第三章顆粒食品的物理特征與流動特性1在固體篩分除雜和果蔬分類過程中，形狀和物理尺寸起重要作用。固體食品的基本物理特征，主要包括單體尺寸、綜合尺寸、外觀形狀、面積、體積等，這些物理特征在食品工程中應用很廣泛。2果蔬、糧食和種子質量的差異往往可以通過密度的不同檢測出來。液體食物的密度對于離心分離、沉降分離、流動特性以及用泵輸送的能量需求來說是重要因素。氣流輸送糧食和其它顆粒固體或水力輸送果蔬時，流體流速的設計與物料密度和形狀均有關系。3為精確建立冷卻和干燥過程中熱量和質量傳遞模型，必須了解固體的體積和表面積，了解孔隙率對氣流穿過時阻抗的影響。反過來，氣流阻抗會影響對流干燥設備的工作情況，會影響存儲固體物質的降溫充氣系統。4碾磨谷物和油籽時，為了不浪費能量而獲得性質優良的產品，需要掌握粒度分布情況。食品顆粒如：奶粉顆粒既不能太大也不能太小，太小不能防止顆粒結塊，太大不能迅速溶解。用食品與農產品凸起部分的尺寸來表示其大小，所用三維尺寸分別為大直徑、中徑和小直徑。大直徑是最大凸起區域的最長尺寸，小直徑是最小凸起區域的最短直徑。中徑是最大凸起區域的最小直徑。

圖形比較法是將物料的縱剖面和橫剖面的形狀繪制成圖并和標準圖形列舉的形狀進行比較，以確定物料的形狀。物料實際形狀可用標準圖形上的號碼或形狀術語加以定義。這種方法主要適用于較大的物料，如水果和蔬菜等．1圓度

圓度是表示物體角棱的銳度。它表明物體在投影面內的實際形狀和圓形之間的差異程度。有多種表示方法與實際物體體積相等的球體的直徑實際物體最小外接球直徑或物體的最大直徑2球度食品的球度表示物體實際形狀和球體之間的差異程度V為凸狀物體的體積，K是常數，隨物體的特征尺寸而變，球體為1.21

物料的K值愈接近于1.21，則物料的形狀愈接近近于球體根據凸狀物體理論得出:形狀系數的定義為φ=1.21/KΦ值越大,說明物料的形狀越接近球體,根據物料的形狀系數即可判別物料的形狀和球體之間差異程度當物料特征尺寸變化較大或物體尺寸較小時，測定誤差將會增大。因此，這種判別物體形狀的方法只適合于形狀規則的較大物料。4曲率半徑果樹、谷物和種子等多種農產品表面為曲面，有些為類球體。表面曲度大小決定物質容易滾動程度。大批量加工和存儲時，彎曲表面相互接觸，并與加工設備或存儲容器表面接觸或者物料之間相互接觸。表面曲度越大，相互之間壓力越大，接觸點的應力和形變越大，是包裝和運輸的基本數據。由兩個固定測頭和-個活動測頭組成。活動測頭和千分表連在一起，它的移動距離可由千分表讀出出。兩個固定測頭的距離可根據物料大小調節。測定時，將待物料卡在兩個固定測頭上，并將測定點對準中間活動測頭。表面一點上的彎曲度用其曲率半徑表示，曲率半徑的測試裝置，用于測定尺寸較大的水果和蔬菜的兩個固定測頭之間距離固定測頭和中間測頭的高度差第二節體積和表面積一、體積的測量原理：通過測定物料排出氣體或液體的量來確定固體體積

方法：比重瓶法、臺秤稱量法、氣體或液體排出法等毛玻璃塞液體溢出孔液體種子比重瓶比重瓶蓋上有一個孔，蓋子安裝到瓶頸上時，液體可以從孔里溢出去。給有固態食品的瓶子裝滿液體，加上蓋子排出多余液體,稱重，精確測量瓶子的重量瓶內裝入已知密度的液體,蓋上瓶蓋，多余液體從孔中溢出,擦干排出的液體后,稱重將瓶內的液體傾倒完并烘干，裝入固態食品，稱量.

1比重瓶法小型粒狀固態食品（如谷物和種子）的體積測定

2臺秤稱量法較大體積的固態食品（如果蔬的體積）的測量然后將食品全部放入水中，注意：食品不能接觸燒杯底部，如果食品比水重，用尼龍線將其懸掛；比水輕，則用金屬棒壓入水下。稱量水、燒杯和食品的總重量取足以容納食品的大燒杯,部分裝上水，用臺秤稱量水和燒杯的質量重量差等于物體上作用的浮力，固態食品體積等于浮力除以水的密度3氣體或液體排出法細小顆粒狀和不規則形狀固態食品體積的測量1室盛顆粒狀固體的2室空氣入口閥門1壓力計閥門2閥門3空氣出口由兩個密封室構成在容器2中裝入待測物料。將閥門2關閉，向容器1中充入壓縮空氣。當壓力表達到一定數值時將閥門l關閉，待其平衡后由壓力表測出壓力為P1。二、表面積的測量1對于果蔬和雞蛋等大體積產品來說，用剝皮法或涂膜剝皮結合法測量果蔬的皮可以用刀削成窄條，然后將全部窄條放到紙上，畫出輪廓軌跡，按照軌跡圖形計算表面積。雞蛋等大體積產品不易剝皮，可以涂上硅膠等物質。涂層干燥以后成條剝下，測量膜的表面積，測量方法同剝皮法。2對于小體積物質（如谷物和種子），可以采用表面涂金屬粉法測量由一定幾何形狀并己知表面積的參照物和谷粒一起涂上金屬粉末，參照物的密度應接近谷物密度。根據參照物單位表面積涂層質量的大小來計算谷粒表面積。3利用幾何相似性估算體積和表面積第三節密度一、密度的定義物體每單位體積內所具有的質量稱密度。物體的質量與同體積的1個大氣壓、4℃的純水的質量之比稱比重。根據體積測定方法不同，密度有不同的定義。1、體積密度：材料在自然狀態下單位體積的質量稱為體積密度。

2、密度：材料在絕對密實狀態下單位體積的質量稱為密度。

3、堆積密度：散粒材料在規定裝填條件下單位體積的質量稱為堆積密度。

注意：密實狀態下的體積是指構成材料的固體物質本身的體積；自然狀態下的體積是指固體物質的體積與全部孔隙體積之和；堆積體積是指自然狀態下的體積與顆粒之間的空隙之和。

4、表觀密度：材料的質量與表觀體積之比。表觀體積是實體積加閉口孔隙體積，此體積即材料排開水的體積。5、顆粒密度：是指粉體質量除以包括開口細孔與封閉細孔在內的顆粒體積Vg所求得的密度。

5、孔隙率：材料中孔隙體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率。

6、開口孔隙率：材料中能被水飽和（即被水所充滿）的孔隙體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率。

7、閉口孔隙率：材料中閉口孔隙的體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率。即閉口孔隙率=孔隙率-開口孔隙率。

8、空隙率：散粒材料在自然堆積狀態下，其中的空隙體積與散粒材料在自然狀態下的體積之比的百分率。容積密度的測定

粒狀食品或農產品的容積密度檢測方法是將樣品倒入已知尺寸的容器中，使其從一定高度落下受到沖擊震實。

影響容積密度的因素包括：水分含量、粒密度、粒度分布情況和顆粒形狀及填料方法的影響該方法測谷物的容積密度，稱為檢驗重量法，是確定谷物出售等級的評估系數。儀器的尺寸是標準的，谷物置于金屬漏斗中，漏斗底部有一個滑片，滑片打開，谷物就會落入金屬杯內，金屬杯內的容積為已知。漏斗內放置足量的谷物，使杯子內谷物能夠溢出。用一個木質刮板將谷物刮平，谷物上表面始終與杯子上沿接觸。用電子天平稱重量。幾種谷物容積密度（D）等式谷物容積密度（kg/m3）谷物容積密度（kg/m3）大麥D=705.4-1142M+1950M2大豆D=734.5-219M-70M2玉米（顆粒）D=1086.3-2971M+4810M2高粱D=829.1-643M+660M2燕麥D=773.0-2311M+3630M2小麥D=885.3-1631M+2640M2黑麥D=974.8-2052M+2850M2

表中：密度為濕基水分含量（M）的函數，水分含量以小數表示。等式適用范圍：濕基含水量10～40﹪。第四節孔隙率粒狀食品和農產品置于容器中時，顆粒之間存在空隙孔隙率：指粒狀食品之間的空隙占容器總體積（包含孔隙的食品的整個體積）的百分比。孔隙比：粒狀食品之間的空隙體積與食品實際體積之比為。

計算含水15.0﹪，粒密度為1.3g/cm3玉米粒的孔隙率。用表中的等式推算玉米粒的容積密度：1m3容器內食品體積等于1m3的質量（748.9kg）除以籽粒密度（注意：是粒密度）。玉米粒的孔隙率為：復水性

指粉末食品重新吸附水分的能力，在食品、醫藥、添加劑等領域也稱為速溶性.評價復水性優劣往往采用可濕性、下沉性、可分散性和可溶性。可濕性是復水的第一步，是顆粒表面吸附水分的能力，與顆粒大小和表面性質有關。顆粒越小，表面積越大，表層濕潤越快。顆粒表層存在疏水性物質，可濕性越差。下沉性是顆粒在水中的沉降能力，密度越大，顆粒越大，下沉性越好。對于多孔和超細粉末，下沉性較差。可分散性是單體顆粒在水的整個表面或者整個容器內的分散速度和均勻性。顆粒結塊降低可分散性，而下沉性好的粉末，可分散性也好。可溶性是粉末顆粒與水的溶解能力，與粉末食品的化學成分和物理狀態有關。上述四個評價指標相互影響，并非獨立。在評價某種粉末食品的復水性時，要綜合考慮各個指標的性能。第五節散粒食品的力學特性由許多松散、分離、形狀尺寸差不多的顆粒所組成的群體稱散粒物料，又稱散粒體。物料中的種子：谷粒、顆粒飼料、面粉、奶粉以及水果、蔬菜等均屬于散粒物料。按粒徑大小粗粒、細粉和粉體三類。

了解散物料的力學特性包括摩擦特性、流動特性以及物料對容器的壓力等。1摩擦特性1.1基本概念當散粒物料之間以及物料和所接觸的固體表面間發生相對運動或有運動趨勢時，均存在有阻礙運動的摩擦力。物料在克服其與接觸表面的摩擦力之前，不可能產生相對運動。而一旦開始運動，摩擦力會相應減小。作用在相對靜止表面間的摩擦力為靜摩擦力，作用在相對運動表面間的摩擦力為動摩擦力。動摩擦力小于最大靜摩擦力。經典摩擦理論——庫侖定律認為，摩擦力正比于法向壓力，即還認為摩擦力與接觸面積、滑動速度無關，其大小取決于物料的性質。隨著現代科學技術的發展及測量手段的改進，人們對摩擦機理的研究更為深入，現代摩擦理論認為摩擦力是作用在一個平面內的力。在這個平面內只有少數幾個接觸點，同時還會有若干復雜的凸凹嚙合。真實接觸面積很小，故實際接觸壓力極大。因此，物料在接觸處會發生塑性流動或粘合作用。f=F/N摩擦力和實際接觸面積成正比，并與所接觸物料的特性有關。由兩部分構成，一部分是剪切接觸表面凸凹不平所需的剪切力，另一部分是克服接觸表面之間的粘附和粘聚所需的力。散粒物料的摩擦特性可以用壁面摩擦角、滑動摩擦角、滾動穩定角、休止角和內摩擦角來表述。滑動摩擦角、滾動穩定角是反映物料與接觸固體表面間的摩擦性質，而休止角和內摩擦角則反映物料間的內在摩擦性質。1.2壁面摩擦角和滑動摩擦角壁面摩擦角表示物料層與固體壁面的摩擦特性，而滑動摩擦角(又稱自流角)則表示每個粒子與壁面的摩擦特性。正切值為摩擦系數。摩擦角和摩擦系數的測定方法通常有兩種一種是物料相對于給定摩擦表面移動，另一種是給定摩擦表面相對于物料移動。

測定壁面摩擦角常用的簡易方法。把每邊長100mm的木筐放在與被測壁面同樣材料的平板上，筐內裝入一定量的散粒物料，物料上面放上不同重量的法碼，通過彈簧秤緩慢牽引木筐。根據彈簧秤的讀數，便可算出壁面摩擦系數。已用于水稻、谷粒、煙葉等物料滑動摩擦角的測定。將物料裝入無底容器內并放置在斜面儀的斜面上，緩慢搖動手柄使斜面傾角逐漸增大。當物料剛開始在斜面上下滑時，該斜面的傾角即為靜滑動摩擦角。當物料勻速下滑時的斜面傾角為動滑動摩擦角斜面儀斜面儀，它除測定壁面摩擦系數外，還能測定滾動阻力和滑動系數。通常將物料放置在回轉圓盤或水平移動的摩擦面上,摩擦表面均以一定速度相對于物料運動，物料以其自重壓在相應的摩擦面上。摩擦力可用彈簧秤、應變片或其它力傳感元件組成的測力系統測量。這種方法已用于谷粒、莖稈、切碎飼料等動、滑動摩擦系數的測定。將散粒體裝進容器2內，物料上面壓上一定的法碼3，兩邊通過平行的測力元件平移物料，從而測出摩擦阻力。用這種裝置可以測碎莖桿、斷穗、谷粒、茶葉、粉狀食品等的壁面摩擦系數。是用于測定單根纖維如羊毛、棉花等物料的滑動摩擦系數。把單根纖維繞在包有摩擦表面的旋轉圓筒B上，包角為a。根據給定力F1和圓筒轉速測定力F2：一些農業物料在各種摩擦表面上的滑動摩擦角,應該指出，各種資料上列舉的測定數據并不完全一致，這主要是由于物料品種和測試條件不同而造成的。滑動摩擦系數與正壓力無關，受滑動速度的響也很小，但物料含水量對其影響較大，摩擦表面水分的存在增加了粘附作用，使摩擦力增加。

實驗研究發現，在不平衡含水率狀態下作實驗時，谷粒在各種表面上的滑動摩擦系數會出現急劇變化。因此，在測定滑動摩擦系數時，必須控制環境以防止正在實驗的物料和摩擦表面的含水率發生變化。

1.3休止角

休止角指散粒物料從一定高度自然連續地下落到平面上時，所堆積成的圓錐體母線與底平面的夾角。它反映了散粒物料的內摩擦特性和散落性能。當位于圓錐體斜面上的物料，它的重力沿斜面分力等于或小于物料間的內摩擦力時，則物料粒子在斜面上靜止不動。因此，休止角愈大的物料，內摩擦力愈大，散落性愈小。常用測定的方法。

注入法散粒物料由漏斗流出落于平面上形成圓錐體，錐底角即為休止角。

排出法散粒物料從容器底部排料口排出，待物料停止流動后物料傾斜面與底平面的夾角即為休止角。傾斜法

將裝有1／3散粒物料的長方形容器傾斜或將圓筒形容器滾動，靜止后物料表面所形成的角度為休止角。散粒物料的休止角與其形狀、尺寸、含水率等有關。對于同一種物料，粒徑愈小休止角愈大。這是由于細小的粒子之間相互粘附性較大的緣故。粒子愈接近于球形，其休止角愈小。物料的休止角隨含水率增加而增大，這是因為每個粒子被潮濕的表層包圍，使其內摩擦力和粒子間粘附作用增加。1.4內摩擦角內摩擦角是反映散粒物料間摩擦特性和抗剪強度，它是確定貯料倉倉壁壓力以及設計重力流動的料倉和料斗的重要設計參數。如果把散粒物料看成一個整體，在其內部任意處取出一單元體，此單元體單位面積上的法向壓力可看作該面上的壓應力，單位面積上的剪切力可看作該面上的剪應力。物料沿剪切力方向發生滑動，可以認為整體在該處發生流動或屈服。直接剪切試驗剪切儀上進行。剪切儀由剪切槽、加載裝置和記錄儀三個基本部分組成。剪切槽包括底座、剪切環和頂蓋。法向壓力利用垂直作用的壓實載荷，剪切作用力通過電或機械傳動裝置施加于剪切環。傳動裝置上裝有力傳感器或則力計，用于測量作用在底座和剪切環間接觸平面內的剪應力。試驗時．將已知含水率且尺寸分布均勻的散粒物料放入剪切環內，并在頂蓋上施加預定的壓實載荷N0。進行預壓實工作。預壓實的目的在于確保物料受力均勻且在近乎同一應力狀態下進行試驗。預壓實后，刮去剪切環頂面以上的過量物料。在比預壓實載荷較小的垂直載荷N作用下，將試樣進行剪切，并測得所需的剪切力S。在不同載荷N作用下，對其它試樣重復上述程序。每次施加的垂直載荷均應小于預壓實載荷N0,對實驗測得的N和S這兩個力用剪切儀面積A去除，就得出了破壞平面上的正應力σ和剪團應力τ，把成對的相應值表示在σ和τ座標上即可得到一條光滑曲線，也就是莫爾包絡線。物料的內摩擦角是與其粒徑、表面狀態、含水率、孔隙率等因素有關。一般來說，同一種物料的內摩擦角隨孔隙率的增大而呈線性減小，隨含水率增加而增大。應當指出，休止角和內摩擦角都反映了散粒物料的內摩擦特性，但兩者概念不同。內摩擦角反映散粒物料層間的摩擦特性，休止角則表示單粒物料在物料堆上的滾落能力，是內摩擦特性的外觀表現。在數值上，對質量和含水率近似的同類物料，休止角始終大于內摩擦角，且都大于滑動摩擦角。對于缺乏粘聚力的散粒物料如砂子等，其休止角等于內摩擦角。2黏附性與黏聚性黏附現象在很多場合均會產生，如氣力輸送時粉末黏附于管壁等。黏附是兩種材料的黏合，黏聚是材料顆粒間的自身黏合，具有黏聚性的散粒物料往往具有黏附性。實驗表明，粉狀物料的粒徑越小、越潮濕，以及顯著帶電的散粒體，越容易黏附于壁面。因此，產生黏附的主要原因是粒子間的黏聚力和粒子與壁面間的作用力，包括分子間的引力、附著水分的毛細管力以及靜電引力等。對于不同種類的散粒體，這些力的大小不同。特別細的粉末，分子引力是主要影響因素；而含水率高的物料，尤其是親水性高的物料，濕潤角小，毛細管力起主要作用。壁面光潔度增大，黏附力也隨之加大。對于某些物料，要考慮到相互溶化而黏結的情況。當散粒體與壁面接觸時，只要一方為導電體，另一方為絕緣體，其黏附力就相當大。黏附力的大小與粒子的帶電量、粒子和壁面的導電能力有關，各種谷物碾成的粉料都具有這種特性。法向壓力對黏附力的影響不大。一般情況下，法向壓力增加，黏附力呈線性增大，但增加不多。3流動特性

料倉和料斗是處理散粒物料的主要裝備。料倉應能容納一定體積的物料并以規定的速率在所要求的時間內排料。料倉設計不合理將會導致流動中斷、擾動流并形成死區等問題。

散粒物料在料倉和料斗內的流動情況受物料本身的物理特性，如粒度、密度、摩擦特性，粘聚性的影響，而且和料斗的尺寸、錐頂角等有關。物料流動過程十分復雜，有兩種形式，即整體流和漏斗流。

若散粒物料在料倉或料斗內象液體那樣在不同高度上同時均勻全部地向下流動，則稱為整體流。整體流動時無論中心部分還是靠料斗壁處的物料都充分流動，先裝進的物料先流出來，使物料迅速排空而無死區存在。

如果散粒物料在料倉和料斗的中心部分產生漏斗狀的局部流動，而周圍其它區域的物料停滯不動，則稱為中心流或漏斗流。漏斗流流動時，先裝進去的物料后流出來，漏斗狀通道周圍的靜止物料形成死區，減少了料倉的有效空間。在狹窄的漏斗狀通道中流動不穩定，速度不均勻，容易在料斗內“結拱”，引起流動中斷。

設計料斗時應使物料獲得整體流.

散粒物料流動形式的判斷圖。由圖可知，當物料與壁面的摩擦角和料斗錐頂角較小時可形成整體流。料斗錐頂半角一般在15℃-20℃之間較為合適。散粒物料的流動特性可以通過直接剪切試驗來研究。利用直接剪切儀在散粒體表面加預壓實載荷。在N0下進行剪切，測出流動剪切力S0。然后，以小于預壓實載荷N0的各個載荷N1N2….進行剪切試驗，測出各個載荷所對應的流動時剪切力S1

S2。根據各組數據可在剪切應力和正應力座標上確定一條光滑曲線，稱為屈服軌跡。該屈服軌跡的終點位于，屈服軌跡的位置取決于散粒物料的壓實程度。在剪切試驗中，每變換一個預壓實載荷。可以得到一條不同的屈服軌跡，構成曲服軌跡組。較大的壓實載荷，其屈服軌跡延伸較遠。未經壓實的散粒物料，其屈服軌跡落到坐標原點上。將屈服軌跡各終點連接起來，可得到一條穩定線。它表示在不同預壓實狀態下，散粒物料的流動條件。如果物料的某一受力情況在穩定流動線以下，則它不會產生剪切流動；反之，則會發生剪切流動.過點與屈服軌跡相切的莫爾圓和σ軸的最大交點值稱為最大主應力，與屈服軌跡相切并過原點的莫爾圓與軸交點值為、稱為無側限屈服應力。無側限屈服應力是表示在該壓實條件下，側向壓力為零時的主應力在一個筒壁無摩擦的理想剛性圓筒內，裝入散粒體。以預壓實載荷Q1壓實，散粒體的預壓實應力為σ1，然后輕輕取去圓筒，不加任何側向支撐，即σ3＝0，這時散粒體可能出現兩種情況。保持圓柱原形，崩潰后以休止角呈山形。對于保持原形的圓柱體，須施加一定的載荷QC以克服散粒體在一定預壓實狀態下的表面強度σc，散粒體才會崩潰。σc稱為散粒體的無圍限屈服強度。

由散粒物料的剪切試驗可知，每一個預壓實載荷對應于一個最大主應力和無側限屈服應力。無側限屈服應力是同一壓實條件下最大主應力的函數這一關系稱為流動函數，表示為流動函數僅和物料的特性有關，如物料的內摩擦角、粘聚力、含水率以及壓實程度等，它反映了散粒物料的流動能力。值愈大，流動性愈好。

流動函數和流動性關系將試驗所得的各組，和值在坐標上繪制成曲線。曲線愈接近軸，其抗剪強度愈低，而且隨物料壓實程度增加，剪切強度增加緩慢，故流動性愈好。

流動函數曲線的位置僅由物料自身的流動性所決定，但散粒物料能否在料斗內形成整體流動還與料斗的形狀、尺寸等有關。對于給定的物料和料斗，總是存在一個的臨界值。在這個臨界值時，物料被卡住，流動中止。物料的值大于這個臨界值時，物料將會在料斗中不斷流動，這一臨界值稱為流動因數表示為ff值在坐標內決定了一條直線,其斜率為由圖可知，如果流動函數落在流動因數的下方，則在一定的時物料的小于，流動是穩定的不會中斷。反之，流動函數落在流動因數上方，則在一定的時物料的抗剪強度大于產生流動的臨界值物料有足夠強度支持自身重量而固結在一起，使流動中斷。這種現象稱為結拱，落粒拱從外觀上看好象是物料在排料口上方形成的拱橋。

結拱是由于物料粒子之間及粒子和容器之間的摩擦、粘聚和粘附作用而產生的。散粒物料的粒徑愈小、粒子形狀愈復雜、重度愈小、內摩擦角和含水率愈大，則落粒拱現象愈嚴重。料斗排料口愈小、錐頂角愈大、表面愈粗糙，則愈容易造成結拱。落粒拱的形式(a)是由于排料口附近粒子相互支撐或咬合形成拱架，可采用加大孔口或強迫振動來解決。(b)是物料在料斗的角錐部積存而形成的。粉體物料由于壓力、吸濕或化學反應等原因，會相互黏結成大塊，產生如圖中的成拱形式。這種形式較難解決。(c)是物料在排料口上部垂直地下落，形成洞穴狀，常見于粒子間有黏聚性的細粉。(d)是物料附著在料斗的圓錐部表面，常見于壁面傾角過小和對壁面有較強附著性或粘聚性的粉體物料。防止成拱的辦法(1)加大排料口。例如，可將淀粉等物料的料斗做成直筒形結構；

(2)盡量使料斗內壁光滑；

(3)加大壁面傾角。原則上傾角必須大于休止角；

(4)將料斗做成非對稱形(a),(b),(c)]形式。成拱現象的原因，主要是物料受力后形成穩定的靜止層。因此，如將料斗底部做成左右非對稱形，可有效地破壞物料的受力平衡；成拱現象非常復雜，目前，尚不能從根本上解決落粒拱間題。防止成拱的辦法主要有下列幾種。(5)在料斗內加入縱向隔板以形成左右非對稱性(d)；

(6)在料斗中懸吊鏈條(e)；

(7)在排料口上方插入錐體(f)，以減小排料口承受物料的壓力；

(8)將壁面做成拋物線形的曲面(g)，以使物料順利滑落；

(9)采用條形卸料器(h)；

(10)吹入壓縮空氣，使物料流態化；

(11)安裝振動器。4離析和混合4.1離析在給料和排料過程中出現離析現象，粒徑差值大和重度不同的散粒混合物料，在給料、排料或振動時，粗粒和細粒、密度大和密度小的會產生分離。這種現象稱為離析，又稱偏析。使粒度失去均一性，產生質量不合格的產品；但振動篩選過程中的離析現象，則有助于達到篩選的目的。容易引起離析的散粒體，多數是流動性好的物料。根據離析的機理，離析可分為附著離析、填充離析和滾落離析附著離析是在沉降時粗細粒分離，此時微細的粒子在壁面上附著很厚的一層。由于振動和其他外力作用，這個層可能引起剝落，從而產生粘度不均勻的粉體。特別是沉降速度和布朗運動速度相等，粒徑又在幾個微米以下的微粒以及帶靜電的微粒，這種離折的傾向更強。

填沖離析是在傾斜狀堆積層移動時產生的。這時允填狀態下的粗粒子會有篩分作用，小粒子從間隙中漏出而被分離出來。若粒子的填充狀態較密，微粒直徑是大粒子直徑的(起篩子作用的粒子)1／10以下時，微粒才可以漏出；但填充疏松時，大的粒子也會下流而被分出。

滾落離析是裝料時顆粒的運動只發生在物料錐體的表面上，如為粉體，只有厚度為2—3個顆粒直徑的一層物料處于運動之中，物料的運動是滾動運動,小顆粒會落到大顆粒的孔隙中。一般來說，大顆粒比微細顆粒的滾動摩擦系數小，大部分滾落到料斗壁面附近，而微細粒子則留在中心位置。4.2混合混合是指物料在外力(重力及機械力等)作用下發生運動速度和方向的改變，使各組分顆粒得以均勻分布的操作過程。這種操作過程又稱為均化過程。混合與攪拌的區別并不嚴格。習慣上把同相之間的移動叫混合；不同相之間的移動叫攪拌；又把高黏度的液體和固體相互混合的操作叫捏合或混練，這種操作相當于混合及攪拌的中間程度。從廣義上講，一般將這些操作統稱為混合。

在混合機中，物料的混合作