Мерная таблица для сыпучих продуктов: в ложках и стаканах – Bene Gusto

Таблица мер и весов, просто о сложном (сыпучих, бобовых, круп и тд)

Давно собиралась написать эту действительно нужную статью. Ведь во многих рецептах на нашем сайте используются граммы в указании количества ингредиентов. Граммы также используются в калькуляторе питания. Но не у всех читателей есть мерные стаканы и ложки. Поэтому запоминайте таблицы мер и весов, или сохраняйте статью в закладки. Думаю, эта информация будет полезна.

Сразу скажу, что просто банально перепечатывать таблицу мер и весов я не стану. Мне кажется, что для максимального удобства нужно понять сам принцип таких таблиц. Многие продукты на самом деле похожи по своей плотности, и их вес в мерных емкостях похож. Запомнив пару значений, можно на глаз измерять кучу продуктов.

Начну с жидкостей. Посмотрите на таблицу популярных жидкостей при приготовлении блюд.

Таблица мер и весов жидкостей (грамм)

Обратите внимание, что очень жидкие продукты (вода, уксус и лимонный сок) имеют схожие граммы. А чем гуще жидкость, тем больше вес. Так легко запомнить, что:

• Стакан жидкости – это вес около 200 грамм. Чем гуще, тем больше грамм.
• Столовая ложка жидкости – вес около 15-20 грамм.
• Чайная ложка жидкости – вес около 5-10 грамм.

Как Вы поняли, для примерного подсчета углеводов в калькуляторе достаточно понять принцип. Если нужно точнее, покупайте мерные емкости.

Таблица мер и весов круп (грамм)

Сразу по таблице видно, что:

• Овсянки и хлопьев, то есть легких круп, по весу меньше, чем более тяжелых круп. Стакан – это около 60 грамм, столовая ложка – около 10, чайная ложка – 3 грамма.
• Более тяжелые крупы имеют следующие граммовки. Стакан – около 200 грамм, столовая ложка – 20-25 грамм, чайная ложка – около 8 грамм.

Таблица мер и весов бобовых (грамм)

С бобовыми еще проще. Чем они крупнее, тем меньше грамм будет в мерной емкости.

В одном стакане около 200 грамм бобовых, в столовой ложке – около 20, в чайной – около 4.

Таблица мер и весов сыпучих (грамм)

Из таблицы можно заметить следующие закономерности.

• Вес муки одинаков, независимо от вида. В стакане это 130 грамм, в столовой ложке – 30 грамм, в чайной ложке – 10 грамм. Легко запомнить. Исключение могут составлять редкие сорта муки, например, тыквенная. Она будет более влажная, и весить будет немного больше.
• Очень похож вес у лимонной кислоты, сахара, соды и соли. Да они и внешне похожи. Вес этих пищевых добавок будет следующий. Стакан – 180 -200 грамм, столовая ложка – около 25-30 грамм, чайная ложка  — около 8-10 грамм.

Тут стоит ответить еще на один популярный вопрос – сколько это щепотка? Ответ – в кулинарный кругах принято считать, что это треть чайной ложки.

Теперь давайте поговорим про продукты, которые я часто указываю в штуках. В идеале, конечно, Вам необходимы весы. Но когда их нет, можно воспользоваться примерными значениями. Особенно, когда у Вас средняя луковица, морковка или другой популярный продукт.

Таблица мер и весов в штуках (грамм)

Опытные кулинары и люди на диете на глаз легко определяю примерное количество грамм в продуктах. Все приходит с опытом. Поэтому запоминайте, и вскоре никакие таблицы Вам будут не нужны.

Надеюсь, данная статья была Вам полезна. Конкретно вес по продуктам можно узнавать в интернете, введя фразы типа сколько грамм того-то в такой-то ложке. Есть специальные сайты, контент которых полностью состоит их такой информации.

Считайте правильно вес продуктов, хлебные единицы блюд, и будьте здоровый.

В комментариях напишите, как Вам больше нравится указание веса в ингредиентах — в граммах или в ложках, штуках или стаканах.

Измерение твердых тел в резервуарах: уровень по отношению к объему

На шахте или перерабатывающем заводе, где сыпучие материалы хранятся в резервуарах, силосах и других емкостях, важно знать, сколько их находится внутри каждого контейнера по многим причинам. К ним относятся:

• Управление запасами сырья, промежуточного производства и готовой продукции
• Управляйте производительностью процесса, чтобы обеспечить гибкость в управлении потоком
• Обеспечение безопасности людей, оборудования и окружающей среды

За последнее десятилетие технологии измерения уровня стали более универсальными, надежными и экономичными. Многие пользователи обновили ручные измерения и опросы по запросу до непрерывного автоматического измерения и контроля уровня. Преимущества этих улучшений включают улучшение инвентаризации и управления технологическим процессом, а также повышение безопасности персонала, поскольку рабочим не нужно проверять, открывая и заглядывая в люки резервуара.

Хотя большинство этих достижений были связаны с приложениями для измерения уровня жидкостей, соответствующие разработки теперь позволяют аналогичные улучшения для измерения уровня твердых веществ.

Получите дополнительную информацию о контрольно-измерительных приборах на Международной конференции и выставке порошков и сыпучих материалов, 3-5 мая 2016 г.

Измерение уровня твердого вещества и жидкости
При применении жидкости пользователю просто нужно измерить одно место на поверхности, потому что уровень в одном месте такой же, как и в любом другом месте. Это не относится к твердым веществам, где содержимое не оседает полностью (рис. 1), а уровень на пике может сильно отличаться от уровня в долине.

В зависимости от того, сколько материала может накапливаться перед скольжением — характеризуемого углом естественного откоса — и ширины емкости, разница между пиками и впадинами может достигать 100%. В таблице 1 показан угол естественного откоса для типичных твердых материалов (плюс вода для сравнения, которая, конечно же, равна нулю).

Чтобы понять, как это влияет на работу, рассмотрим пример. Уровень в одном месте емкости может составлять 50%, но непосредственно под точкой наполнения может образоваться пик, достигающий 100%.Глядя только на пик, можно предположить, что нельзя добавить дополнительный материал, поэтому емкость фактически заполнена.

Однако непосредственно над точкой опорожнения могла образоваться «дыра», поэтому, когда оператор открывает сливной порт, ничего не выходит. В этот момент уровень фактически равен 0%, потому что удалить больше материала невозможно.

Средний уровень может находиться в диапазоне 0–100%, поэтому невозможно использовать какое-либо единичное измерение уровня, чтобы судить о том, сколько материала на самом деле находится в емкости. Вместо этого пользователь должен заботиться о максимальном уровне, минимальном уровне и общей громкости.

Технологии измерения уровня и объема твердых тел
Как только подход пользователя переходит к измерению объема, а не уровня, можно применять различные технологии (рис. 2). Наиболее распространены радиолокационные (контактные и бесконтактные), ультразвуковые и звуковые (акустические).

Для сыпучих материалов радар обеспечивает максимальную универсальность:

• Он обеспечивает очень быструю реакцию на изменения уровня, что делает его пригодным для управления технологическим процессом в реальном времени и приложений безопасности
• На скорость радара не влияют изменения в паровом пространстве, такие как влажность, температура, состав или давление / вакуум, что обеспечивает лучшую точность, чем технологии скорости звука.
• При соответствующем нагреве или продувке радар может противостоять конденсации и пыльной среде.
• Контактный радар (направленная волна) фокусирует энергию радара в волноводе, чтобы максимизировать мощность сигнала в сложных приложениях. Если контактный радар не может быть применен, например, если он заблокирован мешалкой или внутренними частями судна, бесконтактный радар часто может быть эффективно использован.
• Радиолокационные волноводы и антенны доступны из сплавов, способных противостоять коррозионным элементам, а также очень высоким давлениям и температурам.
• На радар редко влияют помехи, потому что он использует частотный диапазон, в значительной степени невосприимчивый к шуму от двигателей, конвейеров или другого оборудования.
• Контактные и бесконтактные радары знакомы большинству пользователей по их широко распространенному применению для измерения уровня жидкостей.

Ультразвук подходит для применений, где паровое пространство одинаково по составу, а температура остается относительно стабильной или регулируемой. Температура имеет решающее значение, потому что она влияет на скорость звука.Хотя ультразвуковые устройства не обладают широким диапазоном рабочих температур или давлений, как у радара (ультразвуковые устройства вообще не работают в вакууме), они подходят для многих приложений, даже с агрессивной атмосферой.

Звуковые (акустические) конструкции похожи на ультразвуковые, но работают на более низких частотах. Эта характеристика особенно полезна в пыльных применениях, поскольку низкочастотные звуковые волны меньше поглощаются при прохождении сквозь пыль, чем высокочастотные звуковые волны (рис. 3).Короткие волны высокочастотных звуковых волн намного меньше, чем частицы пыли, поэтому вибрации поглощаются, а не передаются повторно. Более длинные волны низких частот более сопоставимы с размером частиц пыли, а колебания происходят достаточно медленно, чтобы большая часть энергии передавалась от частицы к частице, а не поглощалась. Акустические устройства также могут быть самоочищающимися. Как драйвер громкоговорителя, они выбрасывают воздушные потоки, отгоняя частицы пыли от антенны.

Последним преимуществом более низкой частоты является более широкий угол луча. В жидкостных приложениях обычно предпочтительнее узкий угол луча, поскольку узкий луч может быть направлен во избежание ложных отражений. Это особенно важно, когда антенна устанавливается внутри высокого патрубка (или сопла), потому что отражения от внутренней стороны патрубка создают шум, который может подавить истинный сигнал, отраженный от жидкости.

В приложениях с твердыми телами, где цель состоит в том, чтобы нанести на карту как можно больше поверхности, предпочтителен широкий угол луча.Более широкие углы луча требуют, чтобы антенна устройства находилась внутри судна, а не внутри канавки, но при правильной установке звуковые устройства могут отображать большую часть поверхности с меньшим количеством антенн. Даже при широких углах луча обычно требуется несколько антенн для получения полной карты поверхности от стены до стены в емкостях, бункерах и силосах широкой или неправильной формы (рис. 4).

Чтобы создать трехмерную модель поверхности твердого тела вместо одного уровня, устройству необходимо получить координаты осей x, y и z в нескольких точках на поверхности.Подобно приемнику GPS, для этой триангуляции требуются как минимум три отдельные частоты вещания и приемные антенны. После получения подробной карты поверхности рассчитывается общий объем на основе известной формы сосуда. Общее разрешение и детализация поверхности зависят от количества точек измерения. Более высокое разрешение обеспечивает более точный расчет объема, но требует большей вычислительной мощности, что иногда требует внешней обработки данных.

Улучшение управления запасами
Хотя иногда они используются для управления технологическим процессом, большинство измерений объема твердых веществ в обрабатывающих отраслях используются для управления запасами, такими как сырье, промежуточные продукты и готовая продукция.Компании с плохим управлением запасами могут столкнуться с проблемами, если у них нет точного представления о том, что находится внутри всех этих контейнеров:

• Производство замедляется или останавливается, когда заканчивается сырье
• Производство замедляется или останавливается, потому что все места для готовой продукции заполнены
• Входящие поставки сырья должны быть перенесены из-за нехватки места для хранения
• Исходящие поставки продукции должны быть отложены, если запасы не соответствуют ожиданиям.

Если завод не может точно и надежно измерить объемы твердых материалов в различных емкостях, может произойти любой или все эти сценарии. Некоторые пытаются компенсировать это дополнительным страховочным запасом, но это очень дорого. Как показано на Рисунке 5, затраты на поддержание запасов могут составлять 25% в год или более от стоимости запасов, при условии, что на заводе уже имеется достаточное пространство для хранения. Необходимость добавления дополнительных складских площадей повлечет за собой капитальные затраты на суда, вспомогательную инфраструктуру и соответствующее погрузочно-разгрузочное оборудование.

Улучшенное онлайн-измерение объема, включая точную визуализацию пиков и впадин, снижает риски переполнения или истощения емкости. Со временем руководство приобретает уверенность в сокращении страховых запасов, снижая затраты на инвентаризацию. Преимущество сокращения страховых запасов, конечно же, заключается в снижении затрат на транспортировку. В таблице 2 показан пример расчета стоимости 20% сокращения страхового запаса для емкости, содержащей карбонат кальция, исходя из 25% годовых затрат на содержание.

Выводы
Поверхность твердого материала, содержащегося в емкости, обычно неровная, поэтому измерение уровня в одном месте на поверхности не дает много полезной информации.Самый важный шаг в построении более совершенной программы управления запасами — это переход к измерению объема, а не уровня.

Выбранная технология — радиолокационная, ультразвуковая, акустическая или другая — должна использоваться для измерения уровней в нескольких точках на поверхности и создания карты поверхности от стены до стены внутри емкости. Обладая достаточной детализацией, эта карта может обеспечить точный расчет объема и лучшую видимость независимо от пиков и впадин. Установка такой возможности требует капитальных вложений, но прибыль, полученная за счет более эффективного управления запасами, может очень быстро окупить эти затраты.

Марк Менезес, инженер, менеджер компании Emerson Process Management в Канаде. Для получения дополнительной информации посетите www2. emersonprocess.com .

Таблица 1 Источник: Clover, T. J., 1995. Pocket Ref. Секвойя Паблишинг. ISBN 978-1885071002

Reade Advanced Materials — Таблица преобразования плотности

Предоставлено: Американское общество вакуума

Преобразование плотности:

1 мг / см3 = 1 г / см3

1 г / см3 = 0,0361 фунт / дюйм3 (фунт на кубический дюйм)

Предоставлено: д-р Р. М. Герман, Наука о порошковой металлургии, второе издание

Общие определения:

• Плотность: Одно из наиболее распространенных измерений плотности включает определение геометрического пространства, занимаемого внутри оболочки твердого материала… включая любые внутренние пустоты, трещины или поры. Это называется геометрической, конвертовой или объемной плотностью и соответствует истинной плотности только в том случае, если в измеряемом материале нет внутренних отверстий.

• Абсолютная плотность :
  1) Отношение массы объема твердого материала к тому же объему воды.
  2) Масса единицы объема твердого материала, выраженная в граммах на кубический сантиметр.

• Кажущаяся плотность : Вес единицы объема порошка, обычно выражаемый в граммах на кубический сантиметр, определяемый особым методом

• Насыпная плотность : Порошок в контейнере или бункере, выраженный в единицах массы на единицу объема

• Отношение плотности : Отношение определенной плотности прессовки к абсолютной плотности металла того же состава, обычно выражаемое в процентах.Также называется теоретической плотностью в процентах

• Плотность в сухом состоянии : Масса единицы объема непропитанной спеченной детали

• Green Density : плотность зеленого компакта

• Плотность упаковки : См. Предпочтительный термин плотности утряски

• Tap Density : Плотность порошка, когда объемный резервуар постукивается или подвергается вибрации при определенных условиях во время загрузки.Каждая частица твердого материала имеет одинаковую истинную плотность после измельчения, измельчения или обработки, но больше геометрического пространства занимает материал. Другими словами, геометрическая плотность меньше … приближается к 50% от истинной плотности, если частицы имеют сферическую форму. Обработка порошкообразного материала или его вибрация заставляет более мелкие частицы продвигаться в промежутки между более крупными частицами. Геометрическое пространство, занимаемое порошком, уменьшается, а его плотность увеличивается. В конечном итоге невозможно измерить дальнейшую естественную упаковку частиц без добавления давления.Достигнута максимальная упаковка частиц. При контролируемых условиях скорости выпуска, усилия (падения) и диаметра цилиндра условие максимальной эффективности набивки хорошо воспроизводимо. Это измерение плотности утряски формализовано в методе определения кажущегося объема Британской фармакопеи, ISO 787/11 и стандартных методах испытаний ASTM B527, D1464 и D4781 для плотности утряски.

• Истинная плотность : Истинная плотность порошков часто отличается от плотности сыпучего материала, потому что процесс измельчения или измельчения изменяет кристаллическую структуру около поверхности каждой частицы и, следовательно, плотность каждой частицы в порошке.Кроме того, пустоты на поверхности частицы, в которые не проникают жидкости, могут создавать кажущийся объем, который вызовет серьезные ошибки при измерении плотности путем вытеснения жидкости. Пикнометры от Quantachrome специально разработаны для измерения истинного объема твердых материалов с использованием принципа Архимеда вытеснения жидкости (газа) и техники расширения газа. Истинные плотности измеряются с использованием газообразного гелия, поскольку он проникает в каждую дефектную поверхность на глубину примерно до одного Ангстрема, что позволяет измерять объемы порошка с большой точностью. Измерение плотности путем вытеснения гелия часто может выявить наличие примесей и закупоренных пор, которые невозможно определить никаким другим методом.

• Плотность во влажном состоянии : Масса единицы объема спеченной детали, пропитанной маслом или другим неметаллическим материалом

Природа сыпучих материалов

• C.R. Woodcock
• J. S. Mason

Abstract

Объемное твердое вещество состоит по существу из множества частиц или гранул разного размера (и, возможно, различного химического состава и плотности), случайно сгруппированных вместе, чтобы сформировать массу. «Природа» такого материала — то есть его внешний вид, его «ощущение», то, как он ведет себя в различных обстоятельствах и т. Д., Таким образом, зависит от многих факторов, но в основном от размера, формы и плотности материала. составляющие частицы.

Ключевые слова

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Список литературы и библиография

Список литературы

1. 1.

   Руководство по тестированию физических свойств сыпучих материалов

   , British Materials Handling Board (1983).

   Google Scholar

2. 2.

   Allen, T. (1981)

   Измерение размера частиц

   , 3-е изд., Chapman and Hall, London.

   Google Scholar

3. 3.

   BS 812: 1975, 1976, Отбор и тестирование минеральных заполнителей, песков и наполнителей. Британский институт стандартов, Лондон.

   Google Scholar

4. 4.

   BS 4359, Методы определения удельной поверхности порошков Часть 1: 1985. Адсорбция азота (метод БЭТ).

   Google Scholar

5. 4a.

   Часть 2: 1982. Методы воздухопроницаемости.

   Google Scholar

6. 4b.

   Часть 3: 1979. Расчет по гранулометрическому составу. (Отменено в 1985 г.). Британский институт стандартов, Лондон.

   Google Scholar

7. 5.

   BS 3406, Методы определения гранулометрического состава.

   Google Scholar

8. 5a.

   Часть 1: 1986. Руководство по отбору проб порошка.

   Google Scholar

9. 5b.

   Часть 2: 1984. Методы гравитационного жидкостного осаждения порошков и суспензий.

   Google Scholar

10. 5c.

    Часть 3: 1963. Методы отмывания воздуха.

    Google Scholar

11. 5д.

    Часть 4: 1963. Метод оптического микроскопа.

    Google Scholar

12. 5e.

    Часть 5: 1983.Метод зоны электрического зондирования (принцип Коултера).

    Google Scholar

13. 5f.

    Часть 6: 1985. Центробежные методы жидкого осаждения порошков и суспензий. Британский институт стандартов, Лондон.

    Google Scholar

14. 6.

    BS 1796: 1976, Методы использования тестовых сит BS с мелкими ячейками. Британский институт стандартов, Лондон.

    Google Scholar

15. 7.

    BS 812, Раздел 105. 1: 1985, Индекс нестабильности.Британский институт стандартов, Лондон.

    Google Scholar

16. 8.

    Test Sieving Manual

    , Endecotts Ltd., Лондон (1977).

    Google Scholar

17. 9.

    Фармацевтическое общество Великобритании (1967)

    Характеристика порошков и манипулирование ими

    , Pharmaceutical Press, Лондон.

    Google Scholar

18. 10.

    BS 2955: 1958, Глоссарий терминов, относящихся к порошкам. Британский институт стандартов, Лондон.

    Google Scholar

19. 11.

    Jenike, A.W. (1964)

    Хранение и поток твердых тел

    , Бюлл. No. 123, Utah Engg. Exp. Станция, Университет Юты.

    Google Scholar

20. 12.

    Браун Р.Л. и Ричардс Дж. К. (1970)

    Принципы порошковой механики

    , Пергамон, Оксфорд.

    Google Scholar

21. 13.

    Walker, D.M. (1967) Основа проектирования бункера.

    Порошок Технол

    .

    1

    , 228–236.

    CrossRefGoogle Scholar

22. 14.

    Carr, J.F. and Walker, D.M. (1967/68) Кольцевая ячейка сдвига для сыпучих материалов.

    Порошок Технол 1

    , 369–373.

    CrossRefGoogle Scholar

23. 15.

    Багстер, Д.Ф. (1981) Испытания на очень большой ячейке сдвига.

    Обработка сыпучих материалов 1

    (4), 743–746, 742.

    Google Scholar

24. 16.

    Вильмс, Х. и Шведес, Дж. (1985) Интерпретация испытаний на кольцевой сдвиг.

    Обработка сыпучих материалов 5

    (5), 1017–1020.

    Google Scholar

25. 17.

    Reed, A.R. и Арнольд П. (1985) Сравнение методов измерения текучести обычного портландцемента.

    Zement-Kalk-Gips 38

    (11), 671–674.

    Google Scholar

26. 18.

    Palmer, K.N. (1973)

    Взрывы пыли и пожары

    , Чепмен энд Холл, Лондон.

    Google Scholar

Рекомендуемая дополнительная литература

1. Allen, T. (1981)

   Измерение размера частиц

   , 3-е изд., Chapman and Hall, London.

   Google Scholar
2. The Bulk Physical Property Test Guide

   , British Materials Handling Board (1983).

   Google Scholar

3. Браун Р.Л. и Ричардс Дж. К. (1970)

   Принципы порошковой механики

   , Пергамон, Оксфорд.

   Google Scholar

Информация об авторских правах

Авторы и аффилированные лица

• org/Person» itemprop=»author»> К. Р. Вудкок
• Дж. С. Мейсон

1. 1. Глазго Каледонский университет, Великобритания

Пересмотренная методология определения когезии объемных материалов и адгезия

Основные моменты

•

Разработана пересмотренная методология прогнозирования адгезии сыпучих материалов.

•

Разработанная методология, геометрически сформулированная на основе локуса мгновенной доходности (IYL).

•

Экспериментальные сравнительные измерения, проведенные с использованием модифицированного тестера межчастичной адгезии.

•

Обнаружена хорошая корреляция предсказанных и экспериментально измеренных значений адгезии.

•

Испытания проводились для ряда сыпучих материалов, чтобы показать надежность разработанной модели.

Abstract

Определение свойств облицовки стенок и, что более важно, свойств текучести сыпучего материала имеет решающее значение для проектирования любой системы транспортировки сыпучих материалов.Конструкция таких систем обработки материалов будет наиболее эффективной при работе с сыпучими материалами с теми физическими свойствами, для обработки которых они были предназначены. Из-за стремительного роста горнодобывающей промышленности и спроса на минеральные ресурсы системы обработки материалов часто работают с сыпучими материалами, не предназначенными для этой системы. Влажные и липкие материалы (WSM) в потоке погрузочно-разгрузочных работ могут вызывать значительные простои из-за таких событий, как засорение бункеров, бункеров и перегрузочных желобов, остатки в вагонах поездов и самосвалов, а также транспортировка конвейерной ленты обратно (Робертс, 2005 г.) ; Коннелли, 2011 [2]).

WSM проблематичны в потоке погрузочно-разгрузочных работ из-за сил сцепления и адгезии между частицами и границами. Текущие методы измерения для WSM имеют ограничения, и необходимо рассмотреть новые методы. Разработка новых тестеров, которые могут измерять адгезию стенок и адгезию между частицами сыпучего материала, может дать количественное значение адгезии, присутствующей в образце сыпучего материала. В следующей статье будет представлена ​​пересмотренная методология оценки адгезии сыпучих материалов, определенной путем экстраполяции локуса мгновенной урожайности (IYL).Прогнозируемые значения адгезии по этой методике будут сравниваться с экспериментальными измерениями с использованием тестера адгезии между частицами.

Ключевые слова

Управляемость

Когезия

Адгезия

Локус мгновенной текучести

Неограниченный предел текучести

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2019 The Society of Powder Technology Japan. Опубликовано Elsevier B.V. и Японским обществом порошковых технологий.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Использование испытания свойств текучести твердых частиц для проектирования бункеров массового и воронко-потока: Powder and Bulk Engineering

Грег Мехос | Грег Мехос и партнеры

В этой статье описывается, как испытания сыпучих продуктов могут предоставить информацию, необходимую для правильного проектирования емкости для хранения сыпучих продуктов.

Если бункер, бункер или силос не спроектирован должным образом, могут возникнуть проблемы с потоком, такие как выгибание, ратолинг и беспорядочная разгрузка.К счастью, при наличии автоматизированного испытательного оборудования измерение основных свойств текучести сыпучих материалов, необходимых для проектирования резервуара для хранения, является несложным. Однако использование результатов испытаний для проектирования судна может быть утомительным, поскольку соответствующие уравнения, которые необходимо решить, являются сложными, а поиск решения — это итеративный процесс. К счастью, электронные таблицы и другие компьютерные инструменты позволяют легко выполнять вычисления. В этой статье кратко излагаются испытания сыпучих продуктов, которые необходимо провести, и объясняется, как результаты испытаний используются для проектирования надежных бункеров, бункеров и силосов.

Критическими характеристиками текучести сыпучих материалов, которые необходимо знать, являются: 1) когезионная прочность, 2) внутреннее трение, 3) сжимаемость, 4) трение о стенки и 5) проницаемость. Тестеры ячеек сдвига используются для измерения когезионной прочности, внутреннего трения, сжимаемости и трения стенки. Проницаемость определяется путем измерения падения давления, которое сопровождает поток газа через слой рассматриваемых сыпучих материалов.

Для измерения когезионной прочности образец порошка помещается в ячейку тестера и затем подвергается предварительному сдвигу, во время которого образец уплотняется путем приложения нормального напряжения и последующего сдвига до тех пор, пока измеренное напряжение сдвига не станет стабильным.Затем выполняется этап сдвига, на котором вертикальная уплотняющая нагрузка заменяется меньшей нагрузкой. Образец снова разрезают до разрушения. Этапы предварительного сдвига и сдвига повторяются на том же уровне консолидации для ряда нормальных напряжений. Затем определяют местоположение текучести путем построения графика напряжения сдвига при разрушении в зависимости от нормального напряжения, как показано на рис. Из точки текучести определяются главное главное напряжение σ ₁ , предел текучести без ограничения _C , эффективный угол трения δ и кинематический угол внутреннего трения ϕ . Также определяется объемная плотность ρ _b .

Проведя испытание в диапазоне состояний консолидации, можно установить взаимосвязь между основным основным напряжением объемного материала и когезионной прочностью (определяемой пределом текучести без ограничения). Это соотношение называется функцией потока материала . Построение функции потока по трем локусам текучести проиллюстрировано на рис.

Трение стенки определяется путем измерения напряжения, необходимого для скольжения образца порошка по образцу материала стенки в диапазоне нормальных нагрузок, приложенных к порошку.Измеренное напряжение сдвига наносится на график в зависимости от нормальной нагрузки, чтобы определить место текучести стенки, которое показано на , рис. 3, . Угол трения стенки ϕ ′ — это угол, который образуется, когда линия проводится от точки текучести до начала координат.

Проницаемость определяется пропусканием газа через слой порошка, содержащийся в ячейке, как показано на Рис. 4 .

Измеряется перепад давления между двумя точками слоя и расход газа.Исходя из этого, проницаемость может быть рассчитана с использованием закона Дарси

.

где q _г — объемный расход газа, K — проницаемость, A — площадь поперечного сечения слоя, ∆ P — перепад давления, h — расстояние между измерениями давления , а г — ускоритель силы тяжести.

Существует два основных режима потока, которые могут возникать при выгрузке сыпучих материалов из бункера: массовый поток и поток через воронку.В модели с массовым расходом весь слой твердых частиц находится в движении, когда материал выгружается из выпускного отверстия. В воронке потока над выпускным отверстием образуется активный канал потока, на периферии которого остается застойный материал. Воронкообразный поток возникает, когда стенки бункера недостаточно крутые или имеют достаточно низкое трение, чтобы позволить течь вдоль них. Схемы потока показаны на рис. 5 .

Если материал является когезионным, склонен к сегрегации или легко слеживается, бункер должен быть рассчитан на массовый расход.Течение воронки приемлемо, если сегрегация не вызывает беспокойства, порошок не аэрируется, а выходное отверстие бункера достаточно велико, чтобы предотвратить образование стабильного отверстия.

Угол бункера, необходимый для обеспечения массового расхода, зависит от эффективного угла трения, угла трения стенки и геометрии бункера. Аналитическое выражение для теоретической границы массового расхода для конических бункеров дается формулой Уравнение 2 ²

, где ϴ ′ — угол бункера , отсчитываемый от вертикали , и

При указании угла бункера для конических бункеров массового расхода необходимо вычесть коэффициент запаса от 2 до 3 градусов из результата Уравнение 2 .Для бункеров с выходными отверстиями с прорезями для расчета рекомендуемого угла бункера можно использовать следующее уравнение ²

для ϕ ′ менее δ -3 градуса. Длина выпускного отверстия должна быть как минимум в три раза больше его ширины (в два раза больше, если торцевые стенки переходного бункера вертикальны). Коэффициент безопасности не применяется; Фактически, бункеры с уклоном на 5-10 градусов больше, чем предложено уравнением Уравнение 4 все равно будет обеспечивать массовый расход.

Угол трения стенки ϕ ′ зависит от эффективного угла трения δ и напряжения твердых тел. перпендикулярно стене σ ′.Если геометрическая граница текучести стенок является линейной, что часто верно при низких напряжениях на выходе из бункера массового расхода, то локус текучести стенок может быть описан как

, где τ ′ — напряжение сдвига на поверхности стенки, а a и b — эмпирические константы, определенные с помощью регрессии. Затем нормальное напряжение можно рассчитать из

Угол трения стенки рассчитывается из

.

Jenike ¹ постулировал, что существует критический размер выпускного отверстия бункера B _мин. , при котором напряжение на опорах когезионной дуги, которая образуется над выпускным отверстием, равно когезионной прочности объемного твердого вещества.Этот размер выпускного отверстия представляет собой минимальный размер выпускного отверстия, который предотвращает развитие стабильной когезионной дуги. Jenike определил коэффициент потока или ƒƒ, как отношение основного консолидации напряжений сг ₁ к арочной поддерживающих напряжений а:

Коэффициент текучести зависит от эффективного угла трения порошка δ, угла трения стенки ϕ ′ и угла бункера ϴ ′. Арнольд и Маклин ³ дают аналитическое выражение коэффициента текучести

Значение i в уравнениях 16-19 равно 1 для круглых выходов и 0 для выходов с прорезями.

В качестве альтернативы можно использовать следующее эмпирическое уравнение для расчета коэффициента текучести

Уравнение 19 основано на соотношении, опубликованном Johanson ⁴ , который построил график значений коэффициента текучести в зависимости от эффективного угла трения для углов трения стенки, превышающих примерно 12 градусов, и углов бункера вблизи границы массового расхода. Если порошок имеет исключительно низкое трение стенки, Уравнение 15 следует использовать для расчета коэффициента текучести.

Для определения B _min используется следующая процедура.

1. Оценить значение коэффициента текучести. Типичные значения варьируются от 1,2 до 1,7.

2. Постройте график значений коэффициента потока и функции потока вместе. Есть три возможности, как показано на рис. 6 .

а. Функция потока лежит ниже коэффициента текучести, и они не пересекаются. В этом случае напряжение, поддерживающее арку, всегда превышает когезионную прочность материала, и указывать минимальный размер выпускного отверстия для предотвращения когезионного образования дуги не требуется.

г. Фактор потока и функция потока пересекаются. Сначала оценивается коэффициент текучести. Затем определяется напряжение твердых тел на выходе из пересечения коэффициента текучести и функции потока. Используя это значение σ ₁ , эффективный угол трения δ определяется по результатам испытаний на когезионную прочность. Затем новый коэффициент текучести оценивается с использованием уравнения 19 . Эти шаги повторяются до тех пор, пока решение не сойдется. Затем рассчитывается минимальный размер выпускного отверстия B _мин с использованием уравнения 20

, где σ _крит — предел текучести без ограничений или напряжение опоры арки на пересечении функции потока и коэффициента текучести.Для целей проектирования H ( ϴ ′) можно установить равным 2,3. Его значение может быть изменено соответствующим образом, если задан угол расходомерной воронки.

г. Пересечения нет, а функция потока лежит выше коэффициента текучести. В бункере с сходящимися стенками больше не будет возможности гравитационного потока.

Чтобы определить рекомендуемый угол наклона бункера массового расхода, можно использовать следующую процедуру:

1. Указан выходной размер B , на единицу больше или равный B _мин. .

2. Напряжение твердых тел на выходе оценивается из

с H ( ϴ ′), оцененное равным 2,3, и установив ρ _b равным значению, близкому к минимальной объемной плотности материала.

3. Выбрана геометрия, и Уравнение 2 или 4 используется для оценки рекомендуемого угла бункера массового расхода с использованием значений δ и ϕ ′, определенных из результатов испытаний на когезионную прочность и трение стенки соответственно.(Коэффициент запаса прочности от 2 до 3 градусов используется, если предлагаемый бункер имеет коническую форму.)

4. Уравнение 18 используется для обновления H ( ϴ ′) с использованием расчетного значения ϴ ′.

5. Обновленная оценка σ ₁ находится из Уравнение 21 . Обратите внимание, что Уравнение 21 неявно присутствует в σ ₁ , потому что объемная плотность ρ _b является функцией главного главного напряжения.

6.Используя уравнения 5-13 , обновляется оценка ϕ ‘, и обновленная оценка δ определяется из результатов испытаний на прочность сцепления.

7. Шаги 3–6 повторяются до схождения решения.

Помимо того, что бункер достаточно большой, чтобы предотвратить изгиб, размер выходного отверстия бункера должен обеспечивать желаемую скорость разгрузки. Уравнение 22 дает скорость твердых частиц v на выходе из бункера массового расхода: ⁵

, где dP / dz — это градиент давления газа, а нижний индекс o обозначает выходное отверстие бункера.Gu и др. . ⁶ вывел соотношение между расходами воздуха и твердых частиц, которое в сочетании с законом Дарси дает

.

Нижний индекс или обозначает выходное отверстие бункера, а ρ _bmp — объемная плотность материала в месте внутри бункера, где давление газа минимально. Комбинируя уравнения 22 и 23 , получаем квадратичный

Для бункеров с воронкообразным потоком выпускное отверстие должно быть достаточно большим, чтобы предотвратить образование стабильного отверстия. Критический диаметр отверстия рассчитывается путем определения максимального основного напряжения консолидации σ ₁ в массивном твердом теле. Максимальное напряжение можно оценить по уравнению Янссена:

, где R _H — гидравлический радиус цилиндра, h — глубина твердых частиц в секции цилиндра, а k — коэффициент Янссена, который для большинства порошков составляет приблизительно 0,4.

Критический диаметр отверстия D _F — это диаметр выходного отверстия конической воронко-проточной воронки или диагональ выходного отверстия плоской воронко-проточной воронки, который должен быть превышен, чтобы гарантировать, что трещина разрушится. D _F можно рассчитать по: ¹

, где G ( ϕ ) — функция, предоставляемая Jenike ¹ . МакГлинчи ⁷ дает следующее аналитическое выражение для G ( ϕ ):

Пример расчета

Рассмотрим порошок, свойства текучести которого показаны на рис. 7а. через 7д . Регрессия данных дает отношения, показанные в Таблице I .

Эмпирическая зависимость функции потока была найдена путем подгонки данных к квадратичной зависимости, фиксируя точку пересечения равной значению, полученному путем линейной экстраполяции двух самых низких точек данных.

Сначала спроектируйте бункер массового расхода, выполнив следующие действия. ( Рисунок 8 — это блок-схема процедуры проектирования.)

1. Смета ƒƒ. Выберите ƒƒ = 1,3.

2. Определите σ ₁ из пересечения функции потока и прямой, проходящей через начало координат, с наклоном, равным 1/1.3. Если задать ƒ _C = σ, решение системы уравнений Уравнение E.1 и σ = σ ₁ / 1,3 дает σ ₁ = 0,26 кПа.

3. Рассчитайте δ. Подстановка σ ₁ = 0,26 кПа в Уравнение E.2 дает δ = 41,7 градуса.

4. Обновите коэффициент текучести. Решение уравнения E.2 с δ = 41,7 градуса дает ƒƒ = 1,46.

5. Обновление σ ₁ на пересечении функции потока и обновленного коэффициента потока дает 0.30 кПа.

6. Обновить δ. Решение уравнения E.3 с обновленным значением σ ₁ дает δ = 41,7 градуса.

7. Решение уравнения E.2 дает ƒƒ = 1,46. Решение сошлось.

8. Рассчитайте σ _крит . σ _крит = σ ₁ / ƒƒ = 0,30 / 1,46 = 0,20 кПа.

9. Найдите B _мин. . Из Уравнение E.4 , ρ _b = 325 кг / м ³ .Установив H ( ϴ ′) = 2.3 и решив уравнение 20 , получим B _min = 0,12 метра (4,9 дюйма).

10. Укажите диаметр выпускного отверстия. В этом примере выберите B = 0,15 метра (5,8 дюйма).

11. Оценка σ ₁ . Из Уравнение 21 после установки H ( ϴ ′) = 2,3, ƒƒ = 1,3 и ρ _b = 304 кг / м ³ , σ ₁ = 0.34 кПа.

12. Обновите δ и ϕ ′. Из Уравнение E.2 , δ = 41,6 градуса. Решение уравнений 6-13 дает ϕ ′ = 21,6 градуса.

13. Оцените рекомендуемый угол наклона бункера массового расхода. Из уравнения 2 после вычитания 3-градусного запаса прочности ϴ ′ = 20,3 градуса.

14. Обновление ƒƒ. Решение уравнения 19 дает ƒƒ = 1,39.

15. Обновить σ ₁ . Решение уравнения 21 с использованием H (20.3 градуса) = 2,31 дает σ ₁ = 0,39 кПа.

16. Обновите δ и ϕ ′. Из Уравнение E.2 , δ = 41,6 градуса. Решение уравнений 6-13 дает ϕ ′ = 21,6 градуса.

17. Обновите рекомендуемый угол бункера массового расхода. Из уравнения 4 после вычитания 3-градусного запаса прочности ϴ ′ = 21,6 градуса.

18. Рассчитайте ƒƒ. Обновлено ƒƒ = 1,40.

19. Обновление σ ₁ .Решение уравнения 21 с H (21,6 градуса) = 2,33 дает σ ₁ = 0,39 кПа. Решение сошлось.

Наш рекомендуемый конический бункер массового расхода имеет выходное отверстие диаметром 8 дюймов (минимальный диаметр арки составляет 5,8 дюйма) и стенки, наклоненные под углом 22 градуса от вертикали, если они изготовлены с использованием того же материала, который использовался при испытании на трение стенок.

Чтобы убедиться, что рекомендуемый бункер массового расхода обеспечивает желаемую стабильную скорость нагнетания, решите уравнение 22 .Скорость разгрузки зависит от размеров цилиндрической части резервуара-хранилища. В этом примере укажите цилиндр диаметром 4 фута и высотой 15 футов. Для целей проектирования оцените ρ _bmp , чтобы равняться объемной плотности материала на дне цилиндра. ⁸ Предполагая угол трения стенки 17 градусов и среднюю объемную плотность 380 кг / м ³ , уравнение Янссена ( Уравнение 25 ) дает напряжение твердых тел в нижней части цилиндра, равное 8.4 кПа. При этом напряжении ρ _b = 423 кг / м ³ . Решение уравнения 24 дает v _o = 0,081 м / с. Скорость выброса твердых частиц тогда равна (0,081 м / с) (0,023 ² π / 4 м ² ) (304 кг / м ³ ) (3600 с / час) = 2900 кг / час (3,2 тонны). / час).

Теперь рассмотрим бункер-воронку. Критический диаметр отверстия зависит от размеров цилиндра. Из уравнений E.1 и E.3 при σ ₁ = 8.4 кПа, ƒ _C = 0,84 кПа и ϕ = 35 градусов соответственно. Из уравнения 27 , G ( ϕ ) = 3,0. Решение уравнения 26 для D _F дает критический диаметр отверстия в 0,61 м (24 дюйма).

Конический бункер с воронкообразным потоком может оказаться непрактичным из-за большого диаметра выпускного отверстия, необходимого для предотвращения образования стабильных отверстий. Однако секция бункера, которая переходит от цилиндра к выпускному отверстию с прорезями, может быть вариантом при условии, что диагональ выпускного отверстия больше 0.61 мин. Ширина выпускного отверстия должна быть достаточно большой, чтобы предотвратить перекрытие. Jenike ¹ рекомендует использовать коэффициент текучести 1,7 для определения критического размера дуги. Для переходного бункера под цилиндром диаметром 1,2 метра и высотой 4,5 метра, заполненного сыпучим материалом, ширина выпускного отверстия должна быть больше или равна 0,18 м (6,9 дюйма).

Примечание редактора. Если вас интересует программное обеспечение, которое решает уравнения конструкции бункера, свяжитесь с автором.

Список литературы

1. Дженике, А., Хранение и поток твердых тел — Бюллетень 123, Университет Юты, Солт-Лейк-Сити, Юта, 1964.
2. Арнольд П.К., А.Г. Маклин и А.В. Робертс, Сыпучие материалы: хранение, поток и транспортировка, Публикации TUNRA, 1989.
3. Арнольд, П.С. и A.G. McLean, «Улучшенные аналитические факторы потока для бункеров массового расхода», Powder Techn., 15, 2, 279 (1976).
4. Йохансон, Дж., «Конструкция бункеров и бункеров», глава 21 Kulwiec, R. (ed.), «Справочник по обработке материалов», John Wiley and Sons, Хобокен, Нью-Джерси, 1985.
5. Шульце, Д., «Порошки и сыпучие материалы: поведение, характеристика, хранение и поток», Springer, Berlin, 2008.
6. Gu, Z.H., P.C. Арнольд и А.Г. Маклин, «Прогнозирование расхода из бункеров массового расхода с коническими бункерами», Powder Techn., 72, 39 (1992).
7. МакГлинчи, Обработка сыпучих материалов — выбор оборудования и эксплуатация, Blackwell Publishing Company, Эймс, Айова, 2008.
8. Йохансон, К., «Успешная работа с нестабильными скоростями потока», Powder Pointers, 3, A (2009).

PBE

Грег Мехос (978-799-7311), доктор философии, физик, консультант по химическому инжинирингу, специализирующийся на транспортировке, хранении и переработке сыпучих материалов, а также адъюнкт-профессор Университета Род-Айленда. Он получил степень бакалавра и доктора в области химического машиностроения в Университете Колорадо, а степень магистра — в Университете Делавэра. Он член Американского института инженеров-химиков.

Greg Mehos & Associates • Westford, MA
978-799-7311 • www.mehos.net

Авторские права CSC Publishing Inc.

3D-сканирований, углов естественного откоса и насыпной плотности 108 отвалов насыпного материала

Стандартные измерения

Экспериментальная установка и процедура измерения были эквивалентны описанным в ссылке. 8. На фиг.4 изображен испытательный стенд, который состоит из поворотной опорной плиты и расположение рычагов для поддержки и поднять топлесс и бездонный цилиндр. И цилиндр, и опорная плита были изготовлены из катаной мягкой стали.Опорная плита имеет диаметр примерно 2 м, а цилиндры доступны в трех размерах, как указано в таблице 1. Электрический подъемный блок позволяет поднимать цилиндр с помощью рычажного механизма с роликовыми направляющими. Во время подъема боковая направляющая предотвращает горизонтальное качание цилиндра.

Рисунок 4: Экспериментальная установка.

Схематический чертеж экспериментальной установки ( a ) и установки для трехмерного сканирования поверхности отвалов ( b ).Рисунки адаптированы из исх. 26.

Таблица 1 Внутренние диаметры, d _i , высота заполнения, h _f , и полученные заполненные объемы, V _f , цилиндрических цилиндров.

Экспериментальная процедура была одинаковой для каждого размера цилиндра. Соответствующий цилиндр был помещен на опорную плиту экспериментальной установки и выровнен заподлицо с направляющей. В зависимости от объема образца сыпучего материала материал заливали в цилиндр с помощью ведер или желобов.Материал, содержащийся в каждом соответствующем ведре или желобе, взвешивали с помощью цифровых весов (ссылка 18, точность 0,02 кг), и цилиндр наполняли до предписанной высоты заполнения, которая была отмечена внутри цилиндра. Во время заполнения внешняя поверхность желоба / ведра была помещена на верхний край цилиндра, и соответствующий контейнер медленно наклонялся. Это обеспечило постоянную заданную высоту падения материала h _d для каждого размера цилиндра (таблица 1).Чтобы проверить высоту заполнения, верхняя часть материала в заполненном цилиндре была тщательно сплющена вручную.

После процесса наполнения цилиндр поднимался вертикально с постоянной скоростью 33 мм ^-1 (медленная) или 142 мм ^-1 (быстрая). По мере подъема сыпучий материал внутри цилиндра потерял боковую опору цилиндра и образовал кучу. После того, как цилиндр был полностью поднят, куче давали время для осаждения до тех пор, пока частицы на ее поверхности и опорная плита не остановились, что заняло всего несколько секунд.Следует отметить, что из-за технические допуски экспериментальной установки, цилиндры могут слегка наклонить (макс. 3 °, w.r.t. по вертикали), в тот момент, когда они были сняты от опорной плиты. Однако маловероятно, что это небольшое отклонение оказало существенное влияние на формирование кучи.

На следующем этапе высота кучи сыпучего материала, H , была измерена с помощью специально изготовленного разметочного калибра с точностью считывания 0,5 см.

Как предписано в FEM 2.582 стандартных, два измерения диаметра кучи ( D _A , D _B ) были взяты при поперечном совмещении (перпендикулярно), и их среднее значение принималось за диаметр кучи (см. Раздел Измерение диаметра кучи). Углы естественного откоса были рассчитаны согласно уравнению 1 и округлены до целого числа, как предписано.

Насыпные плотности сыпучих материалов, ρ _B , были рассчитаны на основе известного объема пробы V _f и измеренной массы сыпучего материала внутри цилиндра м _f , уравнение 2.

Трехмерное сканирование

Установка для трехмерного сканирования поверхностей отвалов изображена на рис. 4b. После того, как куча осела, 3D-сканер Microsoft Kinect V2 ¹⁹ был установлен так, чтобы он был направлен примерно перпендикулярно боковой поверхности кучи. Затем сканер записал изображения глубины со всех сторон отвала, при этом нижняя пластина постепенно поворачивалась. Обратите внимание, что изображения глубины были получены, когда опорная плита была на мгновение остановлена.

Изображения одной глубины были реконструированы в одну поверхностную сетку с использованием коммерческого программного обеспечения KScan 3D ²⁰ . Программа автоматически упорядочивает последовательные изображения глубины для создания трехмерной поверхностной сетки кучи. Поскольку алгоритм реконструкции может иметь значительное влияние на окончательную сетку, исходные изображения глубины предоставляются в виде файлов PLY (формат файла многоугольника a. K. A. Stanford Triangle формат) для каждой кучи, включая фотографии с 3D-сканера.В этих необработанных изображениях глубины не только тестовый стенд и куча, но и дополнительные элементы, например. г., логи, видно. Эти элементы иногда были необходимы в качестве опорных объектов (так называемые ориентиры ), например, для поддержки трехмерной реконструкции куч с высокой осевой симметрией.

Восстановленные трехмерные поверхностные сетки были сохранены в формате файла STL (STereoLithography a.k.a. Standard Tessellation Language), а разрешение поверхности было уменьшено для достижения компромисса между точным представлением поверхности кучи и размером файла.Опорные объекты были удалены вручную, а сетки очищены. Кроме того, система координат была перемещена и повернута таким образом, чтобы плоскость XY была приблизительно параллельна базовой пластине, а ось Z проходила примерно через то, что считалось верхушкой кучи. Отредактированные вручную сетки называются «обработанными» сетками, тогда как сетки считаются «необработанными» до ручной очистки.

План эксперимента

План эксперимента включал три фактора: тип твердого тела (восемь уровней), размер цилиндра (три уровня) и скорость подъема цилиндра (два уровня).Скорость подъема первоначально поддерживалась постоянной на уровне 142 мм с ^-1 , и эксперименты проводились в соответствии с полным факторным планом экспериментов с каждым твердым телом и размером цилиндра. Эти 24 комбинации были повторены четыре раза (= 96 экспериментов).

В соответствии с планом дополнительных исследований древесная щепа, сухие зерна кукурузы и известняк были исследованы при скорости подъема 33 мм с ^-1 в цилиндре среднего размера. Это дало три комбинации, которые также были повторены четыре раза (= 12 экспериментов).Всего было проведено 108 (96 + 12) экспериментов.

Доступность кода

Предоставленные файлы KScan были обработаны и сохранены с помощью KScan3D версии 1.2.02 (64 бит) ²⁰ . Файлы STL обрабатывались и редактировались с помощью Autodesk Meshmixer версии 11.0.544 (ссылка 21).

Упрощение измерения влажности для повышения качества порошков и сыпучих материалов

Мгновенные портативные анализаторы «наведи и измеряй», которыми может управлять практически любой технический специалист, за секунды выдают показания влажности лабораторного качества,

Упрощение измерения влажности для повышения качества порошков и сыпучих материалов

Дель Вильямс | Кетт

В отраслях, производящих порошки и сыпучие продукты, контроль содержания влаги может повлиять на закупочную цену, стоимость доставки, погрузочно-разгрузочные работы и, что, возможно, наиболее важно, на качество конечного продукта.

При переработке сухих сыпучих материалов, таких как пищевые ингредиенты, химические вещества, фармацевтические препараты, пигменты, минералы и т. Д., Количество влаги в продукте может иметь широкий спектр воздействия. Неправильное содержание влаги может отрицательно сказаться на качестве продукта, а также на транзакциях, основанных на весе. Кроме того, соответствие законодательным требованиям, которые присутствуют во многих отраслях промышленности, является определяющим фактором, влияющим на компанию при измерении содержания влаги.

Однако до недавнего времени частые испытания на влагосодержание в ходе технологического процесса или в полевых условиях были затруднительны.Во многих случаях основным препятствием были знания и время, необходимые для проведения таких тестов. Часто сложные устройства измерения влажности должны эксплуатироваться обученным персоналом, который может правильно откалибровать оборудование. Многие также требуют тщательной подготовки и утилизации проб.

К счастью, сейчас доступны портативные устройства, которые позволяют даже менее квалифицированному персоналу проводить измерения влажности лабораторного качества. Эти параметры «наведи и измерий» позволяют быстро снимать показания влажности на любой стадии процесса, а также на погрузочных платформах, на грузовиках, у поставщиков или в бункерах, чанах или емкостях.

Упростив процесс, производители порошков и сыпучих материалов могут повысить качество своей продукции от получения сырья и рецептуры до производства и распределения конечной продукции.

Много преимуществ показаний влажности

Хотя причины для измерения содержания влаги в порошках и сыпучих продуктах могут быть разными, основной целью является улучшение качества продукта и улучшение конечных результатов.

Контроль содержания влаги на всех этапах производства обеспечивает наиболее эффективную переработку.От измерения поступающих материалов до измерения в середине процесса будет обеспечена оптимизация производственных ресурсов и качества продукции.

Ярким примером является продление срока хранения порошков, в частности пищевых ингредиентов. При слишком высоком содержании влаги может развиться плесень; при слишком низком уровне продукт может стать несвежим и его вкус изменится от идеального.

Определение влажности также очень важно при смешивании двух веществ. Если смешивание не происходит при надлежащем уровне влажности, это может повлиять на реакцию двух продуктов.Это включает любые химические реакции, которые могут иметь место, способ их смешивания или количество одного вещества, растворенного в другом.

Также важно знать точное содержание влаги в любом сырье до начала производственного процесса. В противном случае время нахождения продукта в сушилке, температура сушилки, скорость конвейерной ленты и многие другие факторы должны изменяться каждый раз при доставке новой партии продукта.

Еще одно преимущество частого измерения влажности — для продуктов, продаваемых с регулируемым содержанием влаги. Для соответствия этим спецификациям необходимо соблюдение предписанных процентных соотношений. В некоторых отраслях могут взиматься большие штрафы, в то время как в других продукт или вещество не принимаются регулирующим органом. Эти отрасли включают, в частности, производителей гипса и фармацевтических препаратов.

Могут быть даже юридические последствия, если приемлемое содержание влаги в продукте определено до покупки или доставки. Компании могут взимать сборы, если они не поставляют продукцию с согласованным уровнем влажности, или продукт может быть отклонен сразу.

Наконец, поскольку содержание влаги в значительной степени влияет на вес таких материалов, правильная сушка вещества до приемлемых пределов перед транспортировкой может значительно снизить затраты на транспортировку и утилизацию.

Упрощение измерения влажности

Хотя традиционные лабораторные и интерактивные методы измерения влажности полезны в правильных условиях, им не хватало простоты и гибкости, необходимых для частых выборочных проверок.

Один из распространенных тестов — потеря веса при сушке, который измеряет общее изменение веса материала после сушки. Однако для таких тестов обычно требуется подготовить образец и вернуть его в лабораторию. Тест занимает от 15 минут до нескольких часов, что слишком медленно, если требуются более срочные измерения. Это также требует, чтобы образец был изменен или уничтожен.

В результате для получения более быстрых результатов обычно использовались вторичные методы тестирования. Этот тип теста использует косвенный метод и однократное преобразование для достижения точных результатов.Вторичные методы измерения обычно приравниваются к методу золотого стандарта. Примерами являются спидометры, обычные инфракрасные и жидкостные термометры и большинство манометров. Недостаток заключается в том, что прибор сначала необходимо откалибровать, чтобы получить точные результаты. В некоторых случаях калибровку мог выполнить только обученный персонал, знакомый с оборудованием.

В ответ отраслевые новаторы разработали упрощенный подход, который позволяет даже менее подготовленному персоналу при необходимости снимать портативные, мгновенные показания влажности сыпучих продуктов.

Подход включает в себя влагомеры, использующие ближний инфракрасный (NIR) свет, высокоточный бесконтактный вторичный метод измерения, который позволяет мгновенно получать показания влажности лабораторного качества.

«Влагомеры NIR позволяют очень точно и мгновенно измерять твердые и жидкие вещества без контакта или подготовки образцов, поэтому нет загрязнения в портативных и сетевых моделях», — говорит Джон Богарт, управляющий директор Kett US, производителя полного диапазона влажности. и анализаторы органического состава.«После калибровки измерителя по лабораторному или производственному стандарту калибровка сохраняется в устройстве, поэтому калибровка в полевых условиях не требуется. Измерения полностью соответствуют исходному методу измерения ».

Кроме того, поскольку процесс является неразрушающим, образцы остаются неизменными, поэтому их можно использовать для дополнительных испытаний или вернуть в поток продукта.

«Влагомеры в ближнем инфракрасном диапазоне основаны на том принципе, что вода поглощает свет определенных длин волн», — говорит Богарт.«Измеритель отражает свет от образца, измеряет, сколько света было поглощено, и результат автоматически преобразуется в показание содержания влаги».

В отличие от сложного лабораторного оборудования, портативное оборудование ближнего инфракрасного диапазона разработано для простоты использования. Например, с портативным портативным измерителем влажности KJT130 Kett пользователь просто направляет прибор на продукт, и содержание влаги мгновенно отображается на цифровом дисплее с точностью до 0,01% в диапазоне измерения 0–100%.

Поскольку не требуется прямого контакта или изменения образца, изменение размера частиц и необычная текстура не являются проблемой. Это может быть важно при использовании с целым рядом порошковых и сыпучих материалов в различных условиях.

Для простоты использования устройство управляется с помощью удобных команд меню. Устройство размером с видеокамеру предназначено для частых выборочных проверок, где это необходимо, как стационарных, так и движущихся (технологическая линия) продуктов. Данные измерения влажности могут храниться в приборе, загружаться непрерывно или записываться вручную.

«Цель состоит в том, чтобы любой сотрудник смог успешно использовать влагомер там, где он нужен, с минимальной необходимой подготовкой», — говорит Богарт. «Это позволяет переработчикам порошков и сыпучих материалов быть уверенными в том, что то, что они производят, самого высокого качества.

«Главное — иметь возможность с минимальными затратами проводить столько испытаний, сколько требуется, с полной уверенностью в результатах каждый раз», — добавляет Богарт.

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения ManufacturingTomorrow

---

Комментарии (0)

К этому сообщению нет комментариев. Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

---

Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Получите запросы предложений на литье под давлением, штамповку и экструзию с помощью Xometry, вашего источника нестандартных деталей

Xometry — ваш источник нестандартных деталей.Теперь, помимо получения мгновенных расценок на 3D-печать, обработку с ЧПУ, листовой металл и литье под давлением, клиенты могут создавать и отправлять запросы предложений на работы по литью, штамповке и экструзии в нашу общенациональную сеть предварительно проверенных производителей с помощью всего лишь 2D Рисунок. Вы получите и сможете просматривать ответы от квалифицированных магазинов в течение 7 дней на усовершенствованной веб-платформе управления запросами предложений. Чтобы узнать больше, перейдите прямо на наш сайт, чтобы оформить запрос и запросить предложение сегодня. Перестаньте тратить время на управление запросами предложений по электронной почте и по телефону и начните выпускать запросы предложений в масштабе и в облаке.

.

No related posts.