De bulk density van een poeder verandert door de kracht die uitgeoefend wordt op een poeder.

In dit artikel wordt ingegaan op:

  • De verschillende soorten dichtheid en bijbehorende formules
  • Op welke wijze dichtheid gemeten wordt
  • Hoe de Hausner ratio in relatie staat tot de dichtheid

de experts van Dinnissen process technology staAn klaar voor al uw vragen:

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555


Deeltjesdichtheid

Dichtheid is maat die aangeeft hoeveel massa van de stof aanwezig is in een bepaald volume en wordt berekend door massa te delen door volume. De dichtheid kan ook verschillen. Die verschillende dichtheden hebben te maken met het feit dat een poeder eigenlijk een mengsel is van deeltjes en gas waar ruimte zit tussen de poederdeeltjes, doordat veel poeders poreus zijn. In de deeltjes zitten poriën die zorgen voor verschillende berekeningen van dichtheid. 

Bulk density

De bulk density van een poeder verandert door de kracht die uitgeoefend wordt op een poeder. In het algemeen geeft een poeder met goede stroomeigenschappen een kleine verandering in bulk density als er druk op uitgeoefend wordt. Cohesieve poeders laten een grote verandering in dichtheid zien als er druk op uitgeoefend wordt. De bulk density van een poeder zal dan ook veranderen met de druk die uitgeoefend wordt. De bulk density kan het beste weergegeven worden als een grafiek waarbij de bulk density uitgezet wordt tegen de uitgeoefende kracht. De bulk density boven in een silo is anders dan onder in een silo. De bulk density kan bepaald worden met een powder flow tester.

$Bulk\ density\ =\frac{Massa\ poeder}{Volume\ poeders\ na\ uitoefenen\ van\ druk\ } in\ \left(\frac{Kg}{M^3}\right)$
Suiker

Een tap density tester moet ervoor zorgen dat deeltjes in de lege ruimtes vallen waardoor het volume vermindert en de bulkdichtheid toeneemt

Stortgewicht

Het stortgewicht is een eenheid die veel gebruikt wordt bij de verwerking van poeders en granulaten. Als voorbeeld kan graan genomen worden dat gemalen wordt met een hamermolen. Voor het malen van het graan bevinden zich er allerlei ruimten tussen de graankorrels. Na het malen zijn de korrels gemalen tot meel. Deze deeltjes zijn kleiner waardoor er minder ruimten tussen de deeltjes zit. Hierdoor neemt het minder volume in. Hierdoor neemt het stortgewicht na het malen toe.

$Stortgewicht\ =\frac{Massa\ poeder}{Volume\ poeders\ } in\ \left(\frac{Kg}{M^3}\right)$

Tap density 

De tap density is afhankelijk van hoe compact het poederbed is: hoe compacter, hoe groter de tap density. Normaliter wordt een tap density tester gebruikt om de tap density te meten. In de tap density meter wordt een gespecificeerde poedermassa in een maatcilinder gegoten. De gegoten bulkdichtheid staat hierbij gelijk aan massa van het poeder gedeeld door het gemeten gegoten volume. De maatcilinder trilt een aantal keer, waardoor het poeder een compactere structuur krijgt en waardoor het volume uiteindelijk kleiner wordt.

$Tap\ density\ =\frac{Massa\ poeder\ na\ trillen}{Volume\ poeders\ } in\ \left(\frac{Kg}{M^3}\right) $

Het principe achter de tap density tester is de Hausner ratio. Men gaat hierbij uit van het feit dat sterk samenhangende poeders ook sterke onderlinge aantrekkingskrachten hebben. Deze helpen om zwaartekracht tegen te gaan waardoor deeltjes zichzelf kunnen ondersteunen rondom lege ruimtes. Dit creëert grotere holtes in de bulk. Het trillen van een tap density tester moet ervoor zorgen dat de samenhangende aantrekkingskrachten verzwakken en dat deeltjes in de lege ruimtes vallen. Hierdoor vermindert het volume en neemt de bulkdichtheid toe. Dit principe kan ook toegepast worden bij het vullen van big-bags. Door de big-bags te trillen tijdens het vullen neemt de bulkdichtheid toe en kan een grotere massa afgevuld worden binnen het beschikbare volume. 

De hausner ratio kan berekend worden met de volgende formule:

$Hausner\ ratio\ =\frac{Tap\ density}{Stortgewicht\ } \left(dimensieloos\right)$

De Hausner ratio geeft een index van de stroomeigenschappen van het poeder. In de onderstaande tabel is weergegeven hoe de stroomeigenschappen zich verhouden tot de Hausner ratio.

Hausner ratioStroomeigenschappen
1.00 - 1.11Excellent
1.12 - 1.18Goed
1.19 - 1.25Redelijk
1.26 - 1.34Acceptabel
1.35 - 1.45Slecht
1.46 - 1.59Heel slecht
>1.60Zeer slecht

Naast een maat voor de stroomeigenschappen kan de Hausner ratio ook gezien worden als een maat voor de mogelijkheid om poeders te verdichten door te trillen. Naarmate een poeder zich beter laat verdichten door trillingen bij het vullen van een big-bag, wordt dit voordeel teniet gedaan doordat het product hierdoor ook weer lastiger uit de big bag komt. Dit wordt veroorzaakt door de verslechterde stromingseigenschappen.

Juul Jenneskens

Naam: Juul Jenneskens
Adviseur

Neem gerust contact op als u vragen heeft over dit onderwerp. Samen met mijn collega's sta ik klaar om u te helpen!

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]

Liever direct een adviesgesprek aanvragen?

Het principe achter de tap density tester is de Hausner ratio. Men gaat hierbij uit van het feit dat sterk samenhangende poeders ook sterke onderlinge aantrekkingskrachten hebben. Deze helpen om zwaartekracht tegen te gaan waardoor deeltjes zichzelf kunnen ondersteunen rondom lege ruimtes