Os cientistas desvendam o quebra-cabeça da ‘castanha-do-pará: como as maiores nozes podem chegar ao topo?

Os cientistas capturaram pela primeira vez a complexa dinâmica do movimento das partículas em um material granular, ajudando a explicar por que nozes mistas costumam ser vistas coletando castanhas-do-pará grandes. As descobertas podem ter um grande impacto nas indústrias que lutam com eventos como o farmacêutico e a mineração.

Muitas pessoas têm a experiência de mergulhar as mãos em um saco contendo castanhas misturadas apenas para ver as castanhas do Brasil acima. Esse efeito também pode ser visto facilmente em caixas de grãos, com itens maiores subindo para o topo. Em termos coloquiais, este fenômeno de separação de tamanho de partícula é conhecido como o ‘efeito castanha-do-Brasil’, e a mistura aleatória tem implicações importantes para as indústrias que reduzem criticamente a qualidade do produto.

Agora, pela primeira vez, os cientistas da Universidade de Manchester estão usando imagens 3D fixas no tempo para mostrar como as castanhas do Brasil sobem através das nozes. Este trabalho demonstra a importância da forma das partículas no processo D-composite.

Uma dificuldade comum no exame de material granular é acompanhar o que acontece com as partículas dentro da pilha, que não podem ser vistas facilmente. Esta nova pesquisa foi publicada na revista. Relatórios científicos O uso de técnicas de imagem avançadas no novo centro de pesquisa nacional para tomografia computadorizada de raios-X (NXCT) baseada em laboratório, com base no Instituto Henry Royce, melhora significativamente nossa compreensão.

O professor Regius Philippe Withers disse: “Nesse trabalho, acompanhamos a movimentação da castanha-do-pará e do amendoim por meio da tomografia computadorizada de raios-X ao longo do tempo, porque essa embalagem foi agitada repetidamente. A castanha-do-pará sobe acima do amendoim.”

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A equipe capturou um experimento de imagem único em vídeo mostrando a evolução temporária do composto de nozes em 3D. O amendoim pode ser visto morro abaixo, enquanto três grandes castanhas do Brasil sobem. A primeira castanha-do-pará atinge os primeiros 10% da altura da cama após 70 ciclos de corte, enquanto as outras duas castanhas-do-pará atingem essa altura após 150 ciclos de corte. O resto da castanha-do-pará parece estar presa para baixo e não sobe para cima.

O Dr. Parmesh Ghazjar, o principal autor do estudo, acrescenta: “De maneira crítica, a orientação da castanha-do-pará é importante para seu movimento ascendente. Descobrimos que a castanha-do-pará começa inicialmente na horizontal, mas não começa a subir até que gire o suficiente no início. Retorne à orientação.

“Nosso estudo destaca o papel importante da orientação na forma e extração das partículas. Além disso, essa capacidade de monitorar o movimento em 3D levará a novos experimentos experimentais para separar compostos e abrirá a porta para simulações mais realistas e modelos preditivos poderosos. Isso nos permitirá para projetar melhor o equipamento industrial para reduzir a separação por tamanho. Isso levará a compostos homogêneos que são importantes para muitas indústrias, por exemplo, garantindo uma distribuição igual dos ingredientes ativos em comprimidos médicos, mas também no processamento de alimentos, mineração e construção. “

Advanced Materials é um dos faróis de pesquisa da Universidade de Manchester – exemplos de inovações pioneiras, colaboração interdisciplinar e parcerias intersetoriais que abordam os enormes desafios que o planeta enfrenta. # Missões de pesquisa

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