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生產(chǎn)過程中涉及多種單元操作處理粉體。這些材料總是受到各種條件的影響，從料斗下料過程中涉及的靜態(tài)高應(yīng)力、流化過程到動(dòng)態(tài)低應(yīng)力等。因此，全面理解材料整體在各種條件或流動(dòng)階段（無論靜止、運(yùn)動(dòng)還是運(yùn)動(dòng)初始）的行為，對于設(shè)計(jì)并監(jiān)控單元操作和特定輸送系統(tǒng)至關(guān)重要。

盡管不同操作之間存在較大差異，需要運(yùn)用明確的參數(shù)來表征粉體的變化趨勢。單一參數(shù)的表征（例如“內(nèi)聚力”、“流動(dòng)性”）不足以全面評估和預(yù)測材料在一系列加工工藝中的性質(zhì)。

關(guān)鍵是要確保加工設(shè)備和粉體特征之間的兼容性。這種方法需要全面理解材料的整體行為，以便初期就將相關(guān)信息納入到工藝設(shè)計(jì)和開發(fā)中。

FT4粉體流變儀™作為通用粉體測試儀，提供自動(dòng)、可靠、全面的粉體性質(zhì)表征。該信息可與加工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，提高生產(chǎn)效率并有助于質(zhì)量控制。FT4專注于測量粉體的動(dòng)態(tài)流動(dòng)特性，還可提供剪切盒測試，具有密度、可壓性和透氣性等整體特性的測試能力，全面表征與工藝相關(guān)的粉體性能。

氣動(dòng)輸送（←點(diǎn)擊標(biāo)題查看深入研究）

在稀相氣動(dòng)輸送過程中，使用氣流或真空以流化狀態(tài)輸送粉體。在此過程中，可能會(huì)遇到許多問題，例如阻塞、粘附或者溢流。因此，粉體的透氣性以及對空氣的響應(yīng)都可能是關(guān)鍵特性。通過適合的測試，可以確定材料能否達(dá)到流化狀態(tài)，以及達(dá)到該狀態(tài)時(shí)所需的氣流速度。此類測試可以得到操作參數(shù)。

FT4的充氣性測試可以量化粉體對空氣的敏感性。在此測試中，測量以遞增的氣流流速穿過粉床時(shí)的流動(dòng)能。這樣可以簡單、準(zhǔn)確地識(shí)別何時(shí)發(fā)生流化，如圖1中兩條曲線結(jié)果所示。

當(dāng)流動(dòng)能接近零時(shí)，視為發(fā)生流化。圖1中兩種粉體都到達(dá)流化的狀態(tài)，其中一種粉體在4mm/s氣流速度時(shí)發(fā)生，而另一種需要較高的氣流速度8mm/s。

透氣性測試直接測量粉層的壓降值，量化空氣穿過粉層時(shí)的阻力。較低的壓降（圖2中的灰色曲線）代表較高的透氣性。這可能不利于稀相氣動(dòng)輸送過程，因?yàn)榭諝飧菀淄ㄟ^粉層而非有效地遞送。

這一信息可用于優(yōu)化工藝條件并確定氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)中的工藝參數(shù)。

粒度減小（←點(diǎn)擊標(biāo)題查看深入研究）

在某些應(yīng)用中，進(jìn)一步加工之前減小顆粒粒度可能是有益的。例如，粒度減小可以增加藥物混合物中活性成分的溶解度，或者在混合之前幫助改善混合物的均勻性。但是，不同的粒度減小方法（如粉碎、研磨或者磨削）會(huì)對得到的顆粒物理屬性（如粒度和粒形）產(chǎn)生不同的影響，進(jìn)而影響相關(guān)的流動(dòng)屬性。

盡管減小粒度可以帶來好處，但是顆粒較小的粉體通常表現(xiàn)出更高的內(nèi)聚力。對于更小更輕的顆粒，顆粒間的力可能比引發(fā)和維持流動(dòng)所需的重力相對要強(qiáng)。測量粉體的壓縮性（圖3）可以提供材料對施加負(fù)載進(jìn)行固結(jié)反應(yīng)的信息，并得到粉床的填充效率，確定夾帶空氣的水平。較小的顆粒通常會(huì)導(dǎo)致效率較低的堆積結(jié)構(gòu)，這通常與材料粘性更高有關(guān)。

圖3：典型的可壓性測試結(jié)果

粒度減小還會(huì)影響粉體的流動(dòng)阻力，具有相同形貌的較小顆粒通常會(huì)產(chǎn)生較低的流動(dòng)能，這是因?yàn)樗鼈兏菀妆恍D(zhuǎn)的葉片移動(dòng)。但是，粒度減小后形貌和表面性質(zhì)的變化也會(huì)影響顆粒之間的摩擦和互鎖，如圖4所示。

分配（←點(diǎn)擊標(biāo)題查看深入研究）

粉體分配是許多行業(yè)的關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)，以確保將正確質(zhì)量或體積的材料傳遞到工藝的下一個(gè)階段。了解此操作中的粉體行為可以顯著提高效率和生產(chǎn)率。在典型的分配操作中，粉體將通過料斗填充到下面的容器、模具或者沖模中。粉體流過孔口的難易程度和效率，對于建立高效的工藝流程和實(shí)現(xiàn)一致的灌裝性能至關(guān)重要。 

顆粒的內(nèi)聚力和機(jī)械咬合決定其在通過下料口時(shí)是否會(huì)堆積并形成架橋。這些性質(zhì)的影響可以通過測量比流動(dòng)能進(jìn)行量化。比流動(dòng)能是通過FT4葉片向上抬升粉體且顆粒在不受限制的狀態(tài)下進(jìn)行測量的。比流動(dòng)能高的粉體在此類工藝中更容易產(chǎn)生堵塞并且流動(dòng)受到限制。 

透氣性測量有助于了解粉體取代空氣的能力。高效灌裝需要空氣能穩(wěn)定的通過粉體，不僅要防止在分配器出口處的流量減小，還要確?？諝饽軌蚺懦鋈萜?，減少空隙的形成。與上述氣動(dòng)輸送過程相反，更高的透氣性更有利于分配操作。

結(jié)論

FT4的多元測試方法適用于表征與工藝相關(guān)的粉體性能，這些性能將影響加工過程中的表現(xiàn)。這一相關(guān)性也可構(gòu)建粉體性能的設(shè)計(jì)空間，并與良好的加工表現(xiàn)關(guān)聯(lián)，從而評估新配方以及不同批次的原料和中間體，預(yù)測下游環(huán)節(jié)的行為。

欲知更多信息，或預(yù)約FT4粉體流動(dòng)性測試儀演示

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