Solidi

Un solido è uno stato della materia in cui le molecole o gli atomi sono disposti in un reticolo solido o in una struttura amorfa. Tuttavia, in un contesto tecnico, soprattutto nella lavorazione delle polveri, i solidi sono raramente omogenei. Di solito sono presenti come sistemi multifase.

I solidi in polvere formano i cosiddetti cumuli dispersi, cioè accumuli di particelle di forma irregolare con dimensioni diverse. Tra queste particelle si formano inevitabilmente delle cavità, che in genere sono riempite con aria ambiente. Tali dispersioni sono quindi bifasiche (solido + gas). Se è presente anche un liquido, ad esempio a causa dell'adsorbimento di acqua o delle proprietà igroscopiche delle particelle, si ha addirittura un sistema trifase (solido + liquido + gas).

La disposizione geometrica e la densità di questi ammassi è descritta dalla cosiddetta densità di impaccamento, che può variare notevolmente a seconda della forma, delle dimensioni e della distribuzione delle particelle. La porosità di una polvere può essere descritta matematicamente ed è determinante per molti parametri di ingegneria di processo, ad esempio per il comportamento del flusso, la miscibilità, l'essiccazione o la solubilità.

ϕ : densità di imballaggio

VSolid :Volume del solido

Vtotal : Volume della miscela di polveri

ε : Porosità

Alcune applicazioni industriali utilizzano specificamente la fase gassosa nei solidi in polvere:

Ad esempio, nella produzione di latte artificiale stabile a lungo termine o di polveri probiotiche, l'aria ambiente viene evacuata dalla confezione e sostituita da una miscela di gas protettiva, solitamente azoto e anidride carbonica. Questa miscela di gas riduce le reazioni di ossidazione e protegge la confezione in caso di sbalzi di temperatura. Il coefficiente di espansione termica è quindi simile a quello dell'aria ambiente.

Pulverförmige Feststoffkonzentrate bieten viele Vorteile gegenüber Flüssigkeitenen:

• Maggiore concentrazione di principio attivo per volume
• Volume di imballaggio ridotto
• Stabilità di conservazione notevolmente migliorata

Allo stesso tempo, il trattamento dei solidi pone requisiti elevati all'ingegneria di processo. La miscelazione delle polveri è molto più complessa di quella dei liquidi, in quanto è necessario tenere in considerazione, tra gli altri, i seguenti aspetti

• Abrasione
• Comportamento del flusso
• Rischio di formazione di noduli
• Tendenza alla segregazione con differenze di densità
• Problemi igienici dovuti alla formazione di polvere

Osservazione

Nello sviluppo di concentrati in polvere, l'attenzione è rivolta alla facilità di bagnatura e dissoluzione.

Alcuni concentrati di polvere presentano un comportamento di bagnatura e dispersione difficile. Possono essere introdotte bolle di gas sottili. Questo può portare a schiume indesiderate. In particolare, con liquidi viscosi o superfici di polvere idrofobe, le bolle tendono a rimanere stabili nel sistema anche quando viene applicato il vuoto. Per compensare questi effetti, nella pratica si utilizzano vari sistemi rotore-statore ad alto coefficiente di taglio.

amixon® produce miscelatori di precisione che mantengono la buona solubilità delle polveri. Miscelano con energia e taglio minimi. Consentono di ottenere una qualità di miscelazione ideale per tutti i solidi in polvere o semisolidi, indipendentemente dalle dimensioni delle particelle, dalla densità apparente o dal contenuto di umidità. Il collaudato principio di miscelazione tridimensionale funziona anche con livelli di riempimento variabili nel miscelatore.