Молекула воды обладает дипольным характером. Он обладает особыми смачивающими и растворяющими свойствами.
Факторы, обеспечивающие эффективное увлажнение порошка в процессе смешивания
Практически во всех областях промышленности, связанных с переработкой сыпучих материалов, порошки смачиваются жидкостями.
Этот процесс кажется тривиальным. Иногда результаты увлажнения оказываются неудовлетворительными. Могут образовываться комки, жидкость может распределяться неоднородно, а сыпучий материал впоследствии может иметь плохие текучие свойства.
Насколько жидкая и аффинная поверхность порошка? Какова капиллярность порошка?
Типичные проявления различных жидкостей - это, прежде всего, их характер:
a. Низкое поверхностное натяжение
b. Высокое поверхностное натяжение
c. Обратный поток жидкости
d. Продвижение жидкости
e. Жидкость впрыскивается в зону турбулентности завихрителя (однофлюидное сопло)
f. Жидкость распыляется микротонко, а порошок псевдоожижается (двухсубстанционная форсунка)
Различные проявления жидкостей
Низкое поверхностное натяжение
Низкое поверхностное натяжение
Высокое поверхностное натяжение
Высокое поверхностное натяжение
c. Обратный поток жидкости d. Продвижение жидкости
e. Жидкость впрыскивается в зону турбулентности завихрителя f. Жидкость распыляется микротонко, а порошок псевдоожижается
Капиллярность порошка и поверхностное натяжение жидкости
Если поверхностное натяжение жидкости низкое (a), то жидкость стремится самопроизвольно смочить твердую поверхность. Капилляры (5) частицы также проникают внутрь. 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, распределение жидкости в порошке возможно только при интенсивном смешивании и растирании частиц.
Поперечное сечение двух частиц с открытыми и закрытыми порами
Однородное смачивание порошка не является тривиальной задачей.
В сухом состоянии (1) порошок присутствует в виде твердовоздушной дисперсии. Полости между частицами неравномерны и постоянно меняются в процессе смешивания. Если в движущуюся смесь наливается жидкость, воздух должен быть вытеснен из полостей. Жидкость распределяется в виде тонкого жидкого слоя вокруг каждой отдельной частицы. Он называется адсорбционным слоем (1). Адсорбированная жидкость прочно прилипает и может быть удалена только термическим путем. Если в процессе смешиваниясодержание жидкости увеличивается, она собирается в местах соприкосновения частиц в так называемые мостики и (2) фермы. Жидкость ласточкина может связывать частицы вместе. Это позволяет начать агломерацию(гранулирование с наращиванием). По мере увеличения содержания жидкости все большие свободные пространства (3) между твердыми частицами заполняются жидкостью. Когда все капилляры, образованные системой частиц, заполняются жидкостью, происходит насыщение (4). Сыпучий материал превращается в суспензию.
Если поверхностное натяжение жидкости низкое, а сродство между жидкостью и твердым телом особенно велико, может происходить так называемая флэш-абсорбция. Имеющаяся жидкость немедленно поглощается твердым веществом. Это часто приводит к образованию нежелательных агломератов. Но длительный процесс смешивания вряд ли сможет улучшить распределение жидкости. В случае высокого сродства между порошком и жидкостью, жидкость следует добавлять (как показано на рисунке f) с постоянной медленной скоростью, дозировать и распылять во время смешивания. Распыление ниже уровня сыпучего материала обычно улучшает самоочистку смесителя.
Система частиц, смачиваемая во время смешивания
Различные процессы смачивания можно протестировать в техническом центре amixon®.
В настоящее время можно легко анализировать свойства жидкостей и сыпучих материалов. Целесообразно ли по-прежнему проводить практические испытания на смешивание в миксерах?
Теперь мы можем быстро и точно анализировать характеристики жидкостей и порошков. Однако, к сожалению, дисперсные системы, состоящие из различных порошков, слишком сложны для моделирования их смешивания или даже увлажнения. В обозримом будущем вычислительные работы будут стоить гораздо дороже, чем практические испытания.
В amixon® технический центр практически ежедневно используется широкий спектр процессов смачивания. Мы с удовольствием продемонстрируем вам эти процессы на примере ваших оригинальных продуктов и покажем, как выглядят и текут ваши увлажненные порошки.
Распылитель со специальной насадкой
Санитарное соединение на смесительной камере для различных жидкостных форсунок
Режущий ротор, вращающийся с высокой скоростью, взбивает порошок.
Увлажнение порошка может привести к нежелательному загрязнению смесителя
В зависимости от вязкости и липкости жидкости может возникнуть нежелательная адгезия. Они могут образовываться на стене или на инструментах для смешивания.
Как правило, выгодно, если камера смешивания имеет высокую степень заполнения. Сначала следует засыпать компоненты сухого порошка. Смешивание компонентов порошка является предварительным этапом смачивания. Большое значение имеет способ добавления жидкого материала. Необходимо избегать больших перепадов концентрации. amixon® использует дозаторы для добавления жидкости, которые выступают в нижнюю часть смесительной камеры. Объемный расход добавляемой жидкости должен основываться на двух параметрах:
- Адсорбционная способность порошка
- Скорость работы инструментов для смешивания. Чем быстрее течет порошок, тем равномернее распределяется в нем жидкость.
Необходимо любой ценой избегать отложений и налипания жидких веществ. Их следует допускать только в исключительных случаях, поскольку они могут привести к серьезным проблемам:
- В конечном продукте отсутствуют именно те жидкие компоненты, которые загрязняют миксер.
- С каждой партией количество отходов может увеличиваться. Они могут раствориться во время смешивания и неконтролируемо загрязнить смесь.
- Адгезии увеличивают трение при смешивании. Смесь нагревается непреднамеренно.
- Сильно прилипшая корка может заблокировать инструменты для перемешивания.
Оптимальный способ добавления жидкости при смешивании может быть определен в результате испытаний в техническом центре amixon®.
© Copyright by amixon GmbH