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Aglomeración húmeda continua mediante tecnología de mezcla instantánea

La aglomeración se puede definir como un proceso de aumento de tamaño de partícula en el que las partículas de polvo fino se unen para formar masas grandes, relativamente permanentes en las que las partículas originales todavía son identificables.

Estos aglomerados tienen una estructura abierta gruesa y un tamaño medio de partícula que varía desde 0.1 hasta algunos milímetros. El proceso usa agitación en presencia de la proporción requerida de una fase líquida u otros agentes aglutinantes y normalmente va seguido de un secado por evaporación.

Por Stewart Bryan, Gerente Comercial, Hosokawa Micron Limited, Runcorn, Cheshire

Stewart Bryan, Gerente Comercial, Hosokawa Micron Limited

Por Stewart Bryan, Gerente Comercial, Hosokawa Micron Limited

Las aplicaciones para el mezclado instantáneo se encuentran, por ejemplo, donde la disolución, dispersión y humectación rápidas son importantes en el uso final del producto. Los polvos adecuados para el procesamiento con este proceso incluyen la mayoría de los polvos solubles en agua, incluidos azúcares, mezclas de leche en polvo y productos químicos solubles en agua.

Beneficios

El objetivo de cualquier proceso de ampliación de tamaño de partícula es producir de forma fiable partículas que presenten las propiedades de uso final requeridas: eliminación de polvo simple, partículas de ingeniería de tamaño específico, forma, densidad y velocidad de disolución o compresibilidad.

Aglomeración de mezcla instantánea

La aglomeración de mezcla instantánea es un método de aglomeración húmeda. Esto significa que el proceso requiere polvos y un líquido que típicamente incluye mezcla, secado, acondicionamiento, reducción de tamaño, clasificación de tamaño y transporte de material.

Mezcla

La aglomeración por mezclado instantáneo maximiza el control de las condiciones de mezclado que dan lugar a la producción de gránulos uniformes formados "perfectamente". Con una intensidad de mezcla de alto nivel, la aglomeración de mezcla instantánea proporciona una humectación uniforme de las partículas y un crecimiento uniforme de las partículas.

Debido a que el aglomerado húmedo recién formado es maleable, las partículas se deforman fácilmente. Por lo tanto, es importante que la residencia en el mezclador sea limitada; 0.2 segundos a un máximo de unos pocos segundos.

Los polvos saturados exhiben características de flujo extremadamente pobres que pueden causar bloqueo del mezclador. Un mezclador autolimpiador ofrece la respuesta. Sin embargo, la limpieza insuficiente del material de la pared puede dar lugar a características del producto no homogéneas y no homogéneas que, en la solicitud, se presentan como productos "sinkers" o no disueltos, no dispersados.

Los líquidos se introducen típicamente cerca del extremo de alimentación del aglomerador. La corriente de alimentación de líquido se puede atomizar usando aire; también se puede inyectar vapor. El mezclador en sí puede proporcionar la atomización mecánica restante para dispersar el fluido.

Acondicionamiento

El producto mezclado y aglomerado se descarga directamente en un acondicionador, típicamente un secador, para estabilizar el aglomerado. Debido a la naturaleza maleable del gránulo húmedo, la manipulación física afectará la calidad final del producto, tamaño, forma, densidad, etc. Se deben considerar cuidadosamente otros métodos de manipulación mecánica a la luz de las cualidades deseadas del producto final.

Las opciones para un procesamiento adicional después del paso de aglomeración húmeda incluyen:

El secado

Cuando no se requiere más calibrado y se requiere un gránulo dispersable con área superficial máxima para productos que incluyen productos químicos o bebidas instantáneas, se prefiere el secado en lecho fluidizado, proporcionando una fuerza mecánica mínima y una velocidad de secado máxima. Los gránulos húmedos se suspenden y rodean con aire de secado.

El secador de lecho fluidizado clasifica eficazmente las partıculas que devuelven finos al aglomerador para la rehumectación, dando como resultado un producto libre de polvo.

Enfriamiento

El enfriamiento estabiliza los gránulos maleables.

Formado

El proceso de mezcla instantánea es más eficiente para producir un aglomerado fino en el rango de 100 μm a 1000 μm. Debido al proceso de formación instantáneo, los aglomerados son grupos de partículas más pequeñas.

Debido a la superficie irregular, el presente aglomerado tendrá más área de superficie que un gránulo sólido "regular" - propiedades que ayudan a la dispersabilidad, disolución rápida y compresibilidad del aglomerado. Sin embargo, si se requiere una forma más definida, se puede realizar un proceso de formación secundario antes del acondicionamiento.

Aglomeración húmeda continua

APLICACIÓN: BEBIDAS DE CHOCOLATE

El consumo de cacao en las bebidas de chocolate ha aumentado considerablemente en las últimas décadas. Esto se debe principalmente a que se han desarrollado productos que facilitan la transformación del cacao en polvo en bebidas calientes y frías.

Estos productos deben tener propiedades instantáneas. El producto final se juzga según los siguientes criterios:

  • densidad aparente
  • Color
  • Fluidez
  • Humectabilidad
  • Sinkability
  • Dispersibilidad
  • Homogeneidad del producto, sin segregación
  • Tiempo de disolución en líquidos calientes o fríos
  • Apariencia

PROCESO DE AGLOMERACIÓN

Antes de que tenga lugar la aglomeración real, todos los componentes pulverulentos deberán mezclarse. Esto se puede hacer de diferentes maneras, la elección de las cuales depende de la capacidad de producción. Para una capacidad de producción entre 500 y 1000 kg / h, la forma más práctica es premezclar todos los componentes en polvo en una mezcladora cónica Vrieco Nauta.

Después del premezcla, la mezcla se alimenta a una tolva de almacenamiento intermedio. Desde esta tolva, la mezcla se alimenta al aglomerador Flexomix, en la proporción correcta mediante un alimentador de peso constante.

Para la aglomeración con agua, generalmente se necesita 2 - 8% de agua. Este es un parámetro importante para influir en el tamaño de grano del producto. El tamaño de grano del cacao instantáneo generalmente está entre 300 y 600 μm.

El uso de agua en combinación con vapor otorga características especiales de calidad en el producto final. Los emulsionantes y sabores se podrían disolver en agua usando un tanque de premezcla líquida. Parte del azúcar también se puede disolver en el agua, lo que influye en el efecto instantáneo.

Los gránulos húmedos caen directamente del Flexomix en el Secador Fluidbed. Se sopla aire de secado caliente a través de las placas base perforadas. La temperatura del aire de secado y la temperatura máxima del producto durante el secado son factores muy importantes para la calidad y el sabor del producto final.

Después de pasar la sección de secado del lecho fluido, el producto se transfiere a la sección de enfriamiento en la misma cama. Dependiendo del comportamiento del producto final, el enfriamiento se realiza con aire ambiente o aire acondicionado.

El aire de soplado se limpia con un filtro (ciclón y a) y se agota. El polvo separado se recoge en una pequeña tolva o se transporta directamente a la línea de embalaje, junto con el producto en tamaño.

Después de enfriar, el producto se descarga del Secador Fluidbed y pasa un tamiz para eliminar cualquier partícula sobredimensionada que pueda estar presente. La sobremedida se tritura continuamente y se agrega a la corriente de producto final. La corriente total del producto final se alimenta a una tolva de almacenamiento desde donde se transporta a las líneas de empaque.

La planta de aglomeración total está controlada por un sistema SCADA como interfaz de operador.

Informador de la industria de procesos

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