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HAVER&BOECKER 作為專業的制造業裝填和篩分設備供應商，主要提供粉體和顆粒成套裝填解決方案，包括：存儲筒倉和料斗、麻袋裝填站、定量和稱重系統以及氣動輸送設備。

為確保設備選型和優化，HAVER&BOECKER 購置了FT4粉體流變儀，測量材料的流動性以改進設備的設計與規格，應對各種新產品帶來的加工難題。

裝填過程中的流動性

通常測量密度、粒徑分布、水分、脂肪含量等特性來指導設備選型。這些參數都會影響食品材料的特性以及流動性，這也是加工和裝填中的關鍵屬性。同時HAVER&BOECKER 發現即使綜合以上參數也不足以完全量化流動性并與設備性能進行關聯。

HAVER&BOECKER 早期使用剪切盒測量粉體的粘性，但測量一種產品就要花費半天時間，鑒于操作人員技術各不相同，導致粉體出現“自由流動”和“具有粘性”兩種極端結果。很顯然，剪切盒這一技術也并非理想的解決方案。之后HAVER&BOECKER開始研究替代方案，FT4所提供的動態測試十分靈敏，可區分剪切盒分析下近似的粉體。

應用動態測試數據

*FT4粉體流變儀：流動能測試過程及流動能結果示意圖

動態粉體測試涉及測量運動過程中的粉體，當螺旋槳葉沿著指定的路徑在材料內旋轉時，測量作用于槳葉上的扭矩和力，確定粉體流動所需的能量。可以測試固結狀態、中等應力、充氣甚至流化狀態下的樣品，滿足日常加工所需的應力范圍。參數基本流動能（BFE）具有良好的區分度，能夠檢測出相對微小的顆粒間變化，并與加工過程相關聯。

通過測量處理后粉體的BFE，發現具有相同或相近BFE值的粉體往往需要相似的裝填設備，但其它特性也應予以考慮。通過將動態測量與經驗相結合，建立并優化了公司內部設計流程，開發出針對性最強的設計，最大程度地減少裝填粉體中的空氣含量，實現產量最大化。

表1顯示了兩種不同可可粉的測試數據，包括水分含量、松裝密度和BFE值。這些數據顯示，雖然它們是“相同”的樣品，但實際上有著顯著差異。1號可可粉具有較大的松裝、壓實密度，也呈現均勻的充氣特性，表明充入空氣后幫助流動。與之相比，2號可可粉在充氣時形成通道，通常與較強的顆粒間作用力相關，同時脫氣也更快。這些特性都與裝填解決方案的選擇密切相關。而2號可可粉的BFE明顯低于1號可可粉，表明該樣品更易于流動。

在裝填機對兩種產品進行測試（參見下圖）。傾斜式壓力倉，方便卸料和清潔，也可根據產品特性改變充氣速率。裝填時持續吸氣，確保袋內壓力最低，實現較高的裝填率。在試驗中，裝填一袋25公斤的2號可可粉需要23秒。這樣，裝填機每小時產量為110袋。如BFE圖所示，1號可可粉流動性不佳，裝填一袋需要30秒。機器每小時產量降至90袋。其他產品也驗證了BFE值可用于預測裝填解決方案的性能，確保裝填率和產量達到預期效果。尤其需要注意的是雖然壓實、堆積密度是常規的測量項目，但該值并不能用于區分流動屬性。經驗顯示，松裝密度受到溫度、濕度、原材料質量和樣品處理的影響，無法與裝填性能直接相關。

*裝填設備示意圖

總結

動態流動表征為裝填解決方案的設計和選擇提供了理論基礎。對 HAVER&BOECKER 而言，采用FT4粉體流變儀測量已驗證有效。通過對每種樣品的流動性測試，將結果與過去十年的加工經驗相結合，確定每種產品最佳的裝填機選型，開發解決方案數據庫，實現產量最大化的同時盡可能降低運營風險。