堆積密度儀是一種測量粉末或顆粒狀物料在不受任何振動(dòng)或壓實(shí)外力影響，僅依靠重力自由落入并填充已知體積容器后，其單位體積質(zhì)量的儀器。
一、工作原理
它的工作原理主要基于壓實(shí)法或自然堆積法。壓實(shí)法是通過振動(dòng)或敲打等方式使物料在特定容器中均勻、緊密地填充，從而獲得物料在一定狀態(tài)下的密度指標(biāo)。自然堆積法則通過模擬自然堆積過程，測量材料在容器中形成固體堆積后的體積和質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算其密度。
堆積密度儀還可以采用替代測試技術(shù)，如GeoPyc堆積密度測試儀。它使用了一種具備高度流動(dòng)性的微小剛性球狀準(zhǔn)流體物質(zhì)(DryFlo)作為替代介質(zhì)。將待測樣品置于DryFlo床層之上，通過輕輕抖動(dòng)使其混合為一體，然后通過采集替代體積數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并顯示或打印結(jié)果。這種方法具有高精度和高重復(fù)性，并且可以報(bào)告孔隙百分比和比孔容。
二、核心特點(diǎn)
1、反映自然狀態(tài)： 直接測量粉末在不受干擾、僅靠重力填充時(shí)的密度，是基礎(chǔ)的粉體堆積特性指標(biāo)。
2、標(biāo)準(zhǔn)化操作： 嚴(yán)格遵循國際或國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對容器尺寸、漏斗規(guī)格(孔徑、錐角)、填充高度、刮平方式等均有明確規(guī)定，確保結(jié)果的可比性與重現(xiàn)性。
3、操作簡便快捷： 設(shè)備通常簡單(主要是標(biāo)準(zhǔn)容器、漏斗、天平)，測試過程相對快速。
4、評價(jià)流動(dòng)性的間接指標(biāo)： 堆積密度本身及其與振實(shí)密度的關(guān)系(如豪斯納比、壓縮率)是評估粉末流動(dòng)性的重要依據(jù)。一般而言，堆積密度越高，流動(dòng)性往往越好(但也有例外)。
5、工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)： 結(jié)果為計(jì)算料倉容積、包裝袋尺寸、批次物料體積、混合均勻度判斷、壓片填充量預(yù)估等提供關(guān)鍵輸入。
6、成本低廉： 相對于振實(shí)密度儀等設(shè)備，基本型堆積密度測試裝置成本較低。
三、操作規(guī)程
1、準(zhǔn)備工作
在使用前，應(yīng)首先根據(jù)被測物的不同特點(diǎn)，選擇合適的測量器具，保證其完好無損，并按照所使用的品牌和型號說明書來安裝和編程設(shè)置。同時(shí)，需要將儀器表面、儀器內(nèi)部和標(biāo)準(zhǔn)容器等清潔干燥，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2、校正
在使用前，應(yīng)進(jìn)行校正，確保儀器精度和測試結(jié)果的可靠性。校正時(shí)應(yīng)先用已知密度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測試，如高純度的金屬標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、密度測量器等，以減少誤差。
3、測試
在進(jìn)行測試時(shí)，需要注意重量單位的統(tǒng)一，比如使用千克單位時(shí)就要保證樣品和標(biāo)準(zhǔn)容器均用千克單位來表示，以減少誤差。此外，采樣的標(biāo)準(zhǔn)容器必須符合規(guī)范，不同物料有不同的容器尺寸和形狀，需要按照規(guī)定使用，否則堆積密度測試結(jié)果可能不準(zhǔn)確。
4、數(shù)據(jù)處理
測試完成后，可以自動(dòng)或手動(dòng)記錄和存儲(chǔ)測試結(jié)果。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1、制藥工業(yè)： 原料藥(API)、藥用輔料(乳糖、淀粉、微晶纖維素)、混合粉末、顆粒劑、膠囊劑內(nèi)容物的流動(dòng)性評估、處方篩選、工藝設(shè)計(jì)(如分裝、壓片填充)和質(zhì)量控制(符合藥典要求)。
2、化工行業(yè)： 塑料粒料、樹脂粉末、顏料、染料、催化劑、洗滌劑、化肥顆粒等的包裝設(shè)計(jì)、儲(chǔ)運(yùn)成本計(jì)算、反應(yīng)器裝填估算。
3、粉末冶金： 金屬粉末(鐵粉、銅粉、鋁粉等)的松裝密度是模具設(shè)計(jì)、粉末輸送和壓制工藝的重要參數(shù)。
4、食品工業(yè)： 面粉、奶粉、咖啡粉、糖粉、調(diào)味料、谷物、寵物食品顆粒等的包裝規(guī)格確定、貨架體積評估、沖調(diào)性預(yù)測。
5、陶瓷與建材： 陶瓷粉體、水泥、礦粉、砂石骨料等的體積計(jì)量、混合料配比計(jì)算。
6、化妝品行業(yè)： 散粉、粉底、眼影等粉狀產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)及膚感評估。
7、礦業(yè)與能源： 礦石粉、煤粉、生物質(zhì)顆粒燃料等的儲(chǔ)運(yùn)體積計(jì)算。
8、科研與質(zhì)檢： 新材料研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定與檢驗(yàn)。
