Размер капли, создаваемый форсункой, имеет решающее значение в процессах нанесения покрытий. Он влияет на 3 основных показателя:

1. Адгезия. Маленькая капля будет способствовать лучшей адгезии покрытия с поверхностью продукта. Такие капли будут создавать большую площадь контакта и имеют больше шансов достичь и прилипнуть к поверхности изделия. Капли большого размера могут ударяться о поверхность изделия и отскакивать от неё.

2. Испарение. Маленькие капли быстрее испаряются. Это актуально для покрытий на водной основе, так как позволяет покрытию быстрее и эффективнее затвердеть.

3. Равномерность нанесения. Капли небольшого размере формируют более равномерное покрытие. Конечно, каждый поток распыления содержит капли разного размера, но чем меньше их средний размер, тем менее вероятно мы получим неравномерное покрытие продукта. Это особенно важно при распылении в барабане или псевдоожиженном слое, в которых движение целевого продукта, попадающего в распылительный поток, происходит хаотично.

Нанесение покрытия на хлебобулочные изделия
Установка распыления смазки на хлеб на конвейере
Барабан для нанесения покрытия на попкорн
Распыление масла на снеки

Равномерность распределения покрытия при распылении

 

Получить плотное и равномерное покрытие можно, только создав такое же распыление. При проектировании распылительной системы для конвейерной линии нужно подобрать форсунки с правильным углом и рассчитать расстояние между ними, чтобы факелы, пересекаясь, создавали сплошное распыление на изделие. Важно отметить, что распыление плоскоструйными форсунками не будет полностью равномерным по краям, так как у веерных форсунок распределение жидкости по краям факела менее равномерное, чем в центре. И поэтому, для компенсации потерь нанесения покрытия, нужно правильно расставить форсунки и предусмотреть пересечение факелов с их перекрытием по краям.

Но тут важно понимать, что капли в пересекающихся потоках соударяются, что может приводить к агломерации, негативно влияющей на плотность покрытия. Поэтому рекомендуется располагать форсунки под определенным углом, чтобы факелы пересекались, но фактически не соприкасались. Также важно учитывать и рикошет капель, для равномерности нанесения покрытия необходимо форсунки установить не строго вертикально вниз, а с небольшим углом/наклоном по ходу движения конвейера, так чтобы весь рикошет, которым нельзя управлять, улетал на еще не покрытую сторону.

Другой способ компенсации неравномерности распыления – избыточное нанесение покрытия на изделия. Например, если за распыление отвечает только одна форсунка, и продукт проходит под ней, то рекомендуется выбирать форсунку с большим углом, шире, чем само изделие. Таким образом, изделие будет находиться в центре распыления, где более равномерное распыление, чем по краям. Конечно же, недостатком этого метода является излишний расход самого покрытия.

При распылении покрытия в барабане равномерный плотный поток жидкости менее важен. Данный процесс основан на хаотичном движении продукта в барабане, где со временем происходит неоднократный контакт с изделиями (пеллет, таблеток) и адгезия покрытия с продуктом. Здесь важно не допустить излишнего распыления, так как увлажненные изделия могут начать слипаться между собой. То есть нужно добиться того, чтобы изделия проходили через поток покрытия, но при этом не соприкасались с уже обработанными изделиями до полного испарения основы и высыхания. Конечно, при таком хаотичном движении, невозможно на 100% избежать подобной проблемы, но за счет грамотного расположения форсунок можно свести слипание и агломерацию к минимуму.

 

Регулировка параметров распыления покрытий

 

Несмотря на прикладываемые усилия по достижению однородности выпускаемой продукции, в реальности товар в разных партиях может отличаться. Предприятие может выпускать продукцию на основе разных рецептур, но одной формы (например, донаты с начинкой и без), или различия в продукции обусловлены влиянием окружающей среды. Независимо от причин, даже незначительные вариации продукции могут значительно влиять на процесс распыления покрытия и его корректировку.

Возникающая проблема заключается в том, что характеристики распыления зачастую являются зависимыми величинами. Так размер капли, форма факела распыла, расход напрямую зависят от изменения давления распыляемой жидкости. Например, уменьшение давления приведет к увеличении размера капли, что, в свою очередь, скажется на адгезии, испарении основы и равномерности распределения.

Для распыления покрытий, где размер капли критически важен, например, в барабане или псевдоожиженном слое, обязательным условием является выбор форсунки с отдельным подводом воздуха и регулировкой факела распыла (серия Viscomist). Тогда при изменении товарной партии можно будет легко скорректировать размер капли и факел распыла для прежней равномерности покрытия.