Płynność

Płynność nie jest stałą właściwością materiału – powstaje w wyniku współdziałania proszku, dodatku i procesu mieszania. Szczególnie w przypadku proszków o słabej płynności to właśnie rodzaj mieszania decyduje o tym, czy minimalne ilości środka wspomagającego płynność mogą w ogóle wywrzeć swój wpływ. Warunkiem jest proces mieszania, który działa wydajnie, szybko, a jednocześnie delikatnie. Tylko w ten sposób dodatki są precyzyjnie rozprowadzane w miejscach styku cząstek, bez powodowania niepotrzebnego zagęszczenia, rozwarstwienia lub tworzenia aglomeratów.

Do oceny sypkości wykorzystuje się różne parametry. Prostym, praktycznym parametrem jest kąt nachylenia (zwany również kątem wysypu). Opisuje on kąt nachylenia swobodnie wysypanego stożka proszku i wynika z geometrii:

tan(α) = H/R​

• • α to kąt nachylenia
• • H to wysokość stożka wysypu
• • R to promień podstawy

Małe kąty nachylenia wskazują na dobrą sypkość, duże kąty na właściwości kohezyjne lub słabą sypkość. Kąt nachylenia wrażliwie reaguje na zastosowanie środków wspomagających sypkość – jednak jest to powtarzalne tylko wtedy, gdy są one równomiernie rozłożone. Właśnie tutaj ujawnia się znaczenie odpowiedniej koncepcji mieszania.

W celu uzyskania wiarygodnego, ilościowego opisu często stosuje się badania Andrew Jenike-Schera. Dostarczają one tzw. funkcję płynięcia FF, która opisuje zależność między jednoosiową wytrzymałością na ściskanie σ_c a głównym naprężeniem normalnym σ1:

FF = σ₁/σ_c

Na podstawie tych parametrów można klasyfikować proszki i określać miejsca przepływu w silosach – na przykład w celu zaprojektowania otworów wylotowych, nachyleń ścian i urządzeń wspomagających wypływ. Im wyższa funkcja przepływu, tym lepsza jest sypkość materiału. Proszki o FF<4 są na przykład uważane za słabo płynne, podczas gdy substancje o FF>10 są swobodnie płynne.

Najważniejsza zasada pozostaje niezmienna: środki wspomagające przepływ działają nie poprzez ilość, ale poprzez rozkład. Efektywny, delikatny proces mieszania może w sposób ukierunkowany poprawić sypkość, zmniejszyć kąt nachylenia ścianek i zmienić funkcje przepływu – a tym samym ustabilizować cały łańcuch procesowy, od transportu, przez magazynowanie, aż po dozowanie.