粉体物料流动性测试目的 粉体流动表征评价方法有哪些

流动性测试目的

在整个生产环节中，如：存储或仓储、料斗给料、管道传输、物料混合、造粒，不同需求的物料分级，还包括生产设备装置的设计环节；这些环节中都离不开物料的流动特性，所以解决流动性很重要。

物料流动行为：

粉体在料仓中流动类型

物料在料仓中的流动形式即整体流动、中心流动、搭拱/拱架。

(1)整体流动（先进先出）是理想的流动状态，

(2)其余2种状态均存在不同程度的问题。 中心流动又称鼠洞（后进先出），使料仓的有效容积变小，长时间停止在料仓中的物料可能发生变质，并且往往伴随偏析现象；搭拱分为黏性搭拱与机械搭拱，导致物料堵塞在料仓中。

料仓流动基本特性

粉体在料仓内的流动过程，实质上是粉体在重力(或压差)作用下不断克服粉体与粉体；粉体与料仓内壁之间的剪切应力而产生相对位移的过程。屈服轨迹是粉仓内粉流动的最基本特性。

物料中，粒度占比50%的小颗粒物料决定整个物料的流动性，大颗粒一般在表面运动。对整体物料的流动不具影响。

1、休止角法

与流体不同，当粉体从容器流到平面时，流下的粉体堆积在平面上且堆积尺寸随粉体的流下而增加，但堆积角保持不变，这个角即为粉体的休止角，又称安息角，它是粉体在自身重力下运动所形成的角。

休止角的测量方法很多，有排出角法、注入角法、滑动角法等。

休止角是检验粉体流动性的好坏的最简便的方法。休止角越小，摩擦力越小，流动性越好，一般认为θ≤40°时可以满足生产流动性的需要。但同时要注意，由于同一粉体可能会获得不同的休止角，特别是细颗粒粉体具有较强的可压缩性和团聚性，休止角与过程有关，所以休止角不是粉体的基本物性。

2、Carr流动性指数法

粉体流动性的测量方法很多，很长一段时期都是简单地根据粉体的休止角、可压缩性来预测粉体的流动性能，但是这些方法所考虑的因素都较为单一，带有较强的经验性，往往实际操作中并不理想，难以很好地描述粉体流动性。后来Carr通过对种粉体试样的测定，提出了一套比较全面的表征粉体流动情况的办法，叫做流动性指数法。

该方法通过对粉体的休止角、压缩率、平板角、凝集度（或均齐度）等指标进行测定，将流动性定为100分，上述每项,25分，将4项得分之和分为7档。得分越高流动性越好，总得分高于80分一般不会堵结，低于60分则一般会架桥。目前应用范围很广，且已有定型仪器。

3、Jenike法

Jenike法采用剪切仪来测定流动性能。这种测试手段最早用于料仓设计中，但是现在它在测试粉体物质的一般性能中发挥着越来越重要的作用。通过剪切实验测定粉体样品的内摩擦角、内聚力、壁摩擦角等性能指标，结合莫尔圆得到粉体的流动函数FF，定量化地评价粉体流动性能。

4、其他流动性评价方法

转鼓法：欧洲药典提出一种采用转鼓测量药物粉末流动性的新方法，即将粉末颗粒装入转鼓中让其缓慢转动，测定固定转速下每旋转一圈颗粒发生坊塌的次数N。N越大，流动性越好。

重力位移流变仪用来描述无约束条件下制剂组成和环境条件（湿度）对粘性粉体流动性的影响。随着滚筒旋转，称重传感器单元测量粉体崩塌时转动惯量的变化。

多元分析法：多元分析方法是研究多个自变量与因变量相互关系的一组统计理论和方法，主成分分析是一种降维或者把多个指标转化为少数几个综合指标的分析方法，其核心是保证在原始数据信息丢失最小的情况下，对原始数据中有多个变量，即有多个主成分时，实际只考虑贡献率最大方差最大的主成分。