EN AR
اخبار
سه شنبه ۸ مهر ۱۳۹۹ 0

wikishimi.com

ته‌نشینی و رسوب حین انبارش-1

ته‌نشینی و رسوب حین انبارش-1

به منظور حل نمودن یکی از متداول‌ترین مشکلات صنعت رنگ و رزین یعنی ته‌نشینی، ابتدا باید علل و مکانیسم‌های آن‌ها را به خوبی شناسایی نمود.

اختصاصی ویکی‌شیمی: 

 

مقدمه

اکثر رنگ‌ها و جوهرها حاوی ذرات جامد، رنگ‌دانه‌ها و مواد پرکننده هستند. این ذرات جامد در طی فرایند تولید از یکدیگر جداشده و در ماتریس محصول به صورت یکنواخت پراکنده شده‌اند. دو عامل ایجاد ناپایداری در محصول وجود دارد: لخته شدن (چسبیدن ذرات به یکدیگر) و ته‌نشینی ذرات جامد.

 

تعریف ته‌نشینی

ته‌نشینی فرایند فرورفتن ذرات جامد به دلیل جاذبه در طی فرایند انبارش تعریف می‌شود. در حالت شدید، ذرات در کف ظرف نگه داری به یکدیگر متصل شده و به صورت کلوخه، رسوب می‌کنند. این پدیده به شدت نامطلوب در انگلیسی settling نام‌گذاری شده است.

 

اصول ته‌نشینی

 به طورکلی، ذرات جامد موجود در یک مایع به دلیل نیروی جاذبه به پایین کشیده می‌شوند. علت این پدیده این است که بسیاری از جامدات دارای چگالی بالاتر از مایع پیرامونشان هستند. پدیده ته‌نشینی باعث ایجاد مشکلاتی در هنگام ذخیره‌سازی می‌شود. سرعت ته‌نشینی توسط چند پارامتر کنترل می‌شود، که در شکل زیر نشان داده شده است.

 

 

 

 

سرعت ته‌نشینی یک ذره جامد که دارای شکل کروی کامل در یک مایع نیوتنی است، در معادله زیر نشان داده شده است که توسط سر جورج استوکس اثبات شده است. که در این معادله g نماد شتاب گرانش است.

 

مهم‌ترین فاکتور، حاکم بر سرعت ته‌نشینی یک ذره، چگالی ذره یا به عبارت دقیقتر، تفاوت بین چگالی ذره و چگالی مایع پیرامون آن است (ρp - ρl).

فاکتور دوم اندازه است: ذرات بزرگ سریع‌تر از ذرات کوچک فرو می‌روند. سرعت رسوب یک ذره کروی متناسب با مربع شعاع ذره (r2) است. فاکتور سوم ویسکوزیته مایع اطراف (η) است. مایعی با ویسکوزیته کم رسوب سریع‌تر ایجاد می‌کند. این معادله برای ذرات کروی صاف معتبر است. در نتیجه فاکتور چهارم، حاکم بر سرعت غرق شدن یک ذره، شکل ذره است.

 

جلوگیری از ته‌نشینی

به منظور درک اینکه چگونه می‌توان از رسوب جلوگیری کرد، توجه داشته باشید که رسوب‌گذاری عمدتاً مشکلی است که هنگام ذخیره رنگ یا جوهر رخ می‌دهد. در حین ذخیره‌سازی، سیستم بی‌حرکت می‌ماند و نیروی اصلی وارد بر سیستم جاذبه است. تنها راه جلوگیری از غرق شدن ذرات، اطمینان از وجود شبکه فیزیکی سه بعدی در ساختار محصول در هنگام ذخیره‌سازی در سیستم است.

 

شبکه فیزیکی باید آن قدر قوی باشد که تنش تسلیم (yield value  یا yield point  یا yield stress) به مواد بدهد. وقتی ماده دارای تنش تسلیم باشد، این بدان معناست که در هنگام ذخیره‌سازی، در تنش برشی کم، ماده به عنوان یک ماده جامد الاستیک رفتار می‌کند. یعنی ماده در هنگام ذخیره‌سازی دارای گرانروی بی‌نهایت است در نتیجه ذرات جامد منجمد شده و از رسوب جلوگیری می‌شود.

 

 

دیدگاه خود را بنویسید

فرستادن دیدگاه
به کانال ویکی شیمی بپیوندید