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安东帕粉末单元测量粉末结块行为

相关领域:粉末单元，食品工业，制药工业

粉体在存储过程中的结块行为限制了其流动运输性能，而本应用报告以安东帕粉末测量单元

为基础，提供了一种便捷可行以及可重复的测试方法，通过改变粉体的应力负载以及负载时间，

从而预测和评估粉末结块行为。

结块原理进行考察，并对工艺参数进行适当的调整，从

而避免粉末结块的发生（比如可以加入防结块剂）。

本文以安东帕粉末测量单元为基础，提供了一种简便的，

可靠的以及可重复的测试方法，用于预测和评价粉末结

块行为。

2实验部分

2.1流变仪配置

采用MCRxx1和xx2流变仪，配置粉末测量单元和流

态化装置(质量控制级和科研级)，测试系统采用透气压

缩活塞和沃伦-斯普林转子(图1)[2][3].

1引言

大多数粉末加工工业都在粉末存储和卸料工艺上面临着

特别的挑战。具有良好流动性的粉末在储存一定时间后，

其流动特性会发生变化，只有通过锤击捣碎才能排出。

而这中效应称为结块，其描述了粉末粒子间强相互作用图1.用于测量结块行为的沃伦-斯普林转子

(静电作用，架桥和机械形式匹配)的时间依赖性发展。

而结块问题会随着粉末自身重力所施加的恒定压力或者2.2结块行为测试

外在的应力作用加剧。而变化也随之而来，例如，在粉

首先对样品施加一个垂直的法向应力σ，并维持一个

末颗粒的表面会发展出新的接触点，从而形成粉末聚集v

体。而这些聚集体会进一步合并，而颗粒间空隙的数量固定的时间把样品压实。负载的持续时间可根据测试方

和大小会不断减小。案从几分钟到几小时之间调节。此外，还可以通过改变

法向应力σ大小评估其影响。样品被压实后，移除压

v

一般来说，结块并不是我们想要的结果，因为它降低了缩活塞，并插入沃伦-斯普林转子。将测量转子插入粉

[1]末样品直到其被完全浸没，然后以0.1rpm的转速进行

粉末的流动性能，比如会导致中心流动。所以需要经

常对粉末进行捶打粉碎，而该工艺会比较耗时和增加成剪切(图2)。克服粉末颗粒之间的粘结力，并使粉末开

本，并且会损害产品的质量。因此，有必要预先对粉末始流动所需要的扭矩称为最大扭矩。而超过这个扭矩点，

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粉末粒子能够自由移动，处于流动状态。然后扭矩会持4总结

续下降，并达到一个恒定的最低值。将扭矩乘以转子特

性参数，可以得到所谓的沃伦-斯普林结合力。而测试粉末颗粒的大小以及存储时间的微小改变会导致粉末的