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Pulveranbackungen durch einachsige Festigkeitsprüfung

Die Lagerung von Pulvermaterial in großen Mengen, z. B. in Big Bags, und das anschließende Stapeln von Big Bags verändert häufig die Fließeigenschaften des Materials und führt zum Phänomen des Anbackens von Pulver: Ein frei fließendes Material verwandelt sich in ein klumpiges Material mit drastisch verändertem und häufig unerwünschtem Fließverhalten. Die Ursache für solche Pulveranbackungen können physikalische oder mechanische Blockierungen sein. Aber auch komplexere Phänomene wie Phasenübergänge und die Verformung von Partikeln, entweder durch elastische oder plastische Verformung, können die Ursache sein. Variablen wie die Partikelgrößenverteilung, die Wechselwirkung der Oberfläche mit Feuchtigkeit und die Auswirkungen von Zeit und Temperatur sollten bei der Untersuchung des Phänomens der Pulveranbackung berücksichtigt werden.

Die einachsige Kompaktfestigkeitsprüfung ist ein sehr geeignetes Messverfahren, um das Phänomen des Anbackens von Pulver oder Granulat zu untersuchen und Veränderungen im Fließverhalten des Pulvers aufgrund von Verdichtung und Einschluss festzustellen. Diese Untersuchungen können über einen breiten Bereich von Verdichtungsdrücken, für eine unterschiedliche Dauer und unter einer Vielzahl von Temperatur- und relativen Feuchtigkeitsbedingungen durchgeführt werden. Bei einer solchen Studie über das Anbacken von Pulver wird das zu untersuchende Material bestimmten Verfestigungsbedingungen ausgesetzt, und anschließend wird die Bruchfestigkeit, d. h. die Kraft zum Aufbrechen des gebildeten undefinierten Pulverkuchens, bestimmt. Auf diese Weise können kritische Bedingungen für das Auftreten von Anbackungen identifiziert werden, und diese Informationen können genutzt werden, um die Produktformulierung, den Betrieb der Anlage oder die Lagerbedingungen zu ändern. Dies sollte dann zu einer verbesserten Produktqualität führen, da das Produkt ein zuverlässigeres Pulverfließverhalten aufweist und keine Pulveranbackungen auftreten.

Die Methode zur Messung der einachsigen Kompaktheit eignet sich auch zur Untersuchung der Rolle von Antibackmitteln oder Fließmitteln bei den untersuchten Pulverprodukten. Antibackmittel oder Fließmittel werden vielen pulverförmigen Produkten zugesetzt, um das Phänomen des Verbackens von Pulver zu minimieren und das Pulver fließfähig zu halten. Die einachsige Messung der Kompaktheit kann dabei helfen, die Konzentration des Fließmittels zu ermitteln und zu optimieren, um eine optimale Leistung zu erzielen.

Obwohl die Anbackungen meist bei Pulvern zu beobachten sind, können sie auch bei körnigen Materialien auftreten, die meist durch mechanische Blockierungen verursacht werden, da die Anzahl der Oberflächenkontaktpunkte im Vergleich zu Pulvern wesentlich geringer ist. Aus diesem Grund hat das Anbacken von Pulvern oft einen anderen Ursprung als das Anbacken von Granulaten.