Сыпучие твердые вещества трудно поддаются описанию. В технологии порошков используется более 30 параметров. Характеристика сыпучих материалов включает, например, такие свойства, как форма зерен, гранулометрический состав, влажность и насыпная плотность. Однако особое значение имеют также запыленность и текучесть.
Средство против слеживания, вспомогательные добавки для улучшения текучести и сыпучести порошков
Качество порошка или порошковой смеси в первую очередь определяется чистотой и эффективностью ингредиентов. Порошок тем эффективнее, чем больше удельная площадь его поверхности, то есть чем мельче он измельчен. Это означает, что чем мельче он измельчен. Например, небольшого количества красящего пигмента должно быть достаточно для однородного окрашивания нескольких тонн фасадной штукатурки. Небольшого количества смеси специй должно быть достаточно для создания мясного вкуса веганских фрикаделек.
Помимо эффективности порошка/порошковой смеси, важны и вторичные свойства. Например, при промышленной обработке порошков. Когда растворимые смеси для напитков, такие как капучино или чай со льдом, разливаются в пакетики. При фасовке чая в пакетики процесс фасовки происходит на высокой скорости. Порошковая смесь должна быть постоянно свободно текучей и легко дозируемой. Кроме того, смесь должна быть максимально очищена от пыли, иначе герметизация саше не будет успешной.
Порошки можно сделать беспыльными, если их укрупнить до устойчивых агломератов. Тогда они обычно лучше вытекают. Пыль также можно уменьшить путем увлажнения порошков. Однако они текут тем хуже, чем выше влажность. Во многих случаях жидкие компоненты должны быть распределены в смеси. Затем каждая частица должна быть смочена пропорциональным количеством жидкости. Обычно это также ухудшает текучесть порошка. Жидкая фаза способствует сцеплению частиц. Может произойти непреднамеренное налипание.
Форма объемного конуса дает первые подсказки
Существует множество методов определения сыпучести порошков. Для первоначальной оценки можно использовать особенно простой метод. Определяется высота насыпного конуса. Порошок проходит через сито на металлический цилиндр и образует заливной конус. Объемный конус увеличивается до точки, где сила тяжести превышает силы сцепления. Затем частицы соскальзывают друг с друга. Крутизна насыпного конуса дает представление о связности порошка. Плоский конус указывает на хорошую текучесть порошка.
Метод сдвига Дженике - это профессиональный метод измерения свойств потока, когда порошки находятся в состоянии многоосного напряжения (силосная технология).
Простым индикатором поведения потока является угол наклона: a) худшее поведение потока, b) лучшее поведение потока
Кластер частиц перемешивается и смачивается. Количество жидкости увеличивается от 1 до 4
Механизмы связывания в кластерах частиц
Если мы рассмотрим скопление частиц, то гравитация сначала воздействует на каждую отдельную частицу. В нижних слоях эти силы уплотнения распределяются в зависимости от высоты насыпного материала. В то же время частицы развивают силы сцепления друг с другом. Это ван-дер-ваальсовы силы и электростатические взаимодействия. Эти межчастичные силы преобладают над силой сдвига, когда частицы становятся очень маленькими. Кроме того, наличие влаги усиливает действие межпартикулярных сил.
Размер частиц и содержание пыли
Чем больше частиц находится в контакте друг с другом, тем больше межчастичные силы. Силы сцепления возрастают тем больше, чем мельче диспергирован сыпучий материал. Эта корреляция является значительной. Это объясняется тем, что количество контактов частиц обратно пропорционально квадрату размера частиц.
Если окружающий воздух имеет относительную влажность 50% или более, то гидрофильные частицы порошка могут накапливать воду. Это происходит в виде одно- и многомолекулярных адсорбционных слоев. Когда эти адсорбционные слои из нескольких частиц (точка за точкой) касаются друг друга, происходит капиллярная конденсация. Вода образует жидкие мостики и может вызвать особенно большие силы сцепления между частицами. В такой форме могут быть инициированы процессы агломерации. Если необходимо избежать агломерации, то расстояние между частицами порошка должно быть увеличено. Этого можно достичь, если частицы порошка покрыть вспомогательным средством.
Различные размеры частиц позволяют действовать различным механизмам связывания. (1) жидкий мостик; (2) ван-дер-ваальсовы силы, (3) электростатические силы, (4) сила веса
Два средства для придания текучести с различными свойствами: гидрофобное слева, гидрофильное справа.
Что могут сделать вспомогательные средства для потока?
- Улучшено поведение потока
- Склеивание и образование комков исключены
- Порошок кажется более сухим, чем он есть на самом деле
Два различных по действию противослеживающих вещества:
c. светло-голубые частицы смачиваются голубой жидкостью. Жидкий мостик связывает две частицы вместе.
d. после добавления и перемешивания небольшого количества средства для придания текучести, на жидкость наносится покрытие. Вспомогательные средства для потока и жидкие компоненты не имеют сродства друг к другу. Теперь обе частицы отделены друг от друга.
e. коричневые частицы смачиваются бирюзовой жидкостью. Жидкий мостик связывает две частицы вместе.
f. после добавления и перемешивания небольшого количества средства для придания текучести, смачивающая жидкость впитывается. Средства для придания текучести и жидкие компоненты имеют очень высокое сродство друг к другу. Теперь обе частицы отделены друг от друга.
Использование присадок для улучшения текучести рассматривается только в случае ненадежной текучести порошка,
- если автоматизированная обработка порошка затруднена, o
- когда высокопроизводительные упаковочные машины блокируют или
- при выгрузке продукта из силосов, биг-бэгов или блоков контейнеров для сыпучих материалов
- когда сыпучий материал имеет тенденцию к комкованию в состоянии покоя (время застывания).
Добавки для текучести (другое название - добавки против спекания) - это порошки с очень низкой плотностью, которые особенно тонко диспергированы. Это делает их чрезвычайно продуктивными. Их удельная площадь поверхности чрезвычайно высока. Их удельная площадь поверхности велика. Она может составлять более 500 м²/г. Очень небольшие количества могут эффективно покрывать порошкообразные товары. Межчастичные силы уменьшаются, исчезают жидкостные мостики, и товары текут, как положено.
Вспомогательные вещества для текучести, такие как силикат магния, силикат кальция, диоксид кремния (другие названия - силикагель или кремнезем), чрезвычайно чувствительны к давлению и сдвигу. Если они интенсивно смешиваются с сыпучими материалами, их антипригарный эффект теряется. Поэтому вспомогательное средство для потока должно распределяться в сыпучем материале минимально инвазивно, с минимальными затратами энергии. Тем не менее, вспомогательное средство для потока должно покрывать все частицы сыпучего материала.
Добавки для текучести добавляются в сыпучий материал только в пропорции 0,001 или 0,002 процента по весу. Это делает задачу смешивания сложной.
двухвальные смесители amixon® работают особенно эффективно. Смешивающие инструменты вращаются с низкой скоростью. Таким образом, сохраняется структура частиц.
К распределению антислеживающих агентов в сыпучих материалах предъявляются очень высокие требования. Необходимо преодолеть несколько противоречивых целей:
- Если возможно, антислеживающий агент не должен быть заявлен. Это особенно желательно в пищевой промышленности
- Противослеживающие агенты должны использоваться только в минимально малых дозах, например, только 0,001 процента по весу.
- Антислеживатели представляют собой очень легкие порошки. Они имеют тенденцию "плавать" на порошковой смеси.
- Противослеживающие агенты эффективны только в том случае, если они однородно распределены в порошковой смеси
- Структура частиц противослеживающих агентов сложна и чрезвычайно чувствительна. Средства для придания текучести эффективны только в том случае, если они ненапряжены, т .е. не уплотнены и не сдвинуты.
Бережное смешивание
amixon® занимается этими и подобными задачами уже много лет и разработал особенно эффективные решения. смесители amixon® отлично подходят для таких задач смешивания. Сыпучие материалы становятся текучими благодаря использованию минимального количества антислеживающих агентов. Это также происходит, когда партии имеют размер в несколько кубических метров. Эта сложная технологическая задача отлично выполняется в смесителях amixon® в оптимально щадящем режиме, за короткое время перемешивания.
предлагаются испытательные смесители amixon® различных размеров: 10 литров, 100 литров, 400 литров, 1000 литров, 2000 литров и 3000 литров.
двухвальный смеситель amixon® Идеальный, мягкий эффект смешивания при минимальных затратах энергии
Сухая жидкость
Структура поверхности частиц характеризуется наличием множества капилляров. Частицы вспомогательного средства для потока обладают чрезвычайно большой площадью поверхности. В этом отношении средства для придания текучести также могут использоваться для поглощения больших количеств (более чем в сто раз превышающих их собственный вес) жидкости, а также для их постоянного связывания. Это называется "сухие жидкости". Смесители amixon® особенно подходят для производства сухих жидкостей благодаря своему щадящему режиму работы.
Иногда производятся "сухие жидкости" для увлажнения критических порошков и подавления их агломерации. Этот метод смачивания порошка работает без систем распыления жидкости.
Процесс смачивания. Здесь можно увидеть жидкость в состоянии покоя в центре, сухой порошок на краю и медленно прогрессирующее смачивание. Поведение при смачивании текучих добавок совершенно иное. В течение нескольких секунд вся жидкость будет впитана. (Внезапное поглощение).
© Copyright by amixon GmbH