Metoda natryskowa do produkcji proszku

Metoda natryskowa to proces technologiczny służący do wytwarzania proszków z roztworów, zawiesin lub stopów. Polega ona na drobnym rozpylaniu cieczy i jej suszeniu lub zestalaniu w strumieniu gazu lub komorze reakcyjnej. W ten sposób powstają cząstki stałe o określonej wielkości i kształcie.

Powszechną metodą rozpylania jest suszenie rozpyłowe. W tym procesie rozpuszczalnik odparowuje, a kropelki wysychają w strumieniu gorącego gazu. Struktura cząstek może być porowata lub zwarta. W przypadku granulacji rozpyłowej łączy się proces rozpylania z aglomeracją w celu uzyskania większych granulek. Podczas topienia rozpyłowego kropelki stopu natychmiast zestalają się, tworząc cząstki stałe.

Procesy natryskowe umożliwiają uzyskanie wąskiego rozkładu wielkości cząstek. Wpływają one na morfologię, porowatość i strukturę powierzchni. Dzięki temu można precyzyjnie regulować płynność, rozpuszczalność i reaktywność. Znajdują one zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym, akumulatorowym i tworzyw sztucznych.

Empiryczne wzory przybliżone dotyczące wielkości cząstek: od kropli do cząstek proszku: Gdy kropla zawierająca substancję stałą wysycha i przekształca się przy tym „bez strat” w cząstkę, w przybliżeniu obowiązuje następująca zależność:

d_p ≈ d_d⋅ (ϕ_s)^1/3

• dpist – średnica cząstek
• dd to średnica kropli
• ϕs to objętościowy udział substancji stałej w kropli

W przypadku roztworów o stężeniu ws często stosuje się wzór przybliżony:

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

• ρₛ to gęstość ciała stałego
• ρₗ to gęstość cieczy