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粉体流动测试仪PFT

发布时间：2020-05-15 14:31:07浏览次数：次

PFT粉体流动测试仪

什么是粉体分析?

颗粒状物料是由尺寸大小从亚微颗粒至大石块和矿石的各类固体物质组成。 AMETEK Brookfield粉体流动测试仪可测量颗粒尺寸高达2mm的大块状固体物料的流动行为。至少90%的样品须由直径小于1mm的颗粒所组成。很多实例中,更大颗粒的粉体仍旧可以通过筛选1mm的物料并测试这些细小部分而获得有效分析。(细小物料决定了包含有大尺寸颗粒物料的整体流动特性) AMETEK Brookfield用来命名这类物料的专业术语为“粉体”,因此我们的仪器也取名为“粉体流动测试仪”。

液体在重力的影响下会逐渐趋于一个水平的表面。与液体不同,粉体会呈现一个由于内部摩擦和凝结而形成的结构,从而允许粉体可根据堆放的表面不同而形成带角度的堆状。在室温条件下,剪切率变化时粉体的流动行为不改变,而绝大多数液体的流动行为则会改变。不过,压力影响着粉体的强度(例如:增大了流动的阻力),而液体在压力下的流变性则基本不变。换而言之,压力将使粉体更不易流动,施加于粉体固结的压缩应力和粉体相应强度之间的关系,即为粉体流动能力的测量,或者称之为“流动函数”。

综观整个工业过程中,表征粉体流动特性和流动行为都是必不可少的。 AMETEK Brookfield PFT粉体流动测试仪就是一种可满足这种测试需要(但不局限于此)的坚固的高精度仪器！

什么是粉体中的工业问题?

粉体最典型的问题是不能可靠地从大储藏箱、加料斗、筒仓中流出,以及在送料器、定量配料机、包装机械中流动性差或不稳定。这些问题将导致生产过程中不必要的中断,有时甚至为了纠正物料流动的偏差和堵塞而被迫停工。它还可能导致粉体产品的包装重量、混合性、性能和感官特性发生改变

QC部门需要不断重复处理来自于不同供应商的粉体状原料原料颗粒大小、分布状态、水分含量以及基础配料的不确定性要求要有一系列不同的来料检验,但又无人能担保这些原料装载到工厂设备上时有适当的流动。 AMETEK Brookfield粉体流动测试仪就是解决这种不确定性的理想仪器!

R&D需要不断调整粉体产品的配方,以满足用户日益提高的要求:涂料的更佳涂覆效果,调味品更美味的口感,化学药品溶解时的快速溶解性。新配方无须一样的流动属性,因此当流程中物料处理按比例增加到高容量时,会导致生产问题的出现。AMETEK Brookfield粉体流动测试仪可以帮您对这些问题进行预测,从而预防它们的发生。

怎么消除粉体的流动问题?使用剪切单元方法

最初的科学实践中,使用一个剪切单元评估粉体的流动性能,并逐渐形成了 ASTM D6128标准( Jenike剪切单元)中所描述的测试方法。随着科研的不断发展,又形成了使用剪切单元的ASTMD6682( Peschl旋转错层剪切仪)和D6773( Schulze环剪切)另外两种测试方法。基于这些标准测试方法, Brookfield与英国 Greenwich大学的 Wolfson中心合作,研发设计了运用独
特的环形剪切单元来评估粉体流动性能的 AMETEK BrookfieldPFT粉体流动测试仪。

PFT粉体流动测试仪的测试数据绘出的曲线图,称为“流动函数”。在概念上类似于使用粘度计测量流体粘度的流动行为所获得的“流动曲线”。流动函数绘制了在X轴的施加于粉体样品的压力(称为固结应力)和在Y轴的粉体开始流动的屈服应力(称为破坏强度)

流动函数的数据分析可评估出粉体的拱架尺寸和鼠孔尺寸加料器和料斗的临界出口尺寸需大于粉体拱架尺寸和鼠孔尺寸,以便减少整体流和核心流的潜在堵塞。粉体样品的“壁面摩擦”测试则提供了额外的测试数据去计算实现整体流所需的料斗半角。
操作人员除了需要将粉体样品添加到仪器中并称重样品以外,所有的值均有PFT粉体流动测试仪自动进行计算,无需人工干预.
通过比较各种配方的流动函数和壁面摩擦的测试数据,可以获得粉体样品流动性能的尺度基准和等级排名。新的配方可以快速地和现有已在生产中成功应用的样品进行比较。通过添加润滑剂或助滑剂来调整配方,由此获得的不同流动函数将告诉您所做的调整是否合适,从而避免潜在的流动问题。

为什么选择 AMETEK Brookfield?

AMETEK Brookfield在提供高品质、高性价比的粘度计和质构仪方面,已有超过80年的历史,同时我们还提供一贯的高品质产品服务和技术支持。现在我们将成功的经验拓展到物性测试产品线,包括粉体流动测试仪

NEW粉体流动测试仪是解决工业问题的不二选择

价格实惠
专职的实验室人员在数分钟内即可进行测试并采集数据,不是非要粉体专家才可操作。
PFT软件提供的自动分析可计算各种不同的粉体属性,包括在料斗、加料器、大储藏箱和筒仓中粉体能够可靠流动的临界尺寸。

英国 Greenwich大学的 Wolfson散装固体处理技术中心与AMETEK Brookfield公司一同研发设计了PFT粉体流动测试仪,因此它确保了该仪器在实际工业使用中的实用性。

应用
R&D、来料检验、新产品配方、品质控制、工业流程设计
胶粘剂、添加剂、制造业：3D打印、化妆品、化学药品、建筑材料：水泥，飞尘，石膏，熟石灰、洗涤剂、设备制造：筒仓，大储藏箱，加料器，料斗、能源：生物能源颗粒，煤炭、焊接剂、食品：饼干，谷物，巧克力，曲奇，薄脆饼干，调味品，面粉，佐料，香料、火药/弹药、医疗保健品：药片、矿石、营养品、个人护理品：爽身粉、医药、淀粉

测量参数
流动函数（固结应力和粉体强度之间的关系），内聚强度，内部摩擦角，壁面摩擦角，松装密度，拱架尺寸，鼠孔孔径，料斗半角

PFT粉体流动测试仪
转为粉体特性而量身定制的测试
PFT粉体流动测试仪为工业处理设备中的粉体流动行为提供了快捷而容易的分析。可评估粉体从储藏容器中排卸;可作为QC检查进行来料检验;可快速定量分析新配方的流动性,并调整配方组成以达到产品所需的流动性能。

可选测试模式:a.流动函数 b.时间固结的流动函数测试 c.壁面摩擦 d.松装密度
流动函数测试的可选模式: a.标准5点法(25分钟 b.快速5点法(16分钟) c.快速2点法(10分钟) d.时间固结
实时计时显示: a.测试步骤 b.完成的剩余时间
剪切运算法则可得: a.应力峰值 b.持续稳定压力值
数据输出: a.粉体流动性的流动指数 b.拱架尺寸(指数 c.鼠孔尺寸 d.料斗半角 e.重力溜槽角 f.壁面摩擦角 g.松装密度
小底座紧凑型设计:可在工作台上方便地测试深度:15 nches/38cm宽度:14 inches/36cm高度:27 inches/69cm

仪器组成：仪器主机，Powder Flow Pro软件（含USB数据线）

还需要什么?
选择一个或两个：标准体积样品配件箱230cc样品料槽&33cc叶片盖，小型体积样品配件箱38cc样品料槽&5cc叶片盖
以上每一个均包括壁面摩擦盖，304 s/s simulated 2B finish，外收集盘，内收集盘(含修整刮刀)，粉体勺，清洁刷

可选附件：
壁面摩擦盖，软钢2228RA或Tvar88或特别订购，温度探针，湿度传感器，筛网套装标准体积或小型体积，粉体流动演示套装

Powder Flow Pro软件（随机配送）
应用Powder Flow Pro软件，可运行和控制PFT粉体流动测试仪

PFT的粉体流动性问题解决方案

测试服务-适用于粉体应用

为了帮助您评估粉体的流动行为, AMETEK Brookfield在您购买前可提供测试服务。只需您提供产品的样品给我们,即可获得一份完整的测试报告。以绘图和表格两种形式提交的数据,更易于分析和解释。下列例子显示了提交的报告格式和资料类型。在结论部分,临界拱架尺寸、鼠孔尺寸和料斗半角的计算,预估了由于粉体流动行为或设备局限所造成的堵塞可能性。

客户测试报告
数据采集源自: AMETEK BROOKFIELD PFT粉体流动测试仪标准测试

该报告依据发给我们实验室的4个样品评估后而得。每个样品特有的曲线以不同颜色来易于识别。同一个图上,可显示高达8组数据曲线。

该流动函数图说明了在不同固结压力下样品的流动能力。X轴参数为固结压力,用来挤压样品;Y轴参数为粉体强度。2号样品(蓝色线)是全部样品中内聚力最大的物料,在整个固结压力过程中均落在非常粘结( very cohesive)区间。3号样品(橙色线)也落在了该非常粘结( very cohesive)区间。4号样品(绿色线)在低固结压力(1.5kPa以下)时,非常粘结( very cohesive);中固结压力时(1.5-4.5kPa),则为粘结( cohesive);而在高固结压力(4.5kPa以上)时,则容易流动( easy flowing)。1号样品(红色线)在固结压力为0-4.0kPa时,表现为粘结( cohesive),然后在固结压力4kPa以上时,表现为容易流动( easy flowing)。2号样品清晰表明了一个切实的流动行为是多么的困难。

该松装密度图说明了在不同固结压力下样品的密度。1号(红色线)和4号(绿色线)样品几乎有同样的松装密度900kg/m³;在9kPa的固结压力时,1号样品的密度上升到1150kg/m³,而4号样品的密度则上升到1200kg/m³。2号(蓝色线)和3号(橙色线)样品则有相似的松装密度,范围在450-500kg/m³;在9kPa的固结压力时,2号样品的上升至770kg/m³,3号样品则在12kPa的固结压力时在上升至590kg/m³。通常而言,自由流动粉体在固结压力增加时会显示密度的变化相对很小,而粘结性粉体的密度则有很大改变。

该图说明了每种粉体在不同固结压力下的壁面摩擦角。在低法向应力(0.5kPa)下,所有样品都有极高的壁面摩擦角,范围在40°~65°。在较高的法向应力(4.75kPa)时,壁面摩擦角跌至20°-35°。壁面摩擦角高于30°时,可认为非常高;而低于0°则非常小。这表明了2号样品在该料斗壁面极难流动,而且1号样品也可能如此。

该图说明了不同强度的法向应力下的内部摩擦角。内部摩擦角是物料彼此滑落时粉体颗粒之间的一个摩擦测量。1号样品和4号样品有着最低的内部摩擦角,因此比其他两个样品更容易流动。2号样品和3号样品的内部摩擦角相对较高,大约为50°,从而预示着可能会有潜在的流动堵塞问题。

总结
临界拱架尺寸

1号样品21mm(0.85in) 2号样品480mm(19in)
3号样品80mm(3.1in) 4号样品100mm(39in)
临界拱架尺寸是整体流行为中粉体在料斗出口处可能形成稳定的机械拱架从而阻碍流动的一种保守计算。以上的拱架值表明料斗开口必须大于480mm(18.9in),以确保所有粉体均能稳定流动。2号样品的临界拱架尺寸比其他三种粉体的要大得多,这是由于它具有非常粘结的特性,从而更具有形成稳定拱架的趋势。这个计算也适用于直接输送物料进料斗的任何运送设备,如螺旋供料器上凹槽的距离。

粉体流动测试仪也可用来计算临界鼠孔尺寸,其与粉体发生核心流动时经常出现的一个操作性难题有关。这个计算要求用户输入储藏箱形状、横截面尺寸以及料斗类型(楔形/圆锥形)。当获得这些信息时, Powder flow pro软件就能自动计算出鼠孔尺寸和料斗半角。

粉体流动性评价方法的解析

传统粉体测试方法快速简易,测试结果可作为粉体流动性能的单点表征
传统粉体测试方法不具有科学的良好的重复性。

对于粉体流动性的测试而言,测试前取样、装样过程中任何程度的压实、振动及其造成粉样内含空气率的不同都会对测试结果参数造成很大的影响。因此传统的粉体测试方法无法作为一个评价粉体流动性的最基础的、可重复的方法。在传统测试方法中,样品之前的包装情况及加样过程中操作者的区别,会带来结果的相应改变。作为科学的评估方法,测试的是什么状态的样品,样品是在什么条件下被测试的,都是必须可知并可控的要素。

因此, AMETEK BROOKFIELD科学的可重复的粉体评估实验为样品提供了一个标准的预测试条件如压实等,使得不同批次、不同日期、不同厂家生产的粉样的测试结果具有定的可比性。除了粉样本身在测试前的体系情况外,其测试过程中的许多人工步骤使传统的粉体测试方法所得的结果很容易受到实验操作者加料手法的影响。因此,粉体的测试迫切需要一种全自动的,重复性良好的,结果不易于受实验操作者影响的方法。

传统粉体测试方法无法科学、完整地表征并定义不同粉体的类别

相对于传统方法的单点流动性评估, AMETEK BROOKFIELD现代的粉体测试方法可对粉体在整个生产工艺流程的流动性曲线进行模拟、记录及分析。这些完整的曲线及数据可以为不同的粉体产品建立系统的流动性指标的数据库,以便为新的产品的开发提供避免发生任何流动性问题的系统的参考。

粉体在整个流程工艺中会遇到许多影响流动性的因素,如储存、运输及在筒仓中受到的外力影响;流出料槽时在底部漏口形成的拱架结构;核心流动型容器,先进后出流出方法带来的“鼠孔”问题一周边阻塞中间流动;在挤岀或管流中遇到的流动不畅等。AMETEK BROOKFIELD现代的粉体测试方法可以针对不同的问题,对每种工艺情况进行流动性评估以确保粉体在整个流程中不会遇到阻塞问题

传统的粉体测试方法提供了流动性评价的单点指数,如流动后的堆积角度及松装密度等。而 AMETEK BROOKFIELD现代的粉体测试方法在一次可重复的全自动的实验中,可提供粉体在流动中的流动曲线、流动指数、粘聚性指数、壁面摩擦指数、屈服应力、可压缩性、密度曲线及能为筒仓、料槽、进料器的设计提供建议性的拱架结构尺寸、鼠孔直径及料斗半角等参数。

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