En
Việc hiểu rõ đặc tính dòng chảy của cà phê bột là yếu tố then chốt để đảm bảo tính nhất quán trong sản xuất, duy trì kiểm soát chất lượng, cũng như tối ưu hóa thiết kế bao bì và thiết bị. Phân tích này giúp ngăn ngừa các vấn đề như vón cục và chiết xuất không đồng đều, từ đó mang lại sản phẩm chất lượng tốt hơn và quy trình chế biến hiệu quả hơn.
Thiết bị thử nghiệm:
- Thiết bị: Máy kiểm tra lưu lượng bột Brookfield (PFT)
- Khay chứa: 230 cc, đường kính 6 inch
- Loại nắp: Nắp cánh gạt, thép không gỉ 304, 33cc, đường kính 6 inch
- Loại thử nghiệm: Thử nghiệm hàm dòng chảy
- Điều kiện: Nhiệt độ phòng (70-72°F), Độ ẩm: 48%
Phương pháp thử nghiệm:
Một máy PFT được trang bị phần mềm Powder Flow Pro đã được sử dụng để đánh giá cà phê bột. Quy trình bao gồm:
Thời gian thử nghiệm hàm dòng chảy: 25 phút
- Múc cà phê bột vào khay chứa.
- Sử dụng dụng cụ gạt để phân phối đều bột và tạo hình mẫu thử.
- Ghi lại trọng lượng mẫu và nhập vào phần mềm.
- Chạy thử nghiệm hàm dòng chảy tiêu chuẩn.
Các thông số đo được:
- Khả năng chảy: Dễ chảy
- Mật độ khối: 308 kg/m³ (mật độ đổ đầy) đến 399 kg/m³ (mật độ khối sau nén
Phân tích:
- Hình dạng phễu: Hình nón
- Kích thước tạo vòm: 0.119 m (119 mm, 4.6 inch)
- Đường kính lỗ chuột: 0.567 m (cho đường kính bồn chứa là 2 m)
Kết quả:
Hàm lưu chuyển:
Khả năng tạo dòng chảy của cà phê bột ở các mức áp suất nén khác nhau được minh họa trong Hình 1. Kết quả cho thấy nhìn chung cà phê bột dễ chảy (easy flowing) ở nhiều mức áp suất nén khác nhau. Tuy nhiên, ở mức áp suất nén thấp nhất, vật liệu gia tăng độ bền liên kết và trở nên kết dính khi hệ thống cấp liệu trống dần.
Hình 1
Tạp vòm và Tạo lỗ chuột:
Hình 2 cung cấp kích thước tạo vòm tới hạn và đường kính tạo hố chuột cho một bồn chứa tiêu chuẩn có đường kính 2 mét và chiều cao 8 mét. Để ngơn chặn hiện tượng tạo vòm, yêu cầu cửa xả phải có kích thước ít nhất là 0,119 mét. Để – ngơn chặn hiện tượng tạo hố chuột, cửa xả cần rộng 0,567 mét. Các giá trị này chỉ ra rằng cà phê bột có khả nơng tạo dòng chảy dễ dàng trong hầu hết các điều kiện.
Hình 2
Mật độ khối:
Hình 3 hiển thị mật độ khối của cà phê bột ở các mức áp suất nén khác nhau. Cà phê bột có mật độ nạp đầy khoảng 308 kg/m³, giá trị này tăng lên xấp xỉ 399 kg/m³ tại mức áp suất nén khoảng 12,685 kPa. Nhìn chung, một loại bột chảy tự do sẽ có sự thay đổi nhỏ về mật độ khối, trong khi bột có tính kết dính sẽ cho thấy sự gia tăng đáng kể. Sự thay đổi mật độ khối của cà phê bột trong trường hợp này là tương đối nhỏ, cho thấy đây là loại bột dễ chảy.
Hình 3
Kết luận:
Cà phê bột là loại bột dễ chảy ở hầu hết các mức áp suất nén. Tuy nhiên, nó trở nên kết dính ở mức áp suất nén rất thấp, điều này có thể gây ra một số vấn đề nhỏ về khả năng tạo dòng chảy khi hệ thống cấp liệu trống dần. Mặc dù vậy, các đặc tính dòng chảy tổng thể của cà phê bột là rất thuận lợi, cho thấy nó có khả năng chảy dễ dàng trong hầu hết các điều kiện. Kích thước tạo vòm tới hạn là 119 mm và đường kính tạo lỗ chuột là 0,567 mét cung cấp các ước tính an toàn để đảm bảo dòng chảy thông suốt trong các ứng dụng thực tế.