Processi spray per la produzione di polveri

Il processo di nebulizzazione (o processo spray) è un processo di ingegneria di processo per la produzione di polveri da soluzioni, sospensioni o fusioni. In questo processo, il liquido viene finemente atomizzato e asciugato o solidificato in un flusso di gas o in una camera di reazione. Ciò produce particelle solide con dimensioni e forma definite.

Un processo di nebulizzazione comune è l'essiccazione a spruzzo (spray drying). In questo caso, il solvente evapora mentre le goccioline si asciugano nel flusso di gas caldo. La struttura delle particelle può essere porosa o compatta. Nella granulazione a spruzzo, l'atomizzazione e l'agglomerazione vengono combinate per produrre granuli più grandi. Nel raffreddamento a spruzzo (spray melting), le goccioline di una fusione solidificano direttamente in particelle solide.

I processi di nebulizzazione consentono una distribuzione granulometrica ristretta. Essi influenzano la morfologia, la porosità e la struttura superficiale. Ciò permette di regolare in modo mirato la scorrevolezza, la solubilità e la reattività. Le applicazioni si trovano nelle industrie chimica, alimentare, farmaceutica, delle batterie e delle materie plastiche.

Formule empiriche approssimate per la dimensione delle particelle: Dalle gocce alle particelle di polvere: Se una goccia con una frazione solida si asciuga e diventa una particella "senza perdite", si applica approssimativamente:

d_p ≈ d_d⋅ (ϕ_s)^1/3

• d_p è il diametro della particella
• d_d è il diametro della goccia
• ϕ_s è la frazione volumetrica del solido nella goccia

Per soluzioni con la frazione di massa w_s, viene spesso utilizzata la formula approssimata:

Φ_s ​≈ (w_s/ρ_s) / [(w_s/ρ_s + (1 – w_s)/ρ_l]

• ρₛ è la densità del solido
• ρₗ è la densità del liquido