Essiccazione sottovuoto di paste di pigmenti e coloranti: preservare tonalità e qualità delle particelle

I panelli di pressa di pigmenti e coloranti vengono essiccati sottovuoto per proteggere colore e dimensione delle particelle: il punto di ebollizione più basso consente di essiccare la carica a una temperatura che evita variazioni di tonalità e agglomerati duri, e il recipiente chiuso trattiene polvere e solvente. La macchina giusta dipende dal panello: un essiccatore a pale, a rastrello o a dischi per le paste umide, un essiccatore verticale a piastre per la polvere sciolta e un essiccatore a tamburo con raschiatore per le paste dense essiccate in continuo in scaglie.

Contesto rapido: perché i pigmenti sono difficili da essiccare

Un pigmento si vende per colore, potere colorante e disperdibilità, non solo per la secchezza. L'essiccazione può danneggiare tutte e tre.

• Variazione di tonalità. Molti pigmenti organici e coloranti cambiano tinta o perdono intensità se mantenuti troppo caldi, o se cambia la forma cristallina.
• Agglomerati duri. Quando l'acqua lascia un panello di pressa, le particelle si legano nei punti di contatto. Essiccata troppo in fretta o troppo calda, la polvere forma grumi duri che non si disperdono nell'uso finale.
• Polvere. La polvere di pigmento secca è fine, leggera e facilmente aerodispersa. Contano le perdite di movimentazione e l'esposizione dell'operatore.
• Fase appiccicosa e plastica. Molti panelli di pressa attraversano, tra pasta e polvere, una fase gommosa che si attacca alle pareti e agli agitatori.
• Solvente. Alcuni pigmenti sono umidi di solvente oltre che d'acqua, il che rende un sistema chiuso sottovuoto la scelta più sicura.

L'essiccazione per conduzione sottovuoto affronta direttamente questi problemi. Per la fisica del perché il vuoto consente di essiccare una carica a bassa temperatura, vedere punto di ebollizione dell'acqua sottovuoto. Per la scelta complessiva della macchina, vedere apparecchiature di essiccazione sottovuoto: come scegliere in base al materiale.

L'aspetto del panello di pressa decide l'essiccatore

Gli essiccatori a rastrello, a pale e a dischi di SINOTHERMO indicano un intervallo di fonte di calore di 50–200 °C, e l'essiccatore a piastre una fonte di calore inferiore a 200 °C. Sono intervalli della fonte di calore, non temperature del prodotto; il prodotto resta vicino al punto di ebollizione al vostro livello di vuoto finché c'è liquido libero.

Controllare la tonalità

La tonalità si protegge controllando la temperatura del prodotto e il tempo a temperatura, non con il nome della macchina.

1. 1.Trovare la temperatura sicura per il colore. Eseguite una piccola prova di laboratorio: essiccate campioni a più temperature e confrontate tonalità e intensità con il riferimento. La temperatura più alta senza variazione misurabile è il vostro limite.
2. 2.Impostare il vuoto a partire da quel limite. Usate la tabella pressione–punto di ebollizione per scegliere una pressione assoluta il cui punto di ebollizione sia inferiore al limite.
3. 3.Dosare il calore a stadi. Iniziate con una fonte di calore moderata finché la carica è umida, poi regolate quando il prodotto si scalda nella fase a velocità decrescente, in cui la sua temperatura sale verso quella della fonte di calore.
4. 4.Controllare il punto finale. La sovraessiccazione spreca energia e può indurire gli agglomerati. Fermatevi all'umidità specificata dal cliente.

Controllare agglomerati e granulometria

• Agitazione dolce. Un'agitazione lenta e costante rinnova la superficie senza schiacciare né spalmare. Un essiccatore a doppio cono ruota senza agitatore nel prodotto.
• Evitare di stressare la superficie. Una parete molto calda su un panello di pressa umido forma una crosta che intrappola umidità e poi si rompe in grumi duri. Iniziate con il fluido riscaldante moderato.
• Pianificare la disgregazione. Alcuni pigmenti vengono macinati dopo l'essiccazione. Decidete se seguirà una macinazione, perché cambia quanta agglomerazione potete tollerare.
• Controllare la granulometria prima e dopo. Misurate la distribuzione granulometrica sui campioni essiccati, non solo l'umidità.

Scegliere tra pale, rastrello, dischi e tamburo con raschiatore per i pigmenti

Le tre macchine agitate condividono un principio (superficie riscaldata più agitazione sottovuoto) ma differiscono per superficie di riscaldamento e movimentazione.

• Essiccatore a rastrello. Il rastrello lento rivolta la carica contro il mantello riscaldato. È la macchina più semplice e adatta ai panelli di pressa non troppo appiccicosi e dove non serve la massima produttività.
• Essiccatore a pale. Pale cave a cuneo portano il fluido riscaldante e aggiungono superficie di conduzione oltre al mantello, quindi l'essiccazione è più rapida che in un essiccatore a rastrello. Una buona prima scelta per i panelli di pressa appiccicosi.
• Essiccatore a dischi. I dischi cavi aggiungono ancora più superficie di riscaldamento; la pagina del prodotto descrive un'efficienza di riscaldamento superiore a quella degli essiccatori a rastrello o a pale per molti materiali. Molto adatto a cariche più grandi dove conta il tempo di ciclo; vedere essiccatore sottovuoto a dischi: essiccazione con dischi cavi per paste.
• Essiccatore a tamburo con raschiatore. Un processo continuo in film sottile. Si adatta a paste dense di grande volume il cui prodotto può uscire in scaglie e poi essere macinato. Il prodotto è esposto al calore per poco tempo, il che può aiutare con coloranti sensibili al calore, ma il film deve staccarsi pulito dal tamburo, quindi una prova pilota è importante.

In caso di dubbio, l'essiccatore a pale è il punto di partenza abituale per una prova pilota, e il risultato indica se passare a un essiccatore a dischi o a tamburo.

Cosa misurare in una prova di essiccazione di pigmenti

Una prova è più utile quando si decide in anticipo cosa misurare. Per pigmenti e coloranti, l'elenco abituale è:

1. 1.Umidità e sostanze volatili in più momenti, per costruire la curva di essiccazione.
2. 2.Colore (differenza di colore rispetto a un riferimento, intensità e tonalità) dopo l'essiccazione.
3. 3.Distribuzione granulometrica prima e dopo l'essiccazione.
4. 4.Disperdibilità nel mezzo d'uso finale, dove emergono gli agglomerati.
5. 5.Densità apparente e livello di polvere della polvere essiccata.
6. 6.Tempo di ciclo e profilo di vuoto e di riscaldamento utilizzato.
7. 7.Qualità del condensato, se il trattamento delle acque reflue è un problema.

Concordate limiti di accettazione per ciascuno prima dell'inizio della prova. In questo modo è il risultato a decidere la macchina, non l'opinione.

Polvere e contenimento

L'essiccazione sottovuoto è un processo chiuso. La polvere essiccata resta nel recipiente fino allo scarico, e non c'è un grande flusso d'aria di scarico che porti via pigmento fine. Per coloranti tossici o sensibilizzanti, è un notevole vantaggio per la sicurezza dell'operatore. Pianificate il percorso di scarico, per esempio uno scarico chiuso in un contenitore o in un mulino, in modo che il vantaggio non si perda nell'ultimo passaggio.

Solvente e acque reflue

Se il panello di pressa contiene solvente, un condensatore lo cattura per il recupero, il che è più economico e sicuro che scaricarlo in aria. Per i panelli di pressa acquosi, il condensato è acqua che può contenere fini o colorante disciolto; trattatelo come acqua reflua e tenetelo separato dall'acqua pulita. Il sistema del vuoto deve avere un condensatore e un filtro antipolvere tra il recipiente e la pompa; vedere dimensionamento di pompa del vuoto e condensatore per essiccatori sottovuoto. SINOTHERMO può fornire l'essiccatore come linea completa con sistema del vuoto, condensatore, unità di riscaldamento o raffreddamento e comandi.

Un esempio svolto

I numeri sono illustrativi, non dati di clienti.

Un panello di pressa di pigmento organico con il 60 % di umidità viene essiccato a lotti. Il pigmento cambia tonalità sopra i 90 °C nella prova di laboratorio, e il cliente finale vuole meno dell'1,5 % di umidità. L'essiccatore è a livello del mare.

1. 1.Limite di temperatura: 90 °C dà un obiettivo di punto di ebollizione sicuro ben al di sotto, come 60-70 °C, che corrisponde a circa 20-30 kPa di pressione assoluta.
2. 2.Macchina: il panello di pressa è inizialmente appiccicoso e umido, quindi una macchina agitata come un essiccatore sottovuoto a pale o a dischi è la scelta naturale.
3. 3.Fonte di calore: una temperatura moderata di acqua calda o olio diatermico all'inizio, aumentata poi se la tonalità lo consente.
4. 4.Punto finale: essiccare fino all'umidità specificata e fermarsi; scaricare attraverso un percorso chiuso verso il mulino.

I valori reali dipendono dal pigmento, quindi il passo successivo è sempre una prova.

Scale-up e costanza tra i lotti

Gli acquirenti di pigmenti si aspettano che ogni lotto corrisponda al precedente, quindi la ricetta di essiccazione deve essere ripetibile. Registrate per ogni lotto profilo del vuoto, temperatura del fluido riscaldante, velocità di agitazione, livello di riempimento e umidità del punto finale, e mantenetele uguali nel passaggio da pilota a produzione. La superficie di scambio termico per chilogrammo di carica cambia con la scala, quindi il tempo di ciclo non scala linearmente; stimatelo con i dati pilota e confermatelo nei primi lotti di produzione. Tenete fisso il livello di riempimento, perché un riempimento diverso cambia sia il tempo di essiccazione sia la storia termica del pigmento, e con essa la tonalità.

Cosa inviare con una richiesta di offerta

• Tipo e chimica del pigmento o colorante, e se è organico o inorganico
• Umidità del panello di pressa ed eventuale solvente; umidità obiettivo
• Temperatura massima sicura del prodotto e come è stata determinata
• Dimensione del lotto o portata
• Requisiti di granulometria o disperdibilità
• Limiti di tossicità o di esposizione alla polvere
• Fonte di calore e acqua di raffreddamento disponibili

Errori comuni da evitare

1. 1.Essiccare a temperatura fissa senza una prova di tonalità.
2. 2.Surriscaldare la parete mentre il panello è umido, formando una crosta.
3. 3.Sovraessiccare oltre l'umidità obiettivo.
4. 4.Ignorare la polvere allo scarico. Un essiccatore chiuso seguito da uno scarico aperto perde il vantaggio.
5. 5.Dimenticare il trattamento del condensato.
6. 6.Scegliere la macchina da catalogo senza una prova pilota.

Provare prima di specificare

Il comportamento del pigmento è specifico di ogni grado. SINOTHERMO esegue prove pilota a pagamento, così potete verificare tonalità, agglomerati e tempo di essiccazione sul vostro panello di pressa. Richiedete una prova pilota. I risultati sono vostri e utilizzabili con qualsiasi fornitore. SINOTHERMO costruisce e vende apparecchiature e non offre essiccazione per conto terzi.

Domande frequenti

Come si essiccano le paste di pigmenti?

I panelli di pressa si essiccano di solito in essiccatori a conduzione sottovuoto con agitazione, come quelli a pale, a rastrello o a dischi, o in continuo su un essiccatore a tamburo con raschiatore. La polvere sciolta può essere rifinita in un essiccatore a piastre o a doppio cono sottovuoto.

Perché essiccare i pigmenti sottovuoto?

Il vuoto abbassa il punto di ebollizione, quindi la carica si essicca a temperatura più bassa. Questo protegge tonalità e intensità, e il recipiente chiuso trattiene polvere e solvente.

Come evito agglomerati duri nel pigmento essiccato?

Evitate una parete molto calda su panello umido, usate un'agitazione dolce, fermatevi all'umidità obiettivo e pianificate disgregazione o macinazione se serve.

Un essiccatore sottovuoto può recuperare il solvente da un panello di pressa di pigmento?

Sì. Un condensatore cattura il vapore di solvente per il recupero.

A quale temperatura devo essiccare un pigmento?

Dipende dal pigmento. Trovate in laboratorio la temperatura più alta senza variazione di tonalità, poi impostate il vuoto in modo che il punto di ebollizione sia inferiore.

SINOTHERMO può fornire una linea completa?

Sì. Possiamo fornire l'essiccatore con sistema del vuoto, condensatore, unità di riscaldamento o raffreddamento e comandi.

SINOTHERMO offre essiccazione per conto terzi?

No. SINOTHERMO costruisce e vende apparecchiature di essiccazione e offre prove pilota a pagamento.