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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