一、非金屬礦粉體流動(dòng)性測試的必要性
近年來非金屬礦粉體行業(yè)快速發(fā)展,使得行業(yè)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)要求也有所提高。在非金屬礦粉體生產(chǎn)工藝中,粉體流動(dòng)性的測試極為重要。粉體流動(dòng)性測試在非金屬類散裝物料的生產(chǎn)過程中,廣泛涉及到顆粒物流動(dòng),如筒倉卸料、傳輸、混合、流化和固/氣分離等,分析顆粒物料的流動(dòng)特性,對于防止發(fā)生粉體堵塞、控制顆粒成分的均勻性和一致性都具有至關(guān)重要的意義。
二、非金屬礦粉體流動(dòng)性的測試方法
非金屬礦粉體流動(dòng)表征的分析方法主要有傳統(tǒng)定量方法,屈服強(qiáng)度法,轉(zhuǎn)鼓法,剪切法等。
傳統(tǒng)定量法是目前最常用,最直觀的方法,它主要是居于卡爾指數(shù)對粉體的綜合評定。測量項(xiàng)目包括振實(shí)密度、松裝密度、堆積密度、安息角(休止角)、抹刀角(平板角)、崩潰角、差角、質(zhì)量流速、體積流速、分散性、空隙率等項(xiàng)目測量通過卡爾指數(shù),豪斯納比指數(shù)綜合評定物料流動(dòng)性狀況。然而,傳統(tǒng)定量法的測試項(xiàng)目無法精準(zhǔn)分析粉體的內(nèi)在性質(zhì),測試結(jié)果的數(shù)據(jù)使用也很有限,對于測試要求高的科研機(jī)構(gòu)來說運(yùn)用性較小,我國運(yùn)用傳統(tǒng)定量法的企業(yè)也寥寥無幾。
屈服強(qiáng)度法是通過對粉體施加屈服強(qiáng)度變形所需的主應(yīng)力,來分析粉體的體積變化與壓力關(guān)系即(主應(yīng)力與粉體密度的變化關(guān)系),時(shí)間與屈服強(qiáng)度變化關(guān)系,屈服強(qiáng)度與壓縮高度變化關(guān)系。
轉(zhuǎn)鼓法,即將粉體顆粒填充轉(zhuǎn)鼓中讓其緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),測定固定轉(zhuǎn)速下每旋轉(zhuǎn)一圈顆粒發(fā)生坍塌的次數(shù),次數(shù)越大,流動(dòng)性越好;反之越小,流動(dòng)性越差。此方法反映了顆粒流動(dòng)的穩(wěn)定性、臨界轉(zhuǎn)變及坍塌規(guī)模、質(zhì)量流率。轉(zhuǎn)鼓法滿足了歐洲藥典要求。然而在我國因其理論的獨(dú)特性,粉體企業(yè)對這種方法運(yùn)用得并不多。
剪切法,相比其他三種方法而言,是比較先進(jìn)的粉體流動(dòng)測試法,主要通過對散裝固體物料,粉體的內(nèi)在性質(zhì),如內(nèi)摩擦性,壁摩擦性,進(jìn)行描述來分析粉體的流動(dòng)表征。剪切法在歐美老牌工業(yè)國家運(yùn)用得較為廣泛。
三、國內(nèi)現(xiàn)狀與展望
目前國內(nèi)的粉體企業(yè)多引進(jìn)歐美等外來先進(jìn)的粉體測試設(shè)備。國內(nèi)運(yùn)用較多的如美國Brookfield公司,其生產(chǎn)的粉體流動(dòng)測試儀PFT受用于我國多家粉體企業(yè)。據(jù)了解,傳統(tǒng)的粉體測試方法提供了流動(dòng)性評價(jià)的單點(diǎn)指數(shù),如流動(dòng)后的堆積角度及松裝密度等。而Brookfield現(xiàn)代的粉體測試方法在一次可重復(fù)的全自動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,可提供粉體在流動(dòng)中的流動(dòng)曲線,流動(dòng)指數(shù),粘聚性指數(shù),壁面摩擦指數(shù)等參數(shù)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和智能技術(shù)的改進(jìn),未來市場上智能型粉體測試儀也有望被廣泛運(yùn)用。我國粉體測試設(shè)備制造行業(yè)應(yīng)打破依賴進(jìn)口的模式,努力學(xué)習(xí)和吸收先進(jìn)粉體測試技術(shù),借鑒國外先進(jìn)粉體測試設(shè)備的優(yōu)勢,提高國產(chǎn)粉體測試設(shè)備的精準(zhǔn)性和實(shí)用性。同時(shí)政府應(yīng)該加大對相關(guān)科研機(jī)構(gòu)人才、技術(shù)的支持和激勵(lì),助力我國粉體測試設(shè)備也能早日托起“中國制造”夢。
資料來源:中國制藥網(wǎng)
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