Молекула воды имеет дипольный характер. Он обладает особыми смачивающими и растворяющими свойствами. Когда порошок смачивается водой, частицы стремятся слипнуться. Вода является широко используемым связующим веществом для процессов агломерации. Осушение/осушение требует относительно большого количества энергии.
FAQ: Какие факторы влияют на успешное распределение жидкости в порошке?
Почти во всех областях промышленности по переработке сыпучих материалов порошки смачиваются жидкостью. Этот процесс кажется тривиальным. Но иногда результаты смачивания не удовлетворяют. Могут образоваться комки, жидкость может быть распределена неоднородно, или сыпучий материал может впоследствии иметь плохие текучие свойства.
Помимо вязкости, поверхностное натяжение жидкости оказывает большое влияние на ее распределяемость в порошке. Однако свойства порошков также играют важную роль, если распределение жидкости должно быть успешным.
Насколько жидко-аффинной является поверхность порошка? Какова капиллярность порошка?
Типичный внешний вид различных жидкостей:
a. Низкое поверхностное натяжение
b. Высокое поверхностное натяжение
c. Рефлюксная жидкость
d. Продвижение жидкости
e. Жидкость, впрыскиваемая в область турбулентности распылителя (форсунка с одной субстанцией)
f. Жидкий материал распыляется микротонко, а порошок псевдоожижается (двухсубстанционная форсунка)
Типичный внешний вид различных жидкостей
Низкое поверхностное натяжение
Низкое поверхностное натяжение
Высокое поверхностное натяжение
Высокое поверхностное натяжение
c. Рефлюксная жидкость d. Продвижение жидкости
e. Жидкость, впрыскиваемая в область турбулентности распылителя (форсунка с одной субстанцией) f. Жидкий материал распыляется микротонко, а порошок псевдоожижается (двухсубстанционная форсунка)
частицы с открытыми и закрытыми порами
Капиллярность порошка и поверхностное натяжение жидкости
Если поверхностное натяжение жидкости мало (a), то жидкость стремится самопроизвольно смочить поверхность твердого тела. При этом происходит проникновение в капилляры (5) частицы. Чем выше (b) поверхностное натяжение жидкости, тем меньше она стремится проникнуть в капилляры частиц. То же самое относится и к полостям порошковой смеси. Если поверхностное натяжение велико, то распределение жидкости в порошке возможно только при интенсивном перемешивании и растирании жидкости и частиц.
Однородное смачивание порошка не является тривиальной задачей.
В сухом состоянии (1) порошок присутствует в виде твердовоздушной дисперсии. Полости между частицами неравномерны и постоянно изменяются в процессе смешивания. Если в движущуюся смесь заливается жидкость, то воздух вытесняется из полостей. Жидкость распространяется в виде тонкого жидкого слоя вокруг каждой отдельной частицы. Это адсорбционный слой (1). Жидкость прочно прилипает и может быть удалена только термически. Если содержание жидкости увеличивается во время смешивания, жидкость скапливается в местах контакта частиц в так называемых мостиках и (2) ламелях. Таким образом, начинается агломерация (наращивание-грануляция). По мере увеличения содержания жидкости все большие полости (3) между твердыми частицами заполняются жидкостью. Когда все капилляры, образованные системой частиц, заполняются жидкостью, происходит (4) насыщение. Сыпучий материал превращается в суспензию.
Если поверхностное натяжение жидкости низкое, а сродство между жидкостью и твердым телом особенно высокое, то может происходить так называемая флэш-абсорбция. Имеющаяся жидкость немедленно поглощается твердым телом. Это часто приводит к образованию нежелательных агломератов. Но длительный процесс смешивания вряд ли может улучшить распределение жидкости. В случаях высокого сродства между порошком и жидкостью, добавление жидкости (как показано на рисунке f) должно быть последовательно медленным, дозирование и распыление во время смешивания. Распыление ниже уровня насыпи обычно улучшает самоочистку смесителя.
Система из 1-4 частиц, смачиваемая при смешивании
Различные процессы смачивания могут быть протестированы в техническом центре amixon®.
Вопрос клиента: Сегодня можно удобно анализировать свойства жидкостей и сыпучих материалов. Целесообразно ли по-прежнему проводить практические испытания на смешивание в порошковых смесителях?
Действительно, сегодня мы можем быстро и точно анализировать характеристики жидкостей, а также порошков. Однако, к сожалению, дисперсные системы различных порошков слишком сложны, чтобы смоделировать их смешивание или даже смачивание. В обозримом будущем расчеты будут стоить гораздо дороже, чем практический эксперимент.
В испытательном центре amixon® почти ежедневно применяются самые разнообразные процессы смачивания. Мы будем рады продемонстрировать эти процессы с использованием ваших оригинальных продуктов и впечатляюще показать, как впоследствии выглядят и текут ваши смачиваемые порошки.
Распылитель со специальной насадкой
Санитарная насадка на смесительную камеру для различных жидких форсунок
Режущий ротор, вращающийся с высокой скоростью, взбивает порошок.
Увлажнение порошка может привести к нежелательному загрязнению смесителя
В зависимости от вязкости и липкости жидкости могут образовываться нежелательные налеты. Они могут образовываться на стенках или на инструментах для перемешивания.
Как правило, выгодно, если смесительная камера имеет высокую степень заполнения. Сначала следует засыпать сухие порошковые компоненты. Перемешивание порошковых компонентов является предварительным этапом смачивания. Большое значение имеет способ добавления жидкого материала. В amixon® используются шланги для добавления жидкости, которые выступают в нижнюю часть смесительной камеры. Объемный расход добавляемой жидкости должен основываться на двух параметрах:
- адсорбционная способность порошка
- скорость вращения смесительного инструмента. Чем быстрее течет порошок, тем равномернее распределяется жидкость в порошке.
Отложения и скопления жидких веществ следует избегать любой ценой. Их можно допускать только в исключительных случаях, поскольку они могут привести к серьезным проблемам:
- В конечном продукте отсутствуют те самые жидкие компоненты, которые загрязняют смеситель.
- Их количество может увеличиваться с каждой партией. Они могут отрываться во время смешивания и неконтролируемо загрязнять смесь.
- Адгезии увеличивают трение при смешивании. Происходит непреднамеренный нагрев смеси.
- Сильно прилипшие корки могут блокировать смесительные инструменты.
Оптимальный способ добавления жидкости в процессе смешивания может быть определен путем испытаний в техническом центре amixon®.
© Copyright by amixon GmbH