富瑞曼讲堂—设备制造商所关注的粉体特性

设备制造商与工艺工程师同时负责，确定工厂运行达到最佳的性能。对于粉体相关的工艺而言，这是一项挑战，工厂设备和粉体材料之间的基本兼容性是成功的关键。根据qbd的理念，为了适应粉体的特性而对设备进行设计或修改，这为流程中可靠和成功的工艺运行提供了坚实的基础，从而确保优良的品质。在本文及随后的文章中，我们研究了通用的粉体测试方法，例如使用富瑞曼科技的ft4粉体流变仪™，以实现这些目标。

标记粉体 的“好”或“坏”时，往往考虑的因素过于简单，实际上粉体行为取决于特定工艺步骤的要求。例如，相对粒径较大的球形喷雾干燥乳糖在料斗中可以自由流动，但在强制给料机中由于颗粒相互“锁合”同时粉体阻碍滑动的趋势异常明显，因此性能表现很差。致使颗粒磨损，最终颗粒尺寸和形态发生变化。

全面了解粉体的特性是实现粉体处方和工艺良好兼容的第一步。结合全面的测量技术，并使用通用粉体测试仪提供必要的信息，可以真正地理解粉体行为。根据精确定义的剪切、动态和整体测试量化粉体特性，构建相应的数据库，学习如何设计出相关设备能够很好地处理不同材料。反之也可学习如何开发出适合特定工厂工艺的粉体性能规格。

通用粉体测试仪在一台仪器中集成了整体、剪切和动态测量功能，因此为工程师提供了直观、灵敏的方法，可以测量运动状态的粉体，并可在固结、预处理、充气甚至流化的状态下分析样品。通过比较样品预处理后的流动能与通过压缩或振实固结的流动能，可得到固结指数（ci）。以这种方式量化了粉体的响应，从而可以观察并解释上述加工行为。

通过比较和研究两种不同粉体a和b在模具中的填充性能，可以很好地证明以上论点。试样a的ci值（振实后）为1.11，而试样b的ci值为2.32。这表明试样b是一种更粘的材料，具有非常细微（4微米）的棱角颗粒，受振动的影响明显大于试样a。模具填充试验证实，样品b固结后的性能会显著下降，并且也可以从测试结果中得到验证。试样a则表现出更优异的性能。 

在这种情况下，工艺设计人员具有以下选项 — 选择一个壁面更陡峭的、更容易调节的料斗；遵循减少设备振动的原则；或安装可快速疏通料斗堵塞的组件。利用上述信息，生产团队就可以在料斗填充环节采用更好的方法，并积极应对堵塞的问题。使用较少量的粉料，同时更频繁地加料可能是减少对工艺流程干扰的最佳方法之一。两组粉料采用细化的性能指标并且更有相关性的测试，在测试结果中获得的信息可以有效地控制设计参数或得到实际方法，从而实现生产目标。