nell'area di turbolenza del vortice (ugello a singolo fluido) f. Il liquido viene spruzzato microfine e la polvere viene fluidificata (ugello a due sostanze)
Capillarità della polvere e tensione superficiale del liquido
Se la tensione superficiale di un liquido è bassa (a), allora il liquido vuole bagnare spontaneamente la superficie solida. Anche i capillari (5) di una particella vengono penetrati. Più alta (b) è la tensione superficiale di un liquido, meno il liquido vuole penetrare nei capillari delle particelle. Lo stesso vale per le cavità di una miscela di polveri. Se la tensione superficiale è elevata, la distribuzione del liquido nella polvere è possibile solo se il liquido e le particelle vengono mescolati e sfregati intensamente.
Sezione trasversale di due particelle con pori aperti e chiusi
La bagnatura omogenea di una polvere non è banale.
Allo stato secco (1), la polvere è presente come dispersione solido-aria. Le cavità tra le particelle sono irregolari e cambiano costantemente durante la miscelazione. Se si versa un liquido nell'impasto in movimento, l'aria deve essere allontanata dalle cavità. Il liquido è distribuito come un sottile strato liquido intorno a ogni singola particella. È chiamato strato di adsorbimento (1). Il liquido adsorbito aderisce saldamente e può essere rimosso solo termicamente. Se il contenuto di liquido aumenta durante la miscelazione , il liquido si raccoglie nei punti di contatto delle particelle nei cosiddetti ponti e (2) soffietti. Il "fluido del soffietto" può legare le particelle tra loro. In questo modo si può iniziare l 'agglomerazione(granulazione per accumulo). All'aumentare del contenuto di liquido, gli spazi liberi (3) tra le particelle solide si riempiono di liquido. Quando tutti i capillari formati dal sistema di particelle sono pieni di liquido, (4) si verifica la saturazione. Il materiale sfuso diventa una sospensione.
Se la tensione superficiale del liquido è bassa e l'affinità tra il liquido e il solido è particolarmente elevata, può avvenire il cosiddetto assorbimento flash. Il liquido disponibile viene immediatamente assorbito dal solido. Questo porta spesso alla formazione di agglomerati indesiderati. Ma un processo di miscelazione prolungato difficilmente può migliorare la distribuzione del liquido. In caso di elevata affinità tra polvere e liquido, il liquido deve essere aggiunto (come mostrato nella figura f) a un ritmo lento e costante, dosato e spruzzato durante la miscelazione. La spruzzatura al di sotto del livello del materiale sfuso di solito migliora l'autopulizia del mescolatore.
Sistema di particelle che viene bagnato durante la miscelazione
I vari processi di bagnatura possono essere testati nel centro tecnico amixon®.
Oggi è facile analizzare le proprietà dei liquidi e dei solidi sfusi. È ancora opportuno effettuare prove pratiche di miscelazione nei miscelatori?
Infatti, ora possiamo analizzare le caratteristiche di liquidi e polveri in modo rapido e accurato. Purtroppo, però, i sistemi dispersi costituiti da polveri diverse sono troppo complessi per poterne simulare la miscelazione o addirittura l'inumidimento. Nel prossimo futuro, lo sforzo di calcolo sarà molto più costoso del test pratico.
Nel amixon® centro tecnico viene utilizzata quasi quotidianamente un'ampia varietà di processi di bagnatura. Saremo lieti di dimostrarvi questi processi utilizzando i vostri prodotti originali e di mostrarvi l'aspetto e la fluidità delle vostre polveri inumidite.
Lancia a spruzzo con ugello speciale
Attacco sanitario sulla camera di miscelazione per vari ugelli di liquido
Il rotore di taglio, che ruota ad alta velocità, fa vorticare la polvere.
L'inumidimento della polvere può portare a un imbrattamento indesiderato del miscelatore.
A seconda della viscosità e dell'adesività del liquido, possono verificarsi adesioni indesiderate. Possono formarsi sulla parete o sugli strumenti di miscelazione.
Di norma, è vantaggioso che la camera di miscelazione abbia un livello di riempimento elevato. I componenti in polvere secca devono essere riempiti per primi. La miscelazione dei componenti della polvere è la fase preliminare della bagnatura. Il modo in cui viene aggiunto il materiale liquido è di grande importanza. È necessario evitare differenze di concentrazione elevate. amixon® utilizza lance di aggiunta del liquido che sporgono nella parte inferiore della camera di miscelazione. Il flusso volumetrico dell'aggiunta di liquido deve basarsi su due parametri:
- Capacità di adsorbimento della polvere
- Velocità degli strumenti di miscelazione. Più la polvere scorre velocemente, più il liquido si distribuisce uniformemente nella polvere.
Depositi e adesioni di sostanze liquide devono essere assolutamente evitati. Dovrebbero essere tollerati solo in casi eccezionali, perché possono causare gravi problemi:
- Il prodotto finale è privo proprio di quei componenti liquidi che contaminano il miscelatore.
- L'eventuale accumulo può aumentare con ogni lotto. Possono sciogliersi durante la miscelazione e contaminare l'impasto in modo incontrollato.
- Le aderenze aumentano l'attrito durante la miscelazione. La miscela viene riscaldata involontariamente.
- La forte aderenza del caking può bloccare gli strumenti di miscelazione.
Il metodo migliore per l'aggiunta di liquido durante la miscelazione può essere determinato da test effettuati nel centro tecnico amixon®.
© Copyright by amixon GmbH