Untersuchung des Fließverhaltens von Pulvern

In Industrien, die regelmäßig mit Pulvern umgehen, ist es sehr wichtig, zu verstehen, wie ein Pulver oder Granulat auf Belastung reagiert. Bei der Lagerung übt das Gewicht des Pulvers in einem Behälter Druck auf die Pulverpartikel am Boden aus. Wenn das Pulver ein gutes Fließverhalten hat, verfestigt es sich nicht und fließt aus dem Silo oder Trichter.

Je länger ein Pulver jedoch gelagert wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass es in einem Trichter einen Pulverkuchen bildet und dann nicht ohne weitere Hilfe ausfließen kann. Zur Bestimmung der Schüttgutfestigkeit und zur Messung der Fließfähigkeit von Pulvern hat Stable Micro Systems das Unconfined Yield Stress Rig entwickelt.

 

 

 

 

Schüttgutfestigkeit und Fließindex

Das Unconfined Yield Stress Rig ist eine Messvorrichtung für einen einachsigen Druckversuch mit dem Texture Analyser, mit dem das Fließverhalten vieler verschiedener Pulvertypen bestimmt werden kann. In der zugehörigen Software „Exponent“ stehen diverse Funktionen und Formeln bereit, um die erforderlichen Parameter zu erfassen und verschiedene Werte, wie zum Beispiel die Schüttgutfestigkeit, schnell und einfach zu berechnen.

Da die Schüttgutfestigkeit von der Verfestigungsspannung abhängt (ein stärker verdichtetes Pulver fließt wahrscheinlich weniger frei), hat sie als alleiniger Messwert meist nur geringe Aussagekraft. Ein gutes Maß für die Fließfähigkeit eines Pulvers ist der ffC-Wert. Er ergibt sich aus dem Verhältnis von Verfestigungsspannung σ1 zur Schüttgutfestigkeit σc. Der ffC-Wert wird auch als Fließindex bezeichnet und zum Vergleich zwischen Proben verwendet. Je größer der Fließindex, desto leichter fließt das Pulver bei gleicher Verfestigungsspannung.

 

Einfache Bestimmung des ffC-Wertes

Der ffC-Wert lässt sich mit dem Unconfined Yield Stress Rig einfach ermitteln. Bei diesem Versuch wird die Pulverprobe in einen Plexiglas-Zylinder gefüllt und mit einer definierten Kraft (Verfestigungsspannung σ1) verdichtet. Nach erfolgter Komprimierung des Pulverkuchens wird der Zylinder entfernt und der freistehende Pulverkuchen mittels Kompressionsversuch bis zum Bruch belastet (Schüttgutfestigkeit σc). Diese Versuche werden in der Regel bei unterschiedlichen Temperaturen und Lagerbedingungen der Pulver oder Granulate durchgeführt.

Der Texture Analyser von Stable Micro Systems ist die universelle Materialprüfmaschine für den Labortisch. Durch vielfältiges Zubehör eignet er sich für umfassende Tests und Analysen insbesondere in der Lebensmittelindustrie sowie in der Kosmetik- und der Pharmaindustrie.

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