水分子は双極子を持っている。特殊な湿潤性と溶解性を持つ。粉体を水で濡らすと、粒子はくっつきたがる。水は、凝集プロセスで頻繁に使用されるバインダーである。除湿／乾燥には比較的大きなエネルギーが必要だ。
混合プロセスにおける粉体原料の調湿とその効果
バルク材料加工産業のほとんどすべての分野で、粉体は液体で湿らされる。
このプロセスは些細なことのように思える。加湿の結果が満足のいくものでないこともある。ダマができたり、液体が均質に分散されなかったり、バルク材料の流動性が悪くなったりする。
パウダーの表面はどの程度リキッドアフィンなのか？
粉体の毛細管現象は？
異なる液体の典型的な症状は、まず第一に挙げられる：
- a.低い表面張力
- b.高い表面張力
- c.後退する液体
- d.前に流れる液体
- e.タービュレーターの乱流領域に液体を噴射（単一流体ノズル）
- f.液体物質を微粒子に噴霧し、粉体を流動化させる（2本の噴霧ノズル）。
液体の形状
低い表面張力
低い表面張力
高い表面張力
高い表面張力
c. 後退する液体 d. 前に流れる液体
e. タービュレーターの乱流領域に液体を噴射（単一流体ノズル） f．液体物質を微粒子に噴霧し、粉体を流動化（2本の噴霧ノズル）
開孔と閉孔を持つ粒子
粉体の毛細管現象と液体の表面張力
amixon®テストセンターでは、さまざまな調湿プロセスをテストすることができます。液体の表面張力が低い場合（a）、液体は固体表面を自発的に濡らそうとします。そして粒子の毛細管（5）にも浸透します。液体の表面張力が高ければ高いほど（b）、液体は粒子の毛細管に入り込むことを拒みます。同じことが粉体混合物の空洞にも当てはまります。表面張力が高ければ、液体と粒子が激しく混合され、擦り合わされた場合にのみ、粉体内での液体の分配が可能となります。
粉体の均質な湿潤は些細なことではない。
液体の表面張力が低い場合（a）、液体は固体表面を自然に濡らそうとする。その後、粒子の毛細血管（5）も貫通する。液体の表面張力が高い（b）ほど、液体が粒子の毛細血管に入り込もうとしない。粉体混合物の空洞も同様である。高い表面張力では、液体と粒子が集中的に混合され、擦り合わされた場合にのみ、粉体内での液体の分配が可能となる。
乾燥状態（1）では、粉末は固気分散体として存在する。粒子間の空隙は不均一で、混合中に絶えず変化する。液体がムービングミックスに注入された場合、空洞から空気が排出されなければならない。液体は個々の粒子の周りに薄い液体層として広がる。これは吸着層(1)と呼ばれる。吸着した液体は強固に付着し、熱的にしか除去できない。混合 中に液体含量が増加すると、液体は粒子の接触点に集まり、いわゆるブリッジや(2)ガセットとなる。ガセット液」は粒子同士を結合させることができる。こうして、凝集（ビルドアップ造粒）が始まる。液体含有量が増加すると、固体粒子間の大きな自由空間（3）が液体で満たされる。粒子系によって形成されたすべての毛細管が液体で満たされると、(4)飽和が起こる。バルク材料は懸濁液となる。
液体の表面張力が低く、液体と固体の親和性が特に高い場合、いわゆるフラッシュ吸収が起こりうる。利用可能な液体はすぐに固体に吸収される。このため、しばしば不要な凝集が生じる。しかし、長時間のミキシングプロセスでは、液体の分布はほとんど改善されない。粉末と液体の親和性が高い場合、液体の添加（図fのように）は一貫してゆっくりと行い、混合中に計量し、噴霧する。バルクマテリアルレベルより下にスプレーすることで、通常、ミキサーのセルフクリーニングが向上する。
混合中に調湿される粒子系
amixon®テストセンターでは、さまざまな調湿プロセスをテストすることができます。
今日では、液体やバルク固体の特性を分析することは容易である。ミキサーで実用的なミキシングテストを行うことは、今でも適切なのでしょうか？
実際、今日では液体や粉体の特性を迅速かつ正確に分析することができる。しかし残念なことに、さまざまな粉体の分散系は複雑すぎて、混合や湿潤をシミュレートすることすらできない。当面、計算の労力は実用的な実験よりもはるかに高くつくだろう。
で アミクソン®テクニカルセンターでは、多種多様な湿潤手順がほぼ毎日使用されています。私たちは、お客様のオリジナル製品を使ってこれらのプロセスを実演し、濡れた粉がどのように見え、どのように流れるかを喜んでお見せします。
特殊ノズル付きスプレーランス
様々な液体ノズルに対応するミキシングチャンバー上のサニタリーノズル
高速回転するカッティングローターが粉体を旋回させます。
粉体の湿潤はミキサーの不要な汚染につながります。
液体の粘度や粘着性によっては、不要な付着物が発生することがあります。これらは壁やミキシングツールに付着することもあります。
原則として、ミキシングチャンバーは高充填であることが有利です。乾燥粉末成分を最初に充填する。粉末成分の混合は湿潤の前段階である。液体材料の添加方法は非常に重要である。amixon®では、ミキシングチャンバーの下部に突出する液体添加ランスを使用しています。液体添加の体積流量は、次の2つのパラメーターに基づくべきである：
- 粉体の吸着容量
- ミキシングツールの速度。粉体の流れが速ければ速いほど、液体はより均一に粉体中に分散される。
液体物質の堆積や蓄積は絶対に避けなければならない。これらは大きな問題を引き起こす可能性があるため、例外的な場合にのみ許容されるべきである：
- 最終製品では、ミキサーを汚染する液体成分そのものがなくなってしまいます。
- 最終製品では、ミキサーを汚染する液体成分そのものが欠落する。最終製品では、ミキサーを汚染する液体成分が欠落する。
- 付着物はミキシング中の摩擦を増加させる。ミックスが意図せず加熱される。
- 強く付着したケーキングがミキシングツールを塞ぐことがある。
ミキシング中に液体を添加する最適な方法は、amixon® テクニカルセンターでの試験により決定することができます。
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