测定粉末流动性质和粉末流动性

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关于 英国富瑞曼科技

英国富瑞曼科技 是设计开发粉末流动性测试仪器方面的专家。测定并了解粉末的流动性,对于研发、中试和放大、生产加工还是质量控制等诸多方面都极为重要。

英国富瑞曼科技 在粉末流动性测试和粉末表征领域有着十余年的专业经验。我们把自身拥有的专业知识和多功能的FT4粉末流动性测试仪相结合,为粉末性能的深入研究提供了世界领先的技术和解决方案。FT4通过对粉末样品进行动力学测量(Freeman专利)、自动化的剪切盒测试(shear cell)和若干粉末整体性质测试,例如粉末松装密度、压缩性和透气性等,来表征粉末的流动性和可加工性。

FT4在几乎所有粉末行业中都得到了广泛和深入的应用。很多应用实例已经证明采用FT4测试仪是应对诸如配方、片剂生产、料斗设计等很多工业领域中的挑战的一种非常有效的解决方案。

粉末流动和粉末性质

高生产率和优秀产品质量是所有生产加工所追求的目标。在粉末加工领域,粉末的特性会对生产效率产生很大的影响。因此,了解 粉末流动性和粉末的性质 尤为重要。在日常粉末加工中可能会出现各种各样的问题,例如:

  • 为什么这一批次粉末会出现问题?
  • 能否使用这种源自另外厂商的同类材料?
  • 这种粉末能否通过陆路进行运输?
  • 能否通过添加流动助剂改善现有粉末的流动性?
  • 这种新型粉末是否适合现有生产线?
  • 这种粉末容易释放出夹带的空气吗?
  • 这种粉末配料时的表现是否令人满意?

了解粉末的行为在其它方面也非常重要。比如,优化配方以获得最匹配生产线的粉末特性;建立粉末质量控制标准,进而在生产的各个阶段实现对粉末的流动表现实行监控。

我们的工作就是充分利用FT4多功能粉末流动性测试仪,跟工业界紧密合作并就上述类似的加工中出现的问题提供解决方案。如果您对此有兴趣,请接着阅读我们网站的内容。

粉末加工——充分利用您的经验

粉末加工的过程本身相当复杂。在很大程度上人们只能依赖那些资深操作人员的经验来解决加工中出现的问题并确保实现生产目标。某些材料通常很容易加工,而另外的一些材料则可能问题不断。即便对于相同的材料,逐批质量差异也会非常普遍。解决这类问题的方法和手段通常都只能从长期的操作经验中慢慢积累而来。

凭借操作经验来解决加工中出现的问题固然可以让生产继续进行,然而,为什么某些粉末的流动性会出现问题?如果不清楚产生这一问题的根本原因,同样或者类似的问题会在今后的加工过程中反复出现,这样生产率将会大打折扣。

我们认为从经验中学习,并找出加工问题背后的根本原因是可行的。这可以通过对容易流动的粉末和不易流动的粉末的粉末特性进行测定并进行综合对比分析来实现——这种方法既适用于完全不同的材料又适用于不同批次的同种材料。采用这种思路可以找到对应于具体到每一道工序最佳的粉末特性,无论相关的设备是生产线上的料斗还是压片机。进而,我们对于一种新的材料和每一道工序或设备的兼容程度,都可以做到心中有数。

为什么粉末的行为难以预测?

粉末是固相、液相和气相(通常是空气)的混合体。粉末的流动性质或流变学性质会受到上百个因素的影响。这些因素包括颗粒的特性,例如颗粒尺寸分布和形状;环境因素,例如含气量、温度和震动;以及化学交互作用,比如结块。

粉末的流动性是指粉末流动的难易程度,这一粉末性质取决于以上所有这些因素。一般来说,粉末可分为粘性粉末和非粘性粉末两种。能够自由流动的粉末是非粘性的。这种粉末的颗粒彼此相互分开,因此在无约束的条件下颗粒都可以单独移动,例如从杯子中倾倒出来的干燥的沙子。然而,这样类型的粉末可能因为易于流态化,因此在加工中难以控制,甚至会产生危险。所以,“好”和“坏”的定义在粉末加工中是相对的。

粘性的粉末则是不能自由流动的。这种粉末的颗粒因引力作用黏附在一起,需要一定的能量才能使它们相对滑动或流动。因颗粒团聚的形成,这种粉末容易包含空气,像海绵一样可压缩。然而,这种粉末不会形成粉尘,不易产生颗粒偏析,不太可能发生磨耗粉碎和流态化,以上所有这些都可能是优点。再如,在封闭的的环境里,粘性粉末比那些大尺寸的非粘性粉末更容易在低应力环境下流过拐角,进而顺利流入压模。但是,通常情况下,粘性粉末因粘性过高,在粉末加工时产生问题会更多,比如在胶囊填充时粘性粉末很难通过漏斗,或进入胶囊体。

总而言之,产品质量和生产率取决于粉末性质是否与设备特性完全匹配。这就需要对粉末特性和粉末行为有完整系统的了解。

使用FT4系统检测粉末

FT4已经成为真正意义上的多功能粉末性质检测装置。Freeman特有的针对粉末流动性的动力学测试 (Freeman专利),与一系列高精度的附件相辅相成,在一台设备上实现了粉末流动性测试,剪切性质测试 (Shear Cell) 以及粉末整体性质测试。

在动力学测试中,当螺旋状叶片通过样品时,仪器记录叶片承载的旋转力和轴向力。在此基础上获得的基本流动能数据被视为粉末流变或对粉末流动的阻力的衡量指标。在每次测量前,FT4采用一个独有的预处理步骤(Freeman专利) 来消除可能存在的样品处理过程的影响,因此不管样品在此之前是充气过的、预处理的还是固结的,都可以获得再现性极高的基线测量数据。

粉末动力学测试,粉末整体性质与剪切性质测试在表征粉末的性质上是相辅相成的。粉末样品的表松装度、透气性、压缩性的测试是最容易和最快速的;而剪切盒附件则甚至可以实现对少至一毫升的样品提供精确的、常规剪切强度测试。

全自动化的测试过程,加上独到的粉末预处理方法,使得FT4能够获得超高的数据可重现性。此外,FT4系统提供了完整的测试程序库,所有的测试数据都以二进制的文件格式安全记录和保存。

粉末定性——全面了解您的粉末材料

通过使用FT4多功能粉末流动性测试仪,您可以:

  • 研究预处理粉末、固结粉末和充气粉末的流动性。
  • 测量粉末松装密度、透气性和可压缩性。
  • 获得高精确度的粉末剪切强度数据。
  • 定量分析众多因素对粉末流动性的影响,例如湿度、颗粒偏析和颗粒磨损。
  • 优化配方。
  • 为各种粉末建立粉末特性数据库。
  • 预测可加工性。
  • 分析粉末在加工过程中异常的行为。
  • 为原材料、中间材料和最终产品建立质量控制标准。
  • 为生产过程的每一道工序确定所需的最佳粉末特性。

哪些粉末非常容易加工,而哪些粉末则会在贮存、运输以及加工中出现这样或那样的问题,对此大多数从事粉末加工的企业都非常有经验。其实每一种材料的可加工性也可以被量化并赋予一个等级,而这种等级可以同所测定的一系列相关的材料流动性质建立起关联(correlation)。这样的好处是显而易见的,一旦具备什么样的流动特性的材料和其表现出什么样加工性等级的定量关系被确立起来,那么,基于所建立起来的定量关系,不同批次的材料产生的可加工性差异,或者新材料配方与现有加工设备是否匹配在这些材料被加工前就可以事先得到准确的系统的评估。

总而言之,粉末特性和加工设备的良好匹配是获得高产率和优良产品质量的关键。

与英国富瑞曼科技合作很容易

粉末领域是我们的强项。我们为所发明的多功能粉末测试仪倍感骄傲。当然,对于我们的客户,我们深知帮助您解决日常加工中遇到的问题才是最重要的。

对于我们的新客户,我们会帮助您研究粉末加工中出现的难题——通常会帮您检测一些样品,然后告诉您我们对这些样品的分析结果。我们还会就检测结果作出详细报告,并解释所测得的材料特性是如何影响该材料在加工过程中的表现的。

可以帮助您解决问题,并购买了该仪器后,我们会继续地在随后的安装、调试和用户培训中提供最优质的服务。此外,我们提供的定期客户跟进和软件更新服务将确保您的仪器能够持续地发挥最大的作用。

想知道对于您的粉末材料我们能提供什么样的见解吗?为什么不开始联系我们,并感受一下我们的仪器和专业经验?

我们的行业经验
流动助剂研究
硅粉(气相二氧化硅) 流动助剂是怎样改变淀粉粉末的流动特性的?
采样
采样指南:如何正确采样,使获取的粉末测定样品具有代表性?
粘性粉末的流动特性
为何粘性粉末有时表现出比非粘性粉末更好的流动性?
FT4系统

FT4 多功能粉末流动性测试仪是为了测定粉末流动性和粉末加工特性而专门设计开发的

其主要功能是通过对粉末材料和加工设备的特性的定量测定,进而找到与相应加工设备最为匹配的粉末特性。这将有益于保持粉末加工流程的稳定性并提高生产效率。

与此相关的背景知识分别在粉末的性质和粉末加工章节中进行了详细的阐述。