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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*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，當螺旋槳葉沿著指示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，開發出針對性強的設計，減少裝填粉體中的空氣含量，有效提高產量。

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，確保袋內低壓力，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，提高產量同時盡可能降低運營風險。