Risultati dell'umidificazione

I risultati dell'umidificazione nei miscelatori di polveri indicano il grado di omogeneità con cui un liquido viene distribuito in un insieme di particelle e quali microstrutture (liquido interstiziale, ponti capillari, film, saturazione) si formano in tale processo. Una misura fondamentale della bagnabilità è l'angolo di contatto θθ tra il liquido e la superficie solida, che è collegato alle tensioni interfacciali tramite l'equazione di Young: 

γ_SG = γ_SL + γ_LG · cos(θ)

In questo caso vale la regola: θ < 90° → buona bagnabilità; θ > 90° → scarsa bagnabilità.

• γ_SG = tensione interfacciale solido-gas
• γ_SL = tensione interfacciale solido-liquido
• γ_LG = tensione interfacciale liquido-gas
• θ = angolo di contatto

Angoli di contatto ridotti (vicini a 0°) favoriscono una bagnatura rapida e completa delle superfici delle particelle e dei capillari, mentre angoli di contatto elevati comportano invece una penetrazione ritardata e modelli di bagnatura non omogenei.

Per descrivere la dinamica di assorbimento di un liquido in un letto di polvere si ricorre spesso all'equazione di Washburn. Essa mette in relazione l'altezza di salita l di un liquido in un capillare o in un letto poroso con il tempo t: 

l² = (γ · r · cos(θ)) / (2 · η) · t

• l = prevalenza del liquido (in m)
• γ = tensione superficiale del liquido (in N/m)
• r = raggio capillare effettivo (in m)
• θ = angolo di contatto (in °)
• η = viscosità dinamica del liquido (in Pa·s)
• t = tempo (in s)

L'equazione dimostra che la bagnabilità (angolo di contatto θ) e la struttura porosa (raggio capillare r) determinano la velocità di bagnatura. Nella pratica, nel miscelatore di polveri si ottengono buoni risultati di bagnatura quando il liquido viene spruzzato finemente al di sotto del livello del materiale sfuso, la camera di miscelazione è sufficientemente riempita e la velocità relativa delle particelle è sufficientemente elevata.