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应用于料斗设计的粉体表征技术
发布时间:2018-10-23   点击次数:144次
 料斗设计显然是一种非常特殊的应用,但是,对于许多设计者而言,相关联的剪切测试方法才是其首要考虑因素,然而对于一些设计者,这将是进入粉体表征世界的桥梁。

       在接下来的几篇文章中,我准备讨论一下制药行业中与粉体表征有关的一些最广泛的问题。随着生产受到日益严格的监管,我将探究该行业是否有相应的粉体表征工具以接受新挑战。然而,在我开始考虑这些大问题之前,我想要先讨论一个实用的主题:料斗设计。料斗设计显然是一种非常特殊的应用,但是,对于许多设计者而言,相关联的剪切测试方法才是其首要考虑因素,然而对于一些设计者,这将是进入粉体表征世界的桥梁。

       对许多粉体加工商而言,将粉体以可控的速率从料斗中稳定地流出一直是一个问题。经常遇到的问题包括:不规则流动、堵塞、溢出 (敞流)、分层、漏斗状流动和鼠孔 (经料斗中心流出,但有滞留外层)。成功的料斗操作依赖于在制品与料斗某些属性之间的有效匹配,其中料斗属性包括:结构材料、半角 (料斗壁斜面陡度) 以及出口尺寸。易流的材料、更陡峭的半角和更大的出口尺寸都有助于促进流动。

料斗参数

       图1 - 料斗参数

       Jenike在20世纪60年代开发的料斗设计方法现今依然是标准。对其进行详细的讨论显然超出本文的范畴,概括地说,它依赖于计算两个参数:流动函数 (FF) 和流动因数 (ff)。FF仅与粉体剪切强度有关,可由剪切盒测试确定;而ff还与料斗特性--结构材料和形状有关。料斗半角和出口尺寸可在这两个参数的基础上计算得到。

流动函数和流动因数图

       图2 - 流动函数和流动因数图

       由于这些方法,许多人都认为料斗设计是在粉体处理中是一个有保障的环节,相对而言,它可能是这样。然而,操作方面的问题却很常见,许多公司料斗规格的确定都是一项外包的专家任务。为什么会这样?为什么即使有了定义的方法,所谓稳健的料斗设计仍然具有挑战性?

       Jenike方法所得到的结果是,对于相同的粉末,如果一个料斗的结构材料、形状或半角不同于另一个料斗,可能就需要不同的出口尺寸才能实现相同的质量流。同样重要的是,对于一种粉体适用的料斗,使用另一种替代的材料可能就不成功。这几点都是相对公认的,但是,不太为人所熟知的是,仅仅是生产条件的变化便可能使FF和ff改变并因此导致料斗参数改变。例如,如果在相对湿度较高的状态时填充料斗,卸料就可能受到影响。或者,如果料斗中的粉体出现分层的趋势,因此实际设计可能需要应对各种不同的粉体--包括一些细颗粒材料和一些粗颗粒材料。

       该分析表明,结合料斗设计和相关的内部测试是非常有利的。内部能力使工程师们更易全面地审视运行可能需要的条件,并使故障排除团队能够了解问题的根本原因。这些阻碍都是为了掌握必要的专业知识,但还需要能够提供帮助的工具。自动化剪切测试加上富瑞曼科技所提供的料斗设计软件,可引导用户完成料斗设计过程,从初始分析一直到数值计算中的每一步。使用这类工具将帮助粉体加工商充分利用现有的料斗,并满怀信心地确定稳健的新规格。

联系人:陆小姐 传真:
地址:上海市民生路600号船研大厦1505-1509室 邮箱:nephelel.lu@freemantech.com.cn 邮编:
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