Электростатический заряд

Электростатический заряд — это накопление электрического заряда на поверхности тела без протекания постоянного тока. Типичной причиной является контакт и последующее разделение двух материалов (контактная или трение электростатическая электрификация). При этом электроны переносятся от одного материала к другому: донор электронов становится положительно заряженным, а акцептор электронов — отрицательно заряженным.

Количество заряда тела можно описать с помощью электрического заряда Q:

Q = n · e

• Q: Заряд [кулон]
• n: количество избыточных или недостающих электронов
• e: элементарный заряд (1,602 · 10⁻¹⁹ C)

Соответствующее электрическое поле E зависит от заряда и расстояния. Для точечного заряда в вакууме приблизительно выполняется следующее:

E = (1 / (4 · π · ε_0)) · (Q / r^2)

• E: напряженность электрического поля [В/м]
• ε₀: постоянная электрического поля

• r: расстояние от груза расстояние от груза

   

В промышленной переработке сыпучих материалов электростатический заряд является одной из основных проблем. При транспортировке, дозировании, смешивании и, в особенности, при розливе и упаковке порошков и гранул происходит интенсивный контакт и отделение частиц продукта от частей оборудования (трубопроводов, транспортировочных устройств, смесителей, заправочных горловин, пленочных шлангов). Чем хуже проводимость участвующих материалов и чем суше атмосфера, тем сильнее может заряжаться поток сыпучих материалов.

Опасность заключается не столько в самом заряде, сколько в его внезапной разрядке (электростатическая разрядка, ESD). При превышении достаточно высокой напряженности поля могут возникать искровые разряды. Эти искры могут

• воспламеняют воспламеняющиеся смеси пыли и воздуха или пары растворителей, создавая тем самым опасность взрыва.
• повредить чувствительные датчики или электронные компоненты и
• Кроме того, могут возникать прилипания, образование мостиков или блокировки в транспортных путях, ситах и заправочных горловинах.

При упаковке сыпучих материалов возникает несколько эффектов: продукт трется о упаковочную пленку, пленка трется о плечи формы, тяговые ремни и направляющие ролики, а пакет одновременно часто перемещается с высокой частотой. Это способствует высокому уровню нагрузки. Типичные явления:

• Прилипание частиц порошка к пленке и смотровым окнам,
• «Летающие» легкие частицы при открытии,
• Трудности с точным дозированием, поскольку продукт прилипает к стенкам, сварным швам или датчикам.
• Кроме того, может возникнуть нежелательное притяжение или отталкивание пакетов или лотков.

Для технического воздействия на электростатический заряд имеется несколько регулирующих величин.

• Выбор материала: - использование проводящих или антистатических материалов для деталей, контактирующих с продуктом,
• подходящие почвы 
• Выравнивание потенциалов.
• Кондиционирование воздуха: повышение влажности воздуха в технологическом помещении, как правило, снижает максимально возможную зарядку.
• Процесс: ограничение высоты падения, скорости и энергии удара, а также проектирование отклонителей, входных и выходных отверстий.
• Активная разрядка: ионизационные стержни, вентиляторные ионизаторы или системы отвода используются в области розливных и упаковочных машин, особенно в зоне подачи пленки.