Las 7 propiedades de los polvos que debes conocer

Una de cada dos fábricas del mundo maneja polvos. Cada polvo tiene sus propias características que determinan su calidad final. Estas características pueden ser biológicas, químicas o físicas. Además de sus propiedades intrínsecas (composición, tamaño de las partículas, densidad, morfología, etc.), el comportamiento de un polvo es también el resultado de las interacciones que tiene con su entorno, especialmente con el aire (humedad, temperatura, tasa de ventilación). Por último, la forma de manipular el polvo influirá en su actitud y fluidez (propiedades de embalaje, carga electrostática, morfología de la superficie...).

Cualquiera que sea su sector industrial (alimentación, química, química fina, construcción, tratamiento de aguas, energía), un análisis previo meticuloso de su polvo es, por tanto, un paso esencial para obtener resultados perfectos.

Palamatic Process detalla en 7 puntos las principales propiedades de los polvos en su conjunto, para darle las claves necesarias para su calificación. 

El tamaño de las partículas de un polvo abarca tanto su forma como su distribución granulométrica. La ciencia que mide el tamaño de un polvo se llama distribución del tamaño de las partículas. Es una característica importante porque tiene consecuencias en las demás propiedades funcionales del polvo (densidad, fluidez, solubilidad...).

Es importante distinguir dos nociones de masa/densidad:

• La densidad aparente, también conocida como "densidad aparente", es una medida de la masa de varias partículas de un gránulo o polvo dividida por el volumen total que ocupan
• La densidad, también conocida como densidad de masa, es la relación entre la masa de un volumen de material y ese volumen de material. 

La densidad de un polvo, también conocida como "densidad aparente", es la densidad de las partículas sólidas a granel en forma de polvo, incluidos los espacios entre los sólidos (lecho de partículas). Se expresa en kilogramos por metro cúbico: kg.m³.

La densidad es un dato esencial porque determinará el tamaño necesario de los equipos y contenedores (tolvas, silos, big bags, sacos) de un proceso industrial. Si es alto, reducirá el coste del transporte calculado en función del volumen (Pisecky, 1980). También afecta a las propiedades funcionales de los propios polvos, especialmente a sus propiedades de hidratación.

La capacidad de un polvo para fluir bien es un parámetro importante a tener en cuenta antes de cualquier operación de acondicionamiento, vaciado, transferencia, almacenamiento, dosificación o mezcla, ya que si el polvo es difícil de fluir, puede formar grumos que pueden dañar ciertos equipos.

Por lo tanto, es necesario estudiar previamente el tipo de flujo de su polvo. Para ello, existen varios métodos de evaluación de la fluidez de los polvos: medición del ángulo de reposo, ensayos de sedimentación (índice de Hausner, ensayos de sedimentación dinámica o de compresión), ensayos de comparación de la sedimentación, etc. El ensayo de Jenike permite cuantificar las propiedades de fluidez de un polvo mediante la determinación de puntos de rotura que definen por sí mismos un lugar de fluidez.

Estas pruebas pueden utilizarse para definir los diámetros mínimos de flujo, el grado de inclinación de las tolvas, el acabado superficial necesario, la instalación de ayudas al flujo si es necesario, etc. Más información sobre la calificación de sus polvos.

Un polvo higroscópico es un polvo que tiende a retener la humedad del aire, ya sea por absorción o por adsorción. Un polvo no se considera higroscópico si su porcentaje de higroscopicidad es inferior al 10%. Entre los polvos higroscópicos más conocidos, podemos citar la leche en polvo/lactosa, el cloruro de calcio, el sorbitol, la sosa, el óxido de magnesio...

Si el contenido de humedad de un polvo es demasiado alto, puede causar problemas con el flujo del polvo al formar aglomerados y potencialmente bloquear el equipo de transferencia en la línea. En este caso, debe establecerse un proceso de deshumidificación previo para evitar la creación de grumos.

La solubilidad de un polvo, que consiste en disolver un polvo en otra sustancia para formar una mezcla homogénea, influirá en determinados procesos industriales en los que se pretende incorporar el polvo a una fase acuosa.

La solubilidad de un polvo se ve afectada por muchos parámetros como la viscosidad, la temperatura del aire, el tamaño de las partículas...

La humectabilidad de un polvo es el tiempo necesario para que todo el polvo pase por la interfaz aire/agua sin agitación. En otras palabras, la humectabilidad de un polvo ilustra su capacidad de absorber agua en su superficie. La humectabilidad de un sólido, como el polvo, con respecto a un líquido suele caracterizarse por el ángulo de contacto líquido-sólido.

La humectación dependerá de varios factores como la presión, la temperatura, la higrometría para una determinada combinación líquido-sólido.

El grado de humectabilidad de un polvo puede verse influido por el tamaño de sus partículas, su densidad, la presencia de aire, etc.

Esta es una propiedad importante cuando el polvo se utiliza como ingrediente en un proceso. Este es el caso, sobre todo, de las bebidas instantáneas.

Palamatic Process ha imaginado una línea de proceso dedicada para la mezcla rápida de su polvo en un líquido mediante una incorporación forzada.

La dispersabilidad es la facilidad para disolver un polvo en agua bajo agitación. Varios factores afectan a la dispersabilidad de los polvos: el tamaño de las partículas, la temperatura del aire de salida, el contenido de proteínas, etc.

Sectores como el de las bebidas instantáneas o la nutrición infantil buscan polvos con alta dispersabilidad para la fabricación de sus productos.

Nuestros expertos están a su disposición para calificar y probar sus polvos en nuestro laboratorio de polvos con el fin de adaptar lo mejor posible la solución de proceso correspondiente a sus necesidades (definición de los diámetros mínimos de flujo, grado de inclinación de las tolvas, estado de la superficie, granulometría...). Póngase en contacto con nosotros para su proyecto.

Descubra todas las características técnicas de los polvos más utilizados y las aplicaciones de Palamatic Process asociadas. 

Fuente: Innovations Agronomiques 13 (2011).