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HAVER&BOECKER 作為專業(yè)的制造業(yè)裝填和篩分設(shè)備供應(yīng)商，主要提供粉體和顆粒成套裝填解決方案，包括：存儲筒倉和料斗、麻袋裝填站、定量和稱重系統(tǒng)以及氣動輸送設(shè)備。

為確保設(shè)備選型和優(yōu)化，HAVER&BOECKER 購置了FT4粉體流變儀，測量材料的流動性以改進設(shè)備的設(shè)計與規(guī)格，應(yīng)對各種新產(chǎn)品帶來的加工難題。

裝填過程中的流動性

通常測量密度、粒徑分布、水分、脂肪含量等特性來指導(dǎo)設(shè)備選型。這些參數(shù)都會影響食品材料的特性以及流動性，這也是加工和裝填中的關(guān)鍵屬性。同時HAVER&BOECKER 發(fā)現(xiàn)即使綜合以上參數(shù)也不足以完全量化流動性并與設(shè)備性能進行關(guān)聯(lián)。

HAVER&BOECKER 早期使用剪切盒測量粉體的粘性，但測量一種產(chǎn)品就要花費半天時間，鑒于操作人員技術(shù)各不相同，導(dǎo)致粉體出現(xiàn)“自由流動”和“具有粘性”兩種極端結(jié)果。很顯然，剪切盒這一技術(shù)也并非理想的解決方案。之后HAVER&BOECKER開始研究替代方案，F(xiàn)T4所提供的動態(tài)測試十分靈敏，可區(qū)分剪切盒分析下近似的粉體。

應(yīng)用動態(tài)測試數(shù)據(jù)

*FT4粉體流變儀：流動能測試過程及流動能結(jié)果示意圖

動態(tài)粉體測試涉及測量運動過程中的粉體，當螺旋槳葉沿著指定的路徑在材料內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，測量作用于槳葉上的扭矩和力，確定粉體流動所需的能量?？梢詼y試固結(jié)狀態(tài)、中等應(yīng)力、充氣甚至流化狀態(tài)下的樣品，滿足日常加工所需的應(yīng)力范圍。參數(shù)基本流動能（BFE）具有良好的區(qū)分度，能夠檢測出相對微小的顆粒間變化，并與加工過程相關(guān)聯(lián)。

通過測量處理后粉體的BFE，發(fā)現(xiàn)具有相同或相近BFE值的粉體往往需要相似的裝填設(shè)備，但其它特性也應(yīng)予以考慮。通過將動態(tài)測量與經(jīng)驗相結(jié)合，建立并優(yōu)化了公司內(nèi)部設(shè)計流程，開發(fā)出針對性最強的設(shè)計，最大程度地減少裝填粉體中的空氣含量，實現(xiàn)產(chǎn)量最大化。

表1顯示了兩種不同可可粉的測試數(shù)據(jù)，包括水分含量、松裝密度和BFE值。這些數(shù)據(jù)顯示，雖然它們是“相同”的樣品，但實際上有著顯著差異。1號可可粉具有較大的松裝、壓實密度，也呈現(xiàn)均勻的充氣特性，表明充入空氣后幫助流動。與之相比，2號可可粉在充氣時形成通道，通常與較強的顆粒間作用力相關(guān)，同時脫氣也更快。這些特性都與裝填解決方案的選擇密切相關(guān)。而2號可可粉的BFE明顯低于1號可可粉，表明該樣品更易于流動。

在裝填機對兩種產(chǎn)品進行測試（參見下圖）。傾斜式壓力倉，方便卸料和清潔，也可根據(jù)產(chǎn)品特性改變充氣速率。裝填時持續(xù)吸氣，確保袋內(nèi)壓力最低，實現(xiàn)較高的裝填率。在試驗中，裝填一袋25公斤的2號可可粉需要23秒。這樣，裝填機每小時產(chǎn)量為110袋。如BFE圖所示，1號可可粉流動性不佳，裝填一袋需要30秒。機器每小時產(chǎn)量降至90袋。其他產(chǎn)品也驗證了BFE值可用于預(yù)測裝填解決方案的性能，確保裝填率和產(chǎn)量達到預(yù)期效果。尤其需要注意的是雖然壓實、堆積密度是常規(guī)的測量項目，但該值并不能用于區(qū)分流動屬性。經(jīng)驗顯示，松裝密度受到溫度、濕度、原材料質(zhì)量和樣品處理的影響，無法與裝填性能直接相關(guān)。

*裝填設(shè)備示意圖

總結(jié)

動態(tài)流動表征為裝填解決方案的設(shè)計和選擇提供了理論基礎(chǔ)。對 HAVER&BOECKER 而言，采用FT4粉體流變儀測量已驗證有效。通過對每種樣品的流動性測試，將結(jié)果與過去十年的加工經(jīng)驗相結(jié)合，確定每種產(chǎn)品最佳的裝填機選型，開發(fā)解決方案數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)產(chǎn)量最大化的同時盡可能降低運營風險。