Aglomeración
Básicamente, la aglomeración es un proceso natural acompañante que tiene lugar con distinta eficacia durante la manipulación o la mezcla y el secado de polvos.
Aunque la aglomeración de polvos cambia el aspecto visual de los materiales a granel, el producto -químicamente hablando- sigue siendo exactamente igual que antes de la aglomeración. La única diferencia es que las partículas aglomeradas se mantienen unidas por mecanismos de unión, y su densidad aparente y fluidez pueden cambiar como resultado. Dependiendo del tipo de proceso de aglomeración, la porosidad del aglomerado puede aumentar o disminuir. Los aglomerados que tienen un tamaño similar y una porosidad uniforme en su interior suelen tener un buen comportamiento de disolución y dispersión cuando entran en contacto con líquidos. El proceso puede ser discontinuo o continuo.
¿Cómo se aglomera el polvo?
Elegir un proceso de aglomeración adecuado puede ser una tarea difícil. Los diferentes procesos varían en cuanto a su coste. Hay materiales a granel que se aglomeran muy fácilmente, otros se consideran difíciles de aglomerar y a menudo se les añade un aglutinante líquido. Algunos materiales deben compactarse lo más densamente posible en copos, otros deben ser porosos, fácilmente solubles y dispersables. Estos últimos suelen proceder del aglomerador de lecho fluidizado.
Otros procesos de aglomeración son: Mesas giratorias de granulación, tubos de granulación, mezcladores de polvo, granuladores de mezcla de capas anulares, prensas de briqueteado y compactadores de rodillos o prensas de comprimidos.
Con el mezclador de doble eje tipo HM de amixon®, los polvos heterogéneos pueden humedecerse con componentes líquidos y aglomerarse para producir un producto instantáneo casi sin polvo y de fácil flujo. Con el aglomerador de mezcla de capa anular tipo RMG, se pueden producir perlas redondas uniformes (pellets) a partir de polvos polvorientos.
La aglomeración puede producirse espontáneamente durante la mezcla. Por ejemplo, cuando se añaden líquidos durante la mezcla de polvos. Sin embargo, el fenómeno de la aglomeración suele ser indeseable. Hace que los polvos se bloqueen y se aglutinen. Hace que los polvos fluyan mal. Por tanto, son difíciles de transportar y dosificar. A veces, el uso de ayudas a la fluidez puede ayudar.
Técnicas de aglomeración de polvos
Existen tres técnicas industriales principales para la aglomeración de partículas: la aglomeración por presión, la sinterización y la granulación por acumulación.
Aglomeración por presión
En la aglomeración por presión, el polvo u otras partículas secas se presionan mecánicamente hasta conseguir la forma sólida deseada. La fuerza resultante puede variar en intensidad: desde la extrusión a baja presión hasta el laminado a alta presión o la compactación con punzón. La aglomeración por presión suele ser un proceso seco. No se requiere, o apenas se requiere, humedad o aglutinantes. Entre los productos domésticos más comunes fabricados por aglomeración a presión se encuentran las pastillas efervescentes o medicinales, las briquetas de carbón vegetal y la arena para gatos.
Sinterización
La sinterización, también conocida como fritura, es un proceso de aglomeración térmica en el que los átomos se difunden dentro de los materiales. Las masas de polvo se moldean primero para que haya una cohesión mínima entre las partículas de polvo. En la sinterización, los productos se calientan sin fundirlos. Por tanto, es especialmente adecuado para materiales con un punto de fusión muy alto. Por ello, la sinterización se utiliza a menudo en la pulvimetalurgia y la cerámica fina.
Granulación incorporada
La granulación incorporada, también llamada granulación, es el método más versátil de aglomeración y se utiliza normalmente en la fabricación de bienes de consumo. Este método implica una rotación especialmente rápida para permitir que las partículas de polvo se combinen en partículas más grandes y densas.
A medida que el movimiento de rotación de la cámara de mezcla empuja los polvos hacia los bordes, las partículas se mueven por el mismo camino. A la larga, esto crea un efecto de bola de nieve en el que las partículas se combinan y difunden gradualmente hasta alcanzar un tamaño más grueso. La granulación por acumulación suele ser un proceso húmedo en el que se añade humedad o aglutinantes.
La granulación, la peletización, la micropelletización y el acondicionamiento son ejemplos de técnicas comunes de granulación por acumulación. Cada proceso difiere en el tamaño, la forma, la distribución del tamaño de las partículas y la uniformidad de los gránulos producidos. Los mezcladores de flujo o los granuladores de mezcla en anillo pueden utilizarse como granuladores o peletizadores en húmedo. Si se desean aglomerados especialmente grandes, se puede utilizar la aglomeración en varias etapas. A continuación se utiliza una placa de granulación.
Aglomeración por pulverización y lecho fluidizado para productos instantáneos
En este caso, los polvos se dispersan y disuelven en un líquido de forma que puedan pulverizarse a través de una boquilla. El proceso de pulverización tiene lugar sobre una torre de secado o de pulverización calentada. Las gotas pulverizadas se hunden hacia abajo en el aire caliente y arremolinado. Una vez que llegan al fondo, las gotas se secan. Las partículas de polvo calentadas pueden aglomerarse opcionalmente con otros polvos en un lecho fluidizado neumático. Los aglomerados producidos de este modo suelen ser fácilmente solubles cuando se mezclan con líquido. El proceso de lecho fluidizado se utiliza en muchos campos de la industria alimentaria y farmacéutica. Los polvos "instantáneos" tienen poco polvo, fluyen bien y se hunden bien en la fase líquida, además de ser fácilmente dispersables y solubles.