Diffusione

La diffusione è un processo fisico di trasporto in cui atomi, molecole o ioni compensano le differenze di concentrazione a causa del loro movimento termico. Le particelle si muovono statisticamente in tutte le direzioni, ma in termini netti da una concentrazione elevata a una più bassa. Il flusso di diffusione risultante JJ può essere descritto nel caso più semplice con la prima legge di Fick:

J= − D · dc/dx

• J sta per flusso di materiale
• D sta per coefficiente di diffusione 
• dc/dx rappresenta il gradiente di concentrazione. 

• Il segno meno indica che il flusso è sempre diretto verso una concentrazione decrescente.

   

D∝ T^(3/2) / (p · M^(1/2))

• D: coefficiente di diffusione
• T: temperatura assoluta
• p: pressione
• M: massa molare (effettiva) dei gas coinvolti

Maggiore è la temperatura e minore è la viscosità di un mezzo, maggiore è il coefficiente di diffusione DD e più rapido è il processo di equilibrio della concentrazione. Nei gas e nei liquidi, DD è notevolmente maggiore rispetto ai solidi; la diffusione dei solidi puri è quindi molto lenta. Nei solidi reali, i fluidi contenuti nei pori (ad es. umidità, solventi) con coefficienti di diffusione notevolmente maggiori contribuiscono in modo significativo al trasporto di materia osservato.

Nei miscelatori di polveri, il processo di miscelazione vero e proprio è dominato dalla miscelazione meccanica, mentre la diffusione gioca solo un ruolo secondario. In caso di stoccaggio prolungato delle miscele di polveri, i processi di diffusione – sia nelle particelle solide che nelle fasi fluide presenti – possono contribuire ulteriormente all'omogeneizzazione o alterare la qualità del prodotto attraverso la migrazione di acqua, aromi o principi attivi.