Adição de pó. A adição de pó apresenta uma variedade de problemas que dependem do fato de o pó ser solúvel, insolúvel ou hidratante.
Os problemas com a adição de pó solúvel geralmente corrigem-se automaticamente à medida que o pó se dissolve, embora possam ser necessários tempos de mistura prolongados. Toda dissolução requer algum tempo adicional; as partículas de dissolução lenta podem exigir tempos de mistura de minutos a, no extremo, horas. O tempo necessário para dissolver os pós depende principalmente da solubilidade e do tamanho das partículas, e menos da intensidade da mistura, desde que as partículas estejam suspensas. Pós insolúveis e pós hidratantes podem formar aglomerados ou caroços que requerem processamento intenso para quebrar e dispersar.
Uma dificuldade de adição de pó é fazer com que o pó umedeça completamente. O umedecimento envolve tanto as propriedades superficiais das partículas quanto a tensão superficial do líquido. As características elétricas de superfície de alguns pós os tornam hidrofóbicos, por isso não se molham bem com água. Isso pode exigir a mudança do material, se possível, ou pré-tratamento do material para alterar suas propriedades umectantes. Alterar a tensão superficial do líquido, talvez adicionando um surfactante, pode melhorar as características de umedecimento do líquido e tornar a adição do pó mais fácil. O tamanho da partícula também afeta o umedecimento.
Partículas maiores têm maior probabilidade de penetrar na superfície do que partículas finas. Partículas finas e partículas de baixa densidade tendem a flutuar na superfície do líquido, tornando a adição de pó extremamente difícil.
A taxa de adição e o movimento da superfície podem piorar ou melhorar a adição de pó. Muitos pós precisam ser adicionados lentamente o suficiente para que tenham tempo de serem umedecidos e incorporados ao líquido. Alguns espessantes hidratantes, como polímeros celulósicos, precisam ser adicionados rapidamente, enquanto o fluido ainda é de baixa viscosidade e turbulento para auxiliar na adição e dispersão do pó. Portanto, um equilíbrio deve ser alcançado entre a adição rápida e lenta para obter a melhor e mais completa mistura. O controle da taxa de adição pode exigir mais do que apenas uma instrução que afirma "adicione lentamente". Só porque existe uma especificação para a taxa de adição não significa que o processo seja sempre executado de acordo. Para controlar a taxa de adição, uma porção do pó pode ser adicionada, seguida de mistura por um período prolongado, antes de mais pó ser adicionado.
O movimento da superfície deve ser suficiente para umedecer as partículas individualmente na superfície ou levá-las rapidamente da superfície para a região de intensa mistura próxima ao impulsor. Um vórtice modesto na superfície pode ajudar a mover o líquido pela superfície. Um vórtice profundo puxará o ar para o líquido. Um vórtice forte é provavelmente um sinal de má mistura (como discutido mais tarde).
Os espaços entre as partículas de pó são preenchidos com ar. Adicionar qualquer pó a um líquido tem o potencial de adicionar bolhas de ar. Uma vez que as bolhas de ar estão em um líquido, especialmente um líquido viscoso, pode ser difícil removê-las.
A melhor maneira de resolver um problema de bolhas em um líquido é limitar sua formação ou evitar que elas entrem no líquido em primeiro lugar. Para reduzir a entrada de ar e a formação de bolhas, evite respingos na superfície de um impulsor parcialmente submerso e certifique-se de que um vórtice profundo não alcance um impulsor. Algumas adições de pó requerem equipamento especial de mistura em linha para combinar e dispersar rapidamente os pós em um fluxo líquido. Adicionar pós sob vácuo é difícil, mas pode ser a única maneira de reduzir as bolhas em um produto viscoso.
Emulsificação. A emulsificação é quase uma arte, pois envolve tanto a intensidade da mistura quanto o uso de agentes de estabilização.
A maioria das emulsões é uma combinação de uma fase oleosa e uma fase aquosa, uma dispersa na outra. No entanto, algumas emulsões envolvem mais de duas fases líquidas ou a presença de pós dispersos. Se as gotículas da fase dispersa forem pequenas o suficiente, a dispersão não se separará, especialmente se um surfactante estiver presente para atuar como um estabilizador. Produtos comuns como maionese, tinta látex e loção para a pele são emulsões.
Em geral, uma mistura mais intensa pode reduzir a quantidade de estabilizador necessária, ou mais estabilizador pode reduzir a intensidade de mistura necessária para formar uma emulsão. A formação da emulsão quase sempre requer uma mistura de alto cisalhamento, geralmente fornecida por pás de impulsor especiais. Em alguns casos, uma lâmina dentada operando em alta velocidade é suficiente para formar uma emulsão. Em outros casos, é necessário um misturador rotor-estator.
Para formar uma emulsão estável, a fase dispersa deve ser impedida de coalescer, o que requer a criação de área de superfície e tensão superficial suficientes entre as gotículas imiscíveis e a fase líquida contínua. As diferenças entre as viscosidades das duas fases podem alterar o processo e complicar ainda mais a formação de uma emulsão. Como a viscosidade é uma função da temperatura e toda a potência adicionada por um misturador eventualmente se transforma em calor, a temperatura e a viscosidade podem mudar durante o processo de emulsificação.
Observação cuidadosa e compreensão dos fatores que afetam uma emulsão são necessários para melhorar um processo de emulsificação. A emulsão final freqüentemente terá uma viscosidade mais alta do que qualquer um dos dois líquidos imiscíveis. As propriedades e estabilidade da emulsão podem ser o resultado do processo desejado.