Influencia de la geometría de la boquilla y la escalabilidad en la ruptura de gotas de aceite en el paso de atomización durante el secado por pulverización de emulsiones
Autores: Höhne, Sebastian; Taboada, Martha L.; Schröder, Jewe; Gomez, Carolina; Karbstein, Heike P.; Gaukel, Volker
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Influencia de la geometría de la boquilla y la escalabilidad en la ruptura de gotas de aceite en el paso de atomización durante el secado por pulverización de emulsiones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Secado por atomización
Tamaño de las gotas de aceite
Geometría del atomizador
Dimensiones de la boquilla
Eficiencia de encapsulación
Tasas de cizallamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El secado por pulverización de emulsiones de aceite en agua es una técnica de encapsulación muy extendida. El tamaño de las gotas de aceite (ODS) impacta significativamente en la eficiencia de encapsulación y en otras propiedades del polvo. El ODS se establece comúnmente en un valor específico durante la homogeneización, asumiendo que permanece sin cambios a lo largo del proceso, lo cual a menudo es inexacto. Este estudio investigó el impacto de la geometría del atomizador y las dimensiones de la boquilla en la ruptura de las gotas de aceite durante la atomización utilizando atomizadores de presión-rotación. El objeto de la investigación fueron boquillas que difieren en la forma en que se pone en movimiento el líquido, así como diferentes dimensiones de puerto de entrada y orificio de salida. Los resultados indican que el área del puerto de entrada de la boquilla puede tener un impacto significativo en la ruptura de las gotas de aceite, con valores de x90,3 de la distribución del tamaño de las gotas de aceite que disminuyen de 5.29 a 2.30 um con una disminución del área de entrada de 2.0 a 0.6 mm. Se mostró una buena escalabilidad de los hallazgos de la escala piloto a la escala industrial utilizando boquillas más grandes. Un modelo teórico simplificado, que busca predecir el ODS como función de las tasas de corte calculadas, mostró un razonable acuerdo con los datos experimentales para diferentes presiones de atomización con coeficientes de determinación de hasta 0.99. Sin embargo, no pudo predecir el impacto de diferentes dimensiones de boquilla, probablemente debido a cambios en las características del flujo. Estos resultados sugieren que la historia de estrés de las gotas de aceite podría tener una influencia mayor de lo esperado. Se necesitarán más estudios que consideren otras zonas de alto estrés además del orificio de salida.
Descripción
El secado por pulverización de emulsiones de aceite en agua es una técnica de encapsulación muy extendida. El tamaño de las gotas de aceite (ODS) impacta significativamente en la eficiencia de encapsulación y en otras propiedades del polvo. El ODS se establece comúnmente en un valor específico durante la homogeneización, asumiendo que permanece sin cambios a lo largo del proceso, lo cual a menudo es inexacto. Este estudio investigó el impacto de la geometría del atomizador y las dimensiones de la boquilla en la ruptura de las gotas de aceite durante la atomización utilizando atomizadores de presión-rotación. El objeto de la investigación fueron boquillas que difieren en la forma en que se pone en movimiento el líquido, así como diferentes dimensiones de puerto de entrada y orificio de salida. Los resultados indican que el área del puerto de entrada de la boquilla puede tener un impacto significativo en la ruptura de las gotas de aceite, con valores de x90,3 de la distribución del tamaño de las gotas de aceite que disminuyen de 5.29 a 2.30 um con una disminución del área de entrada de 2.0 a 0.6 mm. Se mostró una buena escalabilidad de los hallazgos de la escala piloto a la escala industrial utilizando boquillas más grandes. Un modelo teórico simplificado, que busca predecir el ODS como función de las tasas de corte calculadas, mostró un razonable acuerdo con los datos experimentales para diferentes presiones de atomización con coeficientes de determinación de hasta 0.99. Sin embargo, no pudo predecir el impacto de diferentes dimensiones de boquilla, probablemente debido a cambios en las características del flujo. Estos resultados sugieren que la historia de estrés de las gotas de aceite podría tener una influencia mayor de lo esperado. Se necesitarán más estudios que consideren otras zonas de alto estrés además del orificio de salida.