水份含量
粉末的水分含量
含水率描述了粉末固体颗粒中或固体颗粒上液体成分的比例。 在大多数情况下,这指的是含水量,但原则上,含水量也可以指其他液体或液体混合物,例如油、溶剂或乳液。 这些液体可以扩散到粉末颗粒中,或是以薄膜或液滴的形式附著在粉末颗粒表面。
技术上,含水率通常定义为液体在潮湿粉末总质量中的质量百分比。 它可以通过设定总质量与完全干燥后的质量之差与总质量的关系来计算。 在制程工程中,水份含量也会根据干燥物质来指定。
- w : 水分含量
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mtotal:湿粉的质量
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mdrym : 干粉的质量
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mmoisture : 液体的质量
实际上,吸附湿气和吸收湿气是有区别的。 吸附湿气位于颗粒表面 - 通常以物理结合的水膜或液体残留物的形式存在。 这种形式的湿气比较容易逆转: 可以通过控制干燥或通风再次去除湿气。 相反,被吸收的湿气会渗透到颗粒结构本身,例如通过微小的孔隙。 这种湿气更难去除,通常需要更长时间或更密集的干燥过程。 因此,湿气去除的可逆性与液体结合的类型密切相关,这是制程设计中的一个重要方面。
粉末的含水量会影响许多制程相关和产品特有的特性。 颗粒的湿润行为在此扮演著重要的角色。 亲水性粉末(如奶粉或纤维素)很容易吸收水分,并迅速与其表面结合。 另一方面,疏水性粉末(如滑石粉、石蜡或矽涂层颗粒)对水的亲和力较低。 这些差异不仅与储存过程中的行为有关,在与液体混合或制粒过程中也是如此。
另一个重要方面是流动性。即使少量水分也会严重改变散装物料的特性。毛细管液桥会在颗粒之间产生粘附力。这会导致团聚、结块或无法控制的压实,从而导致流动性下降。在工业混合或计量过程中,这会严重影响工艺安全性。
储存稳定性也与含水量直接相关。 干燥粉末的保质期通常较长、反应性较低、对温度波动较不敏感。 另一方面,水分会促进微生物活动、加速化学反应或导致结块。 在干燥条件下进行受控储存是非常重要的,尤其是吸湿性粉末。
水份分布在 amixon® 所使用的混合技术中扮演著核心角色:
- 用于柔和地润湿粉末混合物。
- 在真空混合干燥中。 使用 amixon® 进行真空混合干燥通常是合成阶段的最后一个制程步骤。 目的是获得干燥、脱粒的粉末。 这可作为后续合成步骤的模板。
- 此时还应注意的是,过度湿润的粉末可以在抗结块剂的帮助下变得自由流动。 重要的是,粉末状的 「超级吸附剂 」能快速而温和地包覆湿润的粉末颗粒。 这正是 amixon 搅拌器的重要贡献。 amixon搅拌机能够轻柔、快速且精准地搅拌。 在这方面,极少量的抗结剂就已经足够。
无论如何,混合系统必须能够可靠地控制所发生的流量条件变化。