VERWENDUNG
Backmischung für Brownies.
MESSEINRICHTUNG
Messgerät: Pulverfluss-Tester (PFT)
Pulverringschale: 230 cc, 15,3 cm Durchmesser (Standard-Volumen)
Deckeltyp: Scherzellendeckel, 33 cc, 15,3 cm Durchmesser
Wandreibungsdeckel, Oberflächenbeschaffenheit 2B, 15,3 cm Durchmesser
Art der Prüfung: Fließfunktionstest, Wandreibungstest
Temperatur: Raumtemperatur (ca. 21 bis 22 °C)
Luftfeuchte: 48%
METHODE
Zum Testen dieser Marken-Brownie-Backmischung wurde ein Brookfield Pulverfluss-Tester mit Powder Flow Pro Software zur automatisierten Gerätesteuerung und Datenerfassung verwendet. Die Brownie-Backmischung wurde in die Pulverringschale geschöpft und das Pulver dann mit dem Schaber gleichmäßig über die Schale verteilt. Nach Aufzeichnung des Probengewichts und Eingabe der Daten in die Software wurden ein standardmäßiger Fließfunktionstest und anschließend ein Wandreibungstest durchgeführt. Der Zeitaufwand für die Beobachtungstests betrug 25 bzw. 13 Minuten.
KENNGRÖSSEN
Fließfähigkeit: Sehr kohäsiv
Wandreibung: 45° bis 25°
Schüttdichte: 475 kg/m3 (Fülldichte) bis 660 kg/m3
AUSWERTUNG
Trichterform: Konisch
Kritische Brückenbildungsdimension: 108,6 mm
ERGEBNISSE
Abbildung 1 zeigt die Fließfähigkeit der Brownie-Backmischung bei verschiedenen Werten der Verfestigungsspannung. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Brownie-Backmischung auf den verschiedenen Stufen der Verfestigungsspannung sehr kohäsiv ist.
Hinweis: Die Fließfunktionsdaten werden durch die rote Linie dargestellt. Zum Auswerten der Fließkurve werden die Daten von rechts nach links gelesen. Der Datenpunkt ganz rechts zeigt den Pulverfluss an, wenn der Trichter voll ist; der Datenpunkt ganz links zeigt den Pulverfluss an, wenn der Trichter fast leer ist. Die violetten Kurven entsprechen Standardfließkennwerten, die eine Unterscheidung zwischen den verschiedenen Arten von Fließverhalten über mehrere Verfestigungsstufen, die von „frei fließend“ (unteres Segment) bis zu „nicht fließend“ (oberstes Segment) reichen, erlauben.
Abbildung 1: Diagramm der Fließfunktion von Brownie-Backmischung
Abbildung 2 zeigt den Wandreibungswinkel bei verschiedenen Werten der Normalspannung. Durch den Wandreibungswinkel wird die Reibung zwischen dem gleitenden Pulver und der Wandoberfläche des Trichters oder Fallrohrs bei einsetzendem Durchfluss erfasst. Mit diesem Test, bei dem ein Deckel aus Edelstahl verwendet wurde, konnte veranschaulicht werden, welche Reibung entstehen würde, wenn sich die Brownie-Backmischung in einem Trichter aus Edelstahl befände. Bei niedriger Normalspannung von ca. 0,5 kPa liegt der Wandreibungswinkel bei ca. 45º und sinkt dann bei höherem Druck (4,75 kPa) auf etwa 25º. Wandreibungswinkel über 20° gelten als hoch.
Abbildung 2: Grafik der Wandreibung von Brownie-Backmischung
Abbildung 3 zeigt die Schüttdichte des Materials bei verschiedenen Werten der Verfestigungsspannung. Diese Grafik veranschaulicht, dass die Brownie-Backmischung eine Fülldichte von ca. 475 kg/m³ hat, die bei einer Verfestigungsspannung von ca. 4,75 kPA auf etwa 660 kg/m³ steigt. Gewöhnlich zeigt ein frei fließendes Pulver nur sehr geringfügige Schwankungen in der Schüttdichte, während diese bei einem kohäsiven oder schlecht fließenden Pulver im Allgemeinen stark zunimmt. Bei dieser Brownie-Backmischung zeigt sich ein starker Anstieg der Schüttgutdichte – ein weiterer Indikator für die erschwerte Fließfähigkeit dieses Pulvers.
Abbildung 3: Grafik der Schüttdichte von Brownie-Backmischung
FAZIT
Die Brownie-Backmischung ist auf allen Ebenen der Verfestigungsspannung kohäsiv/sehr kohäsiv. Daher können beim Ausfließen der Brownie-Backmischung Probleme auftreten, wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen werden. Mögliche Probleme sind Brückenbildung (wenn das Pulver über der Auslauföffnung ein stabiles Gewölbe ausbildet) und Schachtbildung (wenn das Pulver nur vertikal über der Öffnung ausfließt und das übrige Schüttgut in einer toten Zone an den Wänden stehen bleibt). Die kritische Brückenbildungsdimension von 108,6 mm lässt eine vorsichtige Schätzung zu, inwieweit sich die Brückenbildung durch eine Auslauföffnung von der Mindestgröße dieses Wertes vermeiden lässt. Das Maß des kritischen Kernflusses ist abhängig vom Durchmesser des Silos. Bei bekanntem Durchmesser des Silos kann die Software automatisch den Kernflussdurchmesser berechnen.
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