Aglomerat

Co oznacza aglomeracja?

W przetwarzaniu proszków aglomeracja jest definiowana jako proces gromadzenia drobnego materiału w spójne jednostki, takie jak granulki lub granulki. Mówiąc prościej, aglomeracja proszku przenosi drobne, sproszkowane cząstki do grubszego zakresu rozmiarów, który ułatwia obsługę i przechowywanie.

Zasadniczo aglomeracja jest naturalnym procesem towarzyszącym, który zachodzi z różnym stopniem skuteczności podczas przenoszenia lub mieszania i suszenia proszków.

Podczas gdy aglomeracja proszku zmienia wizualny wygląd materiału sypkiego, produkt - z chemicznego punktu widzenia - pozostaje dokładnie taki sam jak przed aglomeracją. Jedyną różnicą jest to, że aglomerowane cząstki są utrzymywane razem przez mechanizmy wiążące, które mogą zmieniać ich gęstość nasypową i sypkość. W zależności od rodzaju procesu aglomeracji, porowatość aglomeratu może się zwiększyć lub zmniejszyć. Aglomeraty, które mają podobny rozmiar i jednolitą porowatość wewnątrz, generalnie dobrze rozpuszczają się i dyspergują w kontakcie z cieczami. Proces ten może odbywać się w sposób nieciągły lub ciągły.

Jak aglomerowany jest proszek?

Wybór odpowiedniego procesu aglomeracji może być trudnym zadaniem. Różne procesy różnią się pod względem kosztów. Istnieją materiały sypkie, które aglomerują się bardzo łatwo, podczas gdy inne są uważane za trudne do aglomeracji i często są mieszane z płynnym spoiwem. Niektóre towary powinny być zagęszczone tak mocno, jak to możliwe w płatki, inne powinny być porowate, łatwo rozpuszczalne i dyspergowalne. Te ostatnie często pochodzą z aglomeratora ze złożem fluidalnym.

Inne procesy aglomeracji to Stoły obrotowe do peletyzacji, rury do peletyzacji, mieszalniki proszków, granulatory z mieszaniem warstw pierścieniowych, brykieciarki i zagęszczarki walcowe lub tabletkarki.

Dzięki dwuwałowemu mieszalnikowi typu: HM firmy ^amixon®, heterogeniczne proszki mogą być zwilżane ciekłymi składnikami i aglomerowane w celu wytworzenia prawie bezpyłowego, sypkiego produktu instant. Aglomerator RMG z mieszaniem pierścieniowym może być stosowany do produkcji jednorodnych okrągłych kulek (granulek) z proszków.

Aglomeracja może wystąpić spontanicznie podczas mieszania. Na przykład, gdy podczas mieszania proszku dodawane są płyny. Zjawisko "aglomeracji" jest jednak często niepożądane. Powoduje ono zbrylanie się proszków i tworzenie grudek. Powoduje to słaby przepływ proszków. Są wtedy trudne do przenoszenia i dozowania. Czasami pomocne może być zastosowanie środków wspomagających przepływ.

Techniki aglomeracji proszków

Istnieją trzy główne procesy przemysłowe aglomeracji cząstek: aglomeracja ciśnieniowa, spiekanie i granulacja złożona.

Aglomeracja ciśnieniowa

W aglomeracji ciśnieniowej proszki lub inne suche cząstki są mechanicznie prasowane do pożądanej formy stałej. Wynikająca z tego siła może mieć różną intensywność: od wytłaczania pod niskim ciśnieniem do walcowania pod wysokim ciśnieniem i zagęszczania stemplami. Aglomeracja ciśnieniowa jest generalnie procesem suchym. Nie ma potrzeby stosowania wilgoci lub środków wiążących. Typowe produkty gospodarstwa domowego wytwarzane w procesie aglomeracji ciśnieniowej obejmują tabletki musujące lub lecznicze, brykiety z węgla drzewnego i żwirek dla kotów.

Spiekanie

Spiekanie, znane również jako fritting, to proces aglomeracji termicznej, w którym atomy dyfundują wewnątrz materiałów. Masy proszkowe są najpierw formowane w taki sposób, aby cząstki proszku były minimalnie spoiste. Podczas spiekania produkty są podgrzewane bez topienia. Jest to zatem metoda szczególnie odpowiednia dla materiałów o bardzo wysokiej temperaturze topnienia. Spiekanie jest zatem często stosowane w metalurgii proszków i ceramice szlachetnej.

Peletyzacja złożona

Granulowanie jest najbardziej wszechstronną metodą aglomeracji i jest zwykle stosowane w produkcji dóbr konsumpcyjnych. Metoda ta polega na szczególnie szybkich obrotach, dzięki czemu cząstki proszku łączą się, tworząc większe, gęstsze cząstki.

Gdy ruch obrotowy komory mieszania popycha proszki do krawędzi, cząstki poruszają się po tej samej ścieżce. W dłuższej perspektywie tworzy to efekt kuli śnieżnej, w którym cząstki stopniowo łączą się i dyfundują do grubszego zakresu rozmiarów. Granulacja narastająca jest zwykle procesem mokrym, w którym dodawana jest wilgoć lub środki wiążące.

Granulacja, peletyzacja, mikropeletyzacja i kondycjonowanie to przykłady powszechnych technik granulacji narastającej. Każdy proces różni się rozmiarem, kształtem, rozkładem wielkości cząstek i jednorodnością wytwarzanych granulek. Mieszalniki przepływowe lub granulatory z mieszaniem pierścieniowym mogą być stosowane jako granulatory mokre lub granulatory. Jeśli wymagane są szczególnie duże aglomeraty, można zastosować aglomerację wieloetapową. W takim przypadku stosuje się tarczę granulacyjną.

Aglomeracja natryskowa i w złożu fluidalnym dla produktów instant

W tym przypadku proszki są dyspergowane i rozpuszczane w cieczy, dzięki czemu mogą być rozpylane przez dyszę. Proces rozpylania odbywa się nad ogrzewaną wieżą suszącą lub rozpylającą. Rozpylone kropelki opadają w dół w gorącym, wirującym powietrzu. Po osiągnięciu dna kropelki wysychają. Podgrzane cząstki proszku mogą opcjonalnie aglomerować z innymi proszkami w pneumatycznym złożu fluidalnym. Wytworzone w ten sposób aglomeraty są zazwyczaj wysoce rozpuszczalne po zmieszaniu z cieczą. Proces ze złożem fluidalnym jest stosowany w wielu obszarach przemysłu spożywczego i farmaceutycznego. "Natychmiastowe" proszki mają niską zawartość pyłu, dobrze płyną i dobrze toną w fazie ciekłej, a także są łatwo dyspergowalne i rozpuszczalne.