La dispersión es un proceso importante en muchas industrias: la producción de salsas, mermeladas y medicamentos a menudo requiere dispersar ingredientes crudos; la preparación de champús, adhesivos y pinturas requiere dispersión para mezclar diferentes productos químicos; Además, en industrias avanzadas como las baterías y los nanomateriales, también es necesario un paso de dispersión en materiales como el carbono o la cerámica antes de su posterior procesamiento. Entonces, ¿cuál es exactamente el principio de dispersión y cómo operan las máquinas de dispersión contemporáneas en esas industrias?

El proceso de dispersión implica llevar uno o más estados de la materia (líquido, sólido o gaseoso), conocido como fase dispersante, a otro estado de la materia (generalmente líquido), conocido como fase continua, de manera uniforme, rápida y eficiente; Normalmente, cada fase es inmiscible con la otra, pero cuando actúa una fuerte energía externa sobre estas fases, se pueden mezclar en una fase homogeneizada.

Cuando funciona una máquina dispersora, su rotor que gira rápidamente genera un fuerte impulso con su alta velocidad tangencial y frecuentes impactos mecánicos; dentro del estrecho espacio entre el rotor y el estator, las materias primas reciben fuerzas combinadas del corte mecánico e hidráulico, la extrusión centrífuga, el impacto físico y el desgarro, la turbulencia del líquido y más; Este proceso luego produce suspensiones (sólido/líquido), emulsión (líquido/líquido) y espumas (gas/líquido). Como resultado de la dispersión, las fases sólida, líquida y gaseosa inmiscibles se transforman instantáneamente en una mezcla unificada y estable. Si es necesario, el proceso de dispersión se puede repetir en ciclos para obtener productos aún más finos y de mayor calidad.

 

Proceso de dispersión de alto cizallamiento en línea

1. Cuando la materia prima ingresa a la entrada, es succionada hacia la cámara de trabajo del dispersor bajo la fuerza centrífuga generada por el rotor que gira rápidamente.

2. La fuerte fuerza centrífuga atrae radialmente la materia prima hacia el estrecho espacio entre el rotor y el estator; la fuerza centrífuga, extrusión, impacto y más fuerzas actúan conjunta y simultáneamente sobre el material, provocando que sea triturado y dispersado en la primera etapa.

3. A medida que el borde exterior del rotor gira a una velocidad lineal de al menos 15 m/s y como máximo 40 m/s, fuertes fuerzas de cizallamiento mecánico e hidráulico, fricción hidráulica, impacto y desgarro actúan simultáneamente sobre el material, lo que hace que se disperse adecuadamente. A medida que se reduce el tamaño de las partículas del material, se descarga radialmente desde el espacio y, después de una o más veces de procesamiento cíclico, finalmente se completa el proceso de dispersión, emulsificación y homogeneización.

4. Alternativamente, la máquina podría contener un segundo grupo de conjunto rotor-estator operando simultáneamente, de modo que después de que el material se descargue del primer conjunto, ingrese inmediatamente al segundo conjunto para ser cizallado nuevamente; también puede haber un tercer conjunto rotor-estator que sirva para el mismo fin: dispersar, emulsionar, homogeneizar una vez más el material. Una máquina de este tipo que contiene tres etapas de rotor y estator es capaz de completar eficazmente el proceso de dispersión en el menor tiempo posible.

 

Factores que pueden influir en los resultados de la dispersión:

-Forma de trabajo (por lotes o continua);

-Etapas y velocidades de corte del cabezal de trabajo;

-Estructura dental del cabezal de trabajo (por ejemplo, gruesa, moderada, fina, ultrafina, etc.);

-Tiempo de permanencia y dispersión del material dentro de la cámara de trabajo;

-Número de ciclos.