Метод смачивания
В технологическом процессе смачивание — это процесс, при котором жидкость покрывает твердые поверхности. Воздух, заключенный между частицами, вытесняется и заменяется жидкостью. Цель — равномерное покрытие всех поверхностей частиц. Смачиваемость зависит от соотношения поверхностных энергий твердого тела, жидкости и газовой фазы. Она характеризуется углом смачивания:
γ_SG = γ_SL + γ_LG · cos(θ)
При этом действует следующее правило: θ < 90° → хорошее смачивание; θ > 90° → плохое смачивание.
- γ_SG = межфазное натяжение «твердое тело–газ»
- γ_SL = межфазное натяжение «твердое тело–жидкость»
- γ_LG = межфазное натяжение жидкость–газ
- θ = угол смачивания
Виды смачивания:
а) Суспензионное смачивание (введение порошков в жидкости). Мелкодисперсный порошок распределяется в жидкой среде с целью получения однородной суспензии или раствора. Необходимо удалить все поры, заполненные воздухом, и разбить агломераты на первичные частицы. В результате получается дисперсия или раствор, пригодный для перекачивания. Для этого используются высокоскоростные смесительные системы, например, системы ротор-статор, режущие роторы или установки с вакуумной подачей. Эти устройства создают высокую плотность энергии, чтобы равномерно обтекать частицы и стабилизировать их.
б) Смачивание с образованием суспензии (нанесение жидкости на порошковые смеси). На сыпучий материал подается заданное количество жидкости. Цель — получить однородную, сыпучую смесь, частицы которой равномерно смачиваются в нужном соотношении. При этом агломераты сохраняются или целенаправленно дезагломерируются. Для этого используются прецизионные смесители для порошков, которые, в зависимости от задачи, осуществляют бережное или интенсивное диспергирующее смешивание и смачивание. При распылительном смачивании жидкость мелко распыляется через форсунки. Размер капель, спектр капель, ориентация форсунок и их положение в смесительной камере определяют однородность и скорость смачивания. Мелкие капли увеличивают вероятность контакта и улучшают покрытие частиц.
Типы процессов: Процессы смачивания могут быть следующими:
- Дискретные периодические процессы, например, смачивание распылением в периодическом смесителе.
- Непрерывные потоковые процессы, например, установки для смачивания порошка с системой «ротор-статор» и вакуумной подачей.
В смесителях amixon® жидкость распыляется мелкими каплями ниже уровня сыпучего материала. Она попадает непосредственно в интенсивный поток частиц и равномерно распределяется в нём. Это сокращает время процесса и повышает однородность. Процессы могут осуществляться как с минимальным воздействием на материал, так и с высокой степенью дезагломерации. Демонстрации и испытания проводятся в технологическом центре amixon®.