Metoda zwilżania

W inżynierii procesowej zwilżanie oznacza proces, w którym ciecz pokrywa powierzchnie ciał stałych. Powietrze uwięzione między cząstkami zostaje wyparte i zastąpione cieczą. Celem jest równomierne pokrycie wszystkich powierzchni cząstek. Zwilżalność zależy od stosunku energii powierzchniowej między ciałem stałym, cieczą i fazą gazową. Opisuje się ją za pomocą kąta zwilżania:

γ_SG = γ_SL + γ_LG · cos(θ)

Obowiązuje zasada: θ < 90° → dobre zwilżenie; θ > 90° → słabe zwilżenie.

• γ_SG = napięcie międzyfazowe między ciałem stałym a gazem
• γ_SL = napięcie międzyfazowe ciało stałe–ciecz
• γ_LG = napięcie międzyfazowe ciecz–gaz
• θ = kąt zwilżania

Rodzaje zwilżania: 

a) Zwilżanie w zawiesinie (wprowadzanie proszków do cieczy). Drobnoziarnisty proszek jest rozprowadzany w cieczy w celu uzyskania jednorodnej zawiesiny lub roztworu. Należy usunąć całe powietrze z porów i rozbić aglomeraty na cząstki pierwotne. W rezultacie powstaje dyspersja lub roztwór nadający się do pompowania. W tym celu stosuje się systemy mieszania o wysokim ścinaniu, na przykład systemy rotor-stator, wirniki tnące lub urządzenia z podawaniem próżniowym. Urządzenia te generują wysokie gęstości energii, aby równomiernie otaczać cząstki i je stabilizować.

b) Zwilżanie zawiesinowe (nakładanie cieczy na mieszanki proszkowe). Materiał sypki jest poddawany działaniu określonej ilości cieczy. Celem jest uzyskanie jednorodnej, płynnej mieszanki, której cząstki są równomiernie zwilżone w odpowiednim stopniu. Aglomeraty pozostają nienaruszone lub są celowo rozbijane. Stosuje się precyzyjne mieszalniki proszkowe, które w zależności od zadania mieszają i zwilżają delikatnie lub intensywnie. W przypadku zwilżania natryskowego ciecz jest drobno rozpylana przez dysze. Wielkość kropel, rozkład wielkości kropel, ustawienie dysz i ich położenie w komorze mieszania decydują o jednorodności i szybkości zwilżania. Drobne krople zwiększają prawdopodobieństwo kontaktu i poprawiają pokrycie cząstek.

Rodzaje procesów: Procesy zwilżania mogą obejmować:

• Procesy dyskontynuacyjne typu wsadowego, np. zwilżanie natryskowe w mieszalniku wsadowym.
• Procesy ciągłe typu inline, np. instalacje do zwilżania proszku z układem wirnik-stator i podawaniem próżniowym.

W mieszalnikach proszkowych amixon® ciecz jest drobno rozpylana poniżej poziomu materiału sypkiego. Trafia ona bezpośrednio do intensywnego strumienia cząstek, gdzie zostaje równomiernie rozprowadzona. Pozwala to skrócić czas procesu i poprawić jednorodność. Procesy te można prowadzić w trybie wyjątkowo delikatnym lub w trybie intensywnego rozbijania aglomeratów. Prezentacje i próby odbywają się w centrum technicznym amixon®.