تشریح تشکیل فراکتال تراکم در مخلوط کن برش کم

سه ماده خام دانه ای: کائولن، سلولز میکروکریستالی و فسفات کلسیم که معمولاً در مناطق مختلف صنعتی استفاده می شود، به طور مستقل با آب مقطر خیس و مخلوط می شوند. سپس تجمع در یک میکسر برش کم تجزیه و تحلیل می شود. اندازه گیری گرانولومتری آگلومراها (د₂₅، د₅₀و د₇₅) و پارامترهای هیدروبافتی (کسر حجمی جامد، درجه اشباع و محتوای آب) حاصل از فرآیند خیس کردن/اختلاط انجام می شود. بعدها بر روی نمودار فازی به نام نمودار هیدروبافتی رسم می شوند. این مطالعه اطلاعات تکمیلی در مورد توصیف سنتی تراکم به ارمغان می آورد: (1) مرحله اول هسته زایی نشان دهنده مرحله ای است که در طی آن الگوهای رشد فراکتال (هسته ها) ساخته می شوند، (ii) مرحله دوم رشد با ادغام ثابت شد که مطابق بایک رفتار ساختاری فراکتالدر شرایط برشی کم، این مشاهدات تجربی با توصیف کلاسیک تراکم تا آنجا که هیچ پدیده ادغام در طول ادغام مشاهده نمی شود، در تضاد است.

معرفی

دانه بندی مرطوب فرآیندی است که به طور گسترده انجام می شود و شامل تجمع ذرات پودر به منظور افزایش اندازه و/یا شکل دادن به آنها در آگلومراها است. این تغییرات تعدادی مزیت مانند (i) کاهش تولید گرد و غبار، (ب) افزایش جریان پذیری، (iii) افزایش چگالی ظاهری، (IV) کاهش در پدیده تفکیک را ارائه می دهد. به منظور افزایش بازده صنعتی و کنترل کیفیت محصول نهایی، بسیاری از نویسندگان به مکانیسم های تشکیل آگلومراها در حین ورز دادن علاقه مند شدند. کمی کردن پارامترهای فرآیند و فرمولاسیون که بر ساختار و رشد آگلومرا تأثیر می گذارند یک چالش است.

خیساندن پودرها منجر به تشکیل آگلومره های مرطوب می شود که می تواند به عنوان مونتاژ ذرات اولیه جامد توصیف شود که توسط نیروهای منسجم به دلیل پل های مایع (نیروهای مویرگی و چسبناک) به یکدیگر می چسبند. در حال حاضر ، سه مکانیسم اصلی برای توصیف رشد آنها حفظ شده است [1]: (i) خیس شدن و هسته ، (ب) همبستگی و رشد و در آخر (iii) جذابیت و شکستگی. هر یک از این مکانیسم ها توسط خصوصیات پودر ، ماهیت مایع اضافه شده و پارامترهای مربوط به فرآیند ورز دادن تعدیل می شوند. شوالیه [2] از پیچیدگی این ساختارهای جمع شده که از عناصری که قبلاً توسط تجمع بدست آمده اند ، تأکید می کند. برخی از نویسندگان [2] ، [3] با مطالعه تکامل تخلخل فله بستر در طول رشد آگلومره ، کار خود را بر این جنبه متمرکز کردند.

هدف از این کار ارائه توضیحات ماکروسکوپی منسجم از پارامترهای گرانولومتریک و هیدرو بافتی آگلومره ها در هنگام خیس کردن و ورز دادن در یک میکسر برشی کم است. خواص هیدرو بافتی اندازه گیری شده ، کسر حجم جامد ، میزان آب و درجه اشباع است. این پارامترها بر روی یک نمودار فاز ترسیم شده است ، به نام نمودار هیدرو بافتی ، که توسط Ruiz و همکاران تعریف شده است.[4]این نمودار فاز یک مسیر دقیق تر از تجمع را نشان می دهد. برای هر محتوای آب ، ترکیبی از اندازه آگلومره ها و کسر حجم جامد منجر به توصیف رشد آگلومره ها بر اساس یک ساختار فراکتال می شود.

قطعه قطعه

پیش زمینه نظری

آگلومره های مرطوب رسانه های چند فاز هستند که به عنوان یک ماتریس جامد اشباع شده یا اشباع نشده توسط یک فاز مایع توصیف می شوند. کسر حجم جامد و درجه اشباع مایع دو پارامتر اساسی برای شناسایی رفتار مکانیکی آنها هستند [5]. با استرس کاربردی ، اگر حجم آنها شناخته شده باشد ، دو پارامتر می توانند وضعیت هیدرو بافتی آگلومره ها را توصیف کنند. این پارامترها عبارتند از: کسر حجم جامد (ϕ) و میزان آب آنها (W) یا درجه (های) اشباع. این آخرین نسبت

مواد و روش ها

مواد اولیه انتخاب شده برای این مطالعه عبارتند از سلولز میکروکریستالی (Vivapur 102-Jrs) ، کائولین (کوپر) و دیباسی کلسیم فسفاتز دهیدرات (Callipharm). سلولز میکروکریستالی یک پودر پلیمری است که معمولاً در فرمولاسیون دارویی برای گرانول مرطوب استفاده می شود. فسفات کلسیم کائولین و دیبازیک به دلیل ماهیت معدنی و اندازه کوچکتر ذرات آنها در مقایسه با سلولز انتخاب شدند. تمام این مواد اولیه در طی قابل توجهی متورم یا حل نمی شوند

نتایج تجربی ، مدل و بحث

شکل 1 ، شکل 2 ، شکل 3 به ترتیب ، برای سه ماده اولیه ، تغییرات در حالت متوسط را با توجه به میزان آب آنها نشان می دهد.

در حین خیس شدن مخلوط پودر ، جنبه متوسط به طرز چشمگیری تغییر می کند. با افزودن قطره های مایع خیس اول و تأثیر استرس برشی ، آگلومره های کوچک ظاهر می شوند. توضیحات عمارت سنتی به نام "هسته" این ساختارها به دست آمده در ابتدای خیس شدن [1] ، [12]. با افزایش مقدار آب ،

نتیجه

در حین جمع شدن مرطوب پودرها در یک میکسر برشی کم ، تکامل پارامترهای گرانولومتریک و هیدرو بافتی آگلومره ها در هنگام خیس شدن برای سه محصول مختلف مورد بررسی قرار گرفت. کسر حجمی جامد ، درجه اشباع و میزان آب در مقیاس جمع آوری اندازه گیری شد. این پارامترها بر روی یک نمودار فاز ترسیم شده اند ، به نام نمودار هیدرو بافتی که نشان دهنده مسیر توضیح آگلومره ها است.

این مطالعه آزمایشی امکان مشاهده آن را با هم فراهم می کند