在最近的一项研究中,弗里曼技术和格里克进行实验来确定测量流性能的粉末与螺旋给料机的性能和价值是否可以用来预测支线输送粉末时性能
螺旋供料器在许多行业用于控制粉末的流动过程。粉的性质对馈线性能有直接影响,这使得必要的定制系统产品的处理。匹配不佳粉/馈线组合会导致饲料率低,高墙上螺杆扭矩和粉的积累,所有这些短期和长期运营效率降低。
螺旋供料器由一个或多个旋转螺旋输送器或螺旋安装在一个封闭的房间。随着螺旋旋转,根据阿基米德螺旋粉转移原则。三个因素直接影响馈线的规范:
关键变量,可以操纵来满足需求包括:给料机的大小(直径和长度);几何、驱动器和螺距的螺旋;和配件用于确保一致的流。振动供料器和流化床/搅拌进料斗中所有可能的选项。进给速率可以控制体重的基础上(重量)或体积(容积)。
指定任何给定应用程序的最佳螺旋加料器是经营成功的关键
指定任何给定应用程序的最佳螺旋加料器是经营成功的关键。馈线匹配不佳的产品可能会与贫穷相关的操作。例如,流量不稳定或控制不佳,直接影响整个过程的性能和效率。或者,如果粉有凝聚力,材料内的设备的积累可能是有问题的,特别是如果有频繁的产品转换和敏感批次污染。
了解如何描述粉末来预测性能在不同设备因此极有帮助。在螺旋给料机,粉末受到不同的环境,从进料斗进入强制流动的引力,在旋转压实流态钻(s)。
粉末的方式回应这些条件取决于其属性。在这项研究中,实验进行了评估属性是否使用FT4粉流变仪测量与给料机的性能。目的是评估预测器性能的可行性从粉属性来帮助确定一个最佳的螺旋加料器任何材料的解决方案。
关联粉属性与螺旋加料器性能:实验研究是进行识别五粉下面详细的属性之间的相关性和他们的性能在两个不同的螺旋供料器。
每个样品粉末使用FT4粉流变仪进行测试1。动态的、体积和剪切特性测量的高度可重复性(RSD < 5%)。样本然后运行通过两个不同的格里克螺旋供料器确定体积流量(L / hr)在一个螺旋旋转速度相当于80 hz。体积流率(L / hr)计算测量的质量流率(公斤/小时)和密度。
使用的螺旋供料器diwe - gld - 87 VR,飞单螺杆加料器使用管3号和DIWE-GZD平底双螺杆给料机使用一个12 x 13.5毫米管锥形核心。GLD机器是一个紧凑,多功能干固体给料机用于高精度喂养在中试规模的应用程序,对于那些需要频繁转换材料。GZD单元是一个紧凑,自洁式双螺杆挤出机用于小容量应用程序和特别适合材料流动特性较差。
表1显示了数据集的所有五个粉。进行多元线性回归确定关系的数据。这是一个数学的过程产生一个方程定量依赖(y)参数在影响力方面,独立变量(x)。这个过程生成一个“p”为每个参数值,指示的概率关系统计参数的贡献微不足道。p值越高,越有可能参数没有影响的关系。一个较小的p值是因此更相关的参数。在这项研究中p值为0.1时被定义为上限参数较高的p值被淘汰。
表1:动态、体积和剪切特性五粉末与体积流量运行时通过GLD螺旋加料器
GLD馈线,多元线性回归一步生产以下关系:
R2是衡量之间的合适的模型和数据。值接近统一表示一个不错的选择。这种关系表明,只有两个动态属性需要强劲预测器性能——特定的能源(SE)和流量指数(星期五)。星期五描述粉末的流动阻力改变流量的函数。它是由不同的速度模拟螺旋叶片。
流能量测量使用的叶尖速度100,70,40 - 10毫米/秒。星期五的比率是流动能以10毫米/秒以100毫米/秒。一个星期五大于1表明,流动阻力的增加,当粉被迫流得更慢。所有的粉末在这项研究中生成一个星期五> 1,因此表现出剪切稀化行为。
图2显示了五个粉的流速测量值预测的模型。R2值所显示,预测值GLD馈线准确地描述观察到的性能。
图2:预测和实际饲料利率五GLD馈线的粉末
确定模型的预测能力,两个额外的粉末进行了测试,水泥和乳糖。图3显示了所有七个材料测量流速,以及预测的属性值。修订R2确认关闭协议之间的预测和测量流速七材料,证明预测体积流率的可行性从粉属性。
图3:预测和实际饲料利率七粉GLD馈线,说明模型的预测能力体积流率
重复相同的过程来获取模型的预测性能GZD支线(参见表2中的数据)。
表2:动态、体积和剪切特性五粉末与体积流量运行时通过GZD螺旋加料器
更简单的相关性观察与充气能源(AE),发现一个高度相关的参数。
AE时材料的流动能量测量样品加气流动的空气通过它在定义速度,在这种情况下40毫米/秒(AE40)。粘性粉末往往有一个相对较高的AE,由于曝气不显著改变其流动阻力。能自由流动的粉末可以生成AE fluidise值接近于零。这里的材料测试表现出广泛的AE值,但AE和体积流率之间的关系仍然强劲。
图4显示了五个测量流速粉末以及派生模型预测的值。R2值所显示,预测值再次准确描述GZD给料机的性能。这项研究还扩展到验证模型的能力来预测水泥和乳糖的流率。和之前一样,保持强劲的相关性预测模式(参见图4)。
图4:预测和实际饲料利率七粉GLZ馈线,说明模型的预测能力体积流率
从这个研究结果证明的能力发展强劲的粉属性之间的相关性和体积流率不同的螺旋供料器。每个支线对粉是反映在不同条件下粉的属性,发现相关的预测性能。然而,在这两种情况下动态属性,被发现是最相关的。
这种方法可以应用于确定相关性预测的性能在一个广泛的加工设备。多方面的粉描述提供了一个重要的基础通过识别属性相关的任何单位操作的性能。因此粉测试人员,使这种方法可以优化的过程。
FT4粉流变仪使散装、剪切和动态流特性测量,提供多方面的粉末测试方法可用于识别属性,决定过程性能。
动态粉测试开发的需要测量粉末流动性的情况下,密切代表过程的环境。动态属性决定通过测量转矩和力作用在螺旋叶片旋转通过粉末样品沿着路径定义(见插图)。因此有一个很容易理解测量原理,可以直观地与流动行为在许多单元操作,如螺旋喂。
基本流动性测量能源(BFE)描绘洪涝频发向下遍历的强制条件下叶片和反映出粉末流在承压状态。相比之下,特定的能量(SE)测量叶片向上传播实施温和提升行动。这个参数密切反映低压力的行为,无拘束的环境。
一系列的其他动态属性可以通过扩展这些协议评估调查粉末性能的方式中。动态测试方法是定义良好的、自动化和合并样本条件确保粉末测试可再生的状态。动态测试通常可以区分粉末,其他技术建议是相同的。
这种方法,结合一个独特的能力来衡量粉末在合并,条件,充气甚至fluidised州,使流程相关研究动态测试一项强大的技术。
FT4粉流变仪是一个注册的名字弗里曼技术
1。弗里曼R。测量合并的流动性质,条件和加气粉——一个比较研究使用粉流变仪和旋转剪切细胞”,粉技术174年(2007)的男性。
杰米•克莱顿运营总监,弗里曼的技术
Doug Millington-Smith应用专家,弗里曼技术
董事总经理拉尔夫Weinekotter,格里克AG) (www.gericke.net)
