Phân tích khả năng chảy của bột baking soda

Việc hiểu rõ các đặc tính dòng chảy của baking soda là rất quan trọng, đặc biệt là khi nó được lưu trữ và xử lý với số lượng lớn, nhằm đảm bảo quá trình chế biến hiệu quả và chất lượng sản phẩm đồng nhất trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Thiết bị thử nghiệm:

• Thiết bị: Máy kiểm tra lưu chuyển bột Brookfield (PFT)

• Khay chứa mẫu: 230 cc, đường kính 6 inch (Thể tích tiêu chuẩn)

• Các loại nắp:

  • Nắp cánh gạt, 33cc, đường kính 6 inch

  • Nắp ma sát tường, bề mặt hoàn thiện 2B, đường kính 6 inch

• Loại thử nghiệm: Thử nghiệm đặc tính dòng chảy, Thử nghiệm ma sát tường

• Điều kiện: Nhiệt độ phòng (70-72°F), Độ ẩm: 48%

Phương pháp thử nghiệm: Một thiết bị PFT được trang bị phần mềm Powder Flow Pro để điều khiển thiết bị tự động và thu thập dữ liệu đã được sử dụng để đánh giá baking soda. Quy trình bao gồm các bước sau:

Thời gian thử nghiệm đặc tính dòng chảy: 25 phút Thời gian thử nghiệm ma sát tường: 13 phút

1. Xúc bột baking soda vào khay chứa mẫu.

2. Sử dụng dụng cụ gạt để phân phối đều bột.

3. Ghi lại trọng lượng mẫu và nhập vào phần mềm.

4. Tiến hành thử nghiệm đặc tính dòng chảy tiêu chuẩn, sau đó là thử nghiệm ma sát tường.

Các thông số được đo:

• Khả năng lưu thông: Từ rất kết dính đến kết dính

• Góc ma sát tường: 35° đến 27°

• Mật độ khối: 1000 kg/m³ (mật độ đổ đầy) đến 1100 kg/m³

Phân tích:

• Hình dạng phễu: Hình nón

• Hệ số dòng chảy tạo vòm: 1.40

• Kích thước tạo vòm tới hạn: 90.2 mm (3.55 in.)

• Đường kính lõi rỗng: Phụ thuộc vào đường kính bồn chứa

Kết quả:

Hàm lưu chuyển: Hình 1 cho thấy khả năng lưu thông của baking soda được đo lường qua các mức áp suất nén khác nhau, cho thấy hành vi kết dính nói chung. Ở mức áp suất rất thấp (dưới 1.5 kPa), baking soda trở nên rất kết dính.

Ma sát thành: Hình 2 cho thấy các góc ma sát thành được đo ở các mức áp suất pháp tuyến khác nhau bằng cách sử dụng nắp đậy bằng thép không gỉ. Góc ma sát thành hiệu dụng xấp xỉ 35° ở mức áp suất pháp tuyến thấp (0.5 kPa) và giảm xuống còn khoảng 27° khi mức áp suất tăng lên (4.75 kPa).

Mật độ khối: Hình 3 cho thấy mật độ khối của baking soda tăng từ khoảng 1000 kg/m³ ở mật độ nạp liệu lên khoảng 1100 kg/m³ dưới áp suất nén 4.5 kPa. Sự thay đổi này làm nổi bật tác động đáng kể của áp suất đối với mật độ khối của các vật liệu có tính kết dính như baking soda.

Kết luận: Phân tích cho thấy baking soda có tính kết dính rất cao ở mức áp suất nén thấp và vẫn duy trì tính kết dính ngay cả ở mức áp suất cao hơn. Hành vi này có thể dẫn đến các vấn đề tiềm ẩn về khả năng lưu thông, chẳng hạn như hiện tượng tạo vòm và tạo lõi rỗng trong phễu. Để ngăn chặn hiện tượng tạo vòm, điều thiết yếu là phải đảm bảo cửa xả của phễu vượt quá kích thước tạo vòm tới hạn là 90.2 mm. Đường kính lõi rỗng, thay đổi tùy theo đường kính bồn chứa, có thể được tính toán chính xác bằng phần mềm Powder Flow Pro.