论文标题: Factors Influencing Food Powder Flowability

论文链接：https://www.mdpi.com/2674-0516/3/1/6

期刊名: Powders

期刊主页: https://www.mdpi.com/journal/powders

食品粉末的流动性是指其在加工、输送及制造各环节中保持稳定、顺畅流动的能力，这一特性对实现食品工业高效、经济的生产至关重要。流动性能不仅影响生产效率，还直接决定最终产品的均匀性与质量。与工业或技术领域中的非食品级粉末相比，食品级粉末的流动性要求具有显著差异。食品级粉末通常含有经批准的食品添加剂，如二氧化硅或钙化合物等抗结块剂/流动助剂，以防止颗粒团聚并改善流动特性。此外，通过特定的研磨工艺实现均匀的粒度分布，并精确控制水分含量，可在保证产品稳定性的前提下进一步优化流动性。而非食品级粉末的开发则可能更侧重于化学反应活性或机械强度等指标，未必需要强化流动性能。

食品粉末流动性的测量是一项精细而复杂的工作。传统方法如休止角、卡尔指数（Carr Index）、豪斯纳比（Hausner Ratio）及剪切单元测试（powder flow function）等，可为粉末的基本流动特性提供初步评估。随着技术进步，粉末流变仪已成为精准表征流动性的先进工具。例如，Hausmann等近期研究利用粉末流变学技术，有效揭示了湿度对氯化钠粉末流动能量的影响规律，特别是在测试的下降、旋转及上升循环阶段。流变学测量的核心在于量化粉末的流动阻力；以FT4粉末流变仪为例，其通过测量旋转叶片在受控样品中沿设定路径移动时所受的阻力，将记录的扭矩与作用力数据转化为单一参数——流动能，从而实现对材料流动性的精确表征。

图：FT4粉末流变仪测量流动量。

粉末流动是一种复杂现象，其流变行为受粉末自身物理化学性质、颗粒特征及外部环境的协同调控。流动性主要取决于粒径分布、含水量、成分、密度和颗粒形态等特征参数，这些参数会因加工过程中的机械冲击、储存条件变化、温度和空气相对湿度波动而发生动态改变。此外，表面特性（如粗糙度、硬度）及水分或脂肪介导的表面润滑效应亦会显著影响流动行为。

本综述聚焦近十年文献，系统梳理了粉末流动性的测量技术与关键影响因素。颗粒大小与分布、颗粒形状、表面特性、含水量及储存条件是其核心决定因素。具体而言，细颗粒因内聚力增强而流动性较差；不规则或针状颗粒较球形颗粒流动性显著降低；表面特性通过调控颗粒间摩擦力影响流动；含水量增加会促进液桥形成，阻碍颗粒运动；而储存温度升高可降低内聚力，从而改善流动性能。

深入理解这些因素的作用机制对优化食品粉末加工至关重要。本文综述的方法体系为评估与改善粉末流动性提供了全面技术参考，有助于制造商科学选材、优化工艺条件，进而保障产品质量稳定与生产高效运行。

Powders期刊介绍

主编：Paul F. Luckham, Imperial College London, UK

主要发表有关粉末合成、处理、加工和表征、粉末系统和颗粒体的科学和工程研究文章。