Struktura ziarna

Struktura cząstek jest kluczowym zagadnieniem w technologii materiałów sypkich. Cechy jakościowe wysokiej klasy proszków opierają się na następujących kryteriach: właściwości płynięcia, brak pyłu i możliwość dozowania. W wyniku aglomeracji cząstki pierwotne łączą się w większe ziarna bez zmiany ich składu chemicznego. W ten sposób powstają ziarna o określonej wytrzymałości i porowatości. Istnieją różne procesy aglomeracji. Aglomeracja stosowana jest między innymi w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, w wydobyciu surowców, w chemii i w technologii materiałów budowlanych.

Jako spoiwo preferowana jest woda. Sprzyja to różnym mechanizmom. Najpierw powstają mostki cieczowe, które podczas suszenia przechodzą w stałe połączenia. W układach rozpuszczalnych w wodzie występuje dodatkowo mechanizm zeszklenia. Powierzchnie cząstek ulegają częściowemu rozpuszczeniu podczas zwilżania. Po odparowaniu wody pozostaje amorficzna, szklista warstwa, która działa jak klej. Efekt ten może tworzyć bardzo stabilne aglomeraty, ale sprawia również, że materiały są wrażliwe na wilgoć.

Aglomeracja służy nie tylko poprawie właściwości użytkowych proszków. Kontroluje również reaktywność, powierzchnię i rozpuszczalność. W zależności od przebiegu procesu powstają gęste lub porowate struktury, które można dostosować do konkretnego zastosowania. Inżynierowie procesowi wykorzystują nowoczesne mieszalniki i granulatory, aby precyzyjnie regulować wielkość i stabilność cząstek.

Specjalną formą struktury cząstek jest powlekanie. Dzięki powlekaniu cieczami lub substancjami stałymi można wiązać pył, chronić substancje czynne lub precyzyjnie regulować profile uwalniania. Często powlekanie służy również jako ochrona przed wilgocią lub utlenianiem. Decydujące znaczenie ma równomierne tworzenie warstwy, które można osiągnąć tylko dzięki kontrolowanemu przepływowi w procesie.

Struktura cząstek to zatem znacznie więcej niż tylko zgrubienie proszków. Aglomeracja i powlekanie tworzą wartość dodaną poprzez ulepszone właściwości produktu i dodatkowe korzyści funkcjonalne. Dla inżynierów procesowych ustanowienie stabilnego procesu aglomeracji może być czasami bardzo trudnym wyzwaniem. Najczęściej preferowany jest ciągły proces aglomeracji. Granulatory mieszające z pierścieniową warstwą firmy amixon GmbH mogą aglomerować prawie wszystkie rodzaje proszków. Zazwyczaj osiągają one jednolitą średnicę cząstek. W każdym przypadku konieczne są próby w centrum technicznym, aby uzyskać dobre wyniki.