導(dǎo)讀：磁棒在食品行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，尤其是在農(nóng)產(chǎn)品（茶葉、大豆等）、干燥粉類(lèi)產(chǎn)品（如面粉、烘焙、添加劑行業(yè)等行業(yè)）或者流體類(lèi)（醬類(lèi)、巧克力、飲料等）的生產(chǎn)中常使用的異物控制工具。
企業(yè)在磁棒管理上經(jīng)常出現(xiàn)一些困惑，如磁棒的效果不佳，強(qiáng)度的選擇，磁棒的檢查和清潔等等。本文和大家介紹下磁棒的相關(guān)知識(shí)。主要包括如下內(nèi)容：
磁鐵相關(guān)術(shù)語(yǔ)：磁通量，高斯，特斯拉，磁梯度，磁力，磁鐵矯頑力。
磁棒的選擇與主要參數(shù)：金屬的分類(lèi)，磁棒可以吸附哪些金屬，磁棒的強(qiáng)度，退磁率，磁棒間距。
磁棒的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度檢查：衛(wèi)生焊接及強(qiáng)度檢查頻率。
磁棒上吸附的異物清潔：清潔頻率要求，異于清潔的設(shè)計(jì)，手動(dòng)清除方法。
關(guān)于磁鐵，先來(lái)了解這幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：
1）磁通量（Magnetic Flux）：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)面積為S且與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通（Magnetic Flux）。標(biāo)量，符號(hào)“Φ”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：“用磁力線(xiàn)密度衡量磁場(chǎng)強(qiáng)弱”
2）高斯（Gauss）：是磁通量的計(jì)量單位，指每平方厘米內(nèi)通過(guò)的磁力線(xiàn)數(shù)量。通常使用的高斯儀來(lái)測(cè)量磁棒的強(qiáng)度。
3）特斯拉（Tesla）：是磁通量密度或磁感應(yīng)強(qiáng)度的國(guó)際單位制導(dǎo)出單位，常用T表示。在1960年巴黎召開(kāi)的國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，此單位被命名以紀(jì)念在電磁學(xué)領(lǐng)域做出重要貢獻(xiàn)的美籍塞爾維亞發(fā)明家、機(jī)械工程師、電氣工程師尼古拉·特斯拉。大家熟悉的特斯拉汽車(chē)就是以這個(gè)特斯拉背景來(lái)命名的。特斯拉與高斯的換算公式為：1特斯拉= 10000高斯
4）磁梯度（Magnetic Gradient）：?jiǎn)挝痪嚯x內(nèi)（例如1厘米）磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化率或磁力線(xiàn)密度的變化率。磁場(chǎng)的不均勻程度可以用磁場(chǎng)梯度來(lái)量度。如下圖所示，在均勻磁場(chǎng)中磁力線(xiàn)的分布是均勻的，而在不均勻磁場(chǎng)中磁力線(xiàn)的分布是不均勻的。磁梯度越大，越容易吸附。
5）磁力（Pull Force）。鐵磁性物體在磁場(chǎng)中受到的吸附力，通常以kg或牛頓作為單位來(lái)表示磁力的大小。通常使用拉力儀來(lái)測(cè)試。
6）磁鐵矯頑力（Coercively）。也稱(chēng)為矯頑性或保磁力，是磁性材料的特性之一，是指在磁性材料已經(jīng)磁化到磁飽和后，要使其磁化強(qiáng)度減到零所需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度。矯頑力代表磁性材料抵抗退磁的能力，會(huì)用HC的符號(hào)表示，單位為A/m（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制）或Oe（高斯單位制）。矯頑力可以用磁強(qiáng)計(jì)或是B-H分析儀（如FE-2100H 永磁材料 裝置）測(cè)量。矯頑力大，則稱(chēng)為硬磁性，可以用來(lái)作為永久磁鐵的材料。永久磁鐵可以用在馬達(dá)、磁性?xún)?chǔ)存媒體（如硬盤(pán)、磁盤(pán)片或磁帶）、強(qiáng)磁棒中。矯頑力小的鐵磁性材料則稱(chēng)為軟磁性，可以用在變壓器及電感器的鐵芯，磁性?xún)?chǔ)存媒體的讀寫(xiě)頭等。
2.1金屬的磁性分類(lèi)
要想了解磁棒能夠吸附哪些金屬，則需要先了解一下金屬的磁性分類(lèi)。根據(jù)物質(zhì)磁化后對(duì)磁場(chǎng)的影響，可以把物質(zhì)分為三類(lèi)：
鐵磁性物質(zhì)：在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生與外磁場(chǎng)相同的強(qiáng)烈的附加磁場(chǎng)，可理解為使原有磁場(chǎng)大大增強(qiáng)。具有鐵磁性的金屬主要是鐵（Fe）、鈷（Co）和鎳（Ni）。
順磁性物質(zhì)：在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生與外磁場(chǎng)相同的附加磁場(chǎng)，可理解為使原有磁場(chǎng)小小增強(qiáng)。如堿金屬或堿土金屬（鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)也都是順磁性的。稀土金屬也是順磁性。鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）等過(guò)渡族元素屬于順磁性。三價(jià)金屬鋁（Al）也是順磁性。
抗磁性物質(zhì)：在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生與外磁場(chǎng)相反的附加磁場(chǎng)，可理解為使原有磁場(chǎng)減弱。金屬中銅（Cu）、銀（Ag）、金(Au)、鎘（Cd）、汞（Hg），都是抗磁性物質(zhì)。
2.2 磁棒的材質(zhì)
磁棒是需要具有永磁的性質(zhì)，其材質(zhì)一定是鐵磁類(lèi)的材料，目前永磁性的磁棒的材質(zhì)主要有如下幾種：
大家平時(shí)使用的不銹鋼磁棒是使用不銹鋼將磁鐵進(jìn)行包裹而形成，不銹鋼內(nèi)部是由若干個(gè)磁鐵組合而成。
2.3 磁棒可以吸附哪些金屬
在食品工業(yè)中，常見(jiàn)的金屬風(fēng)險(xiǎn)有：鐵、鋁、銅絲、304不銹鋼、316不銹鋼、不銹鋼焊渣等。大家非常關(guān)心哪些金屬是有一定磁性，可以使用磁棒進(jìn)行控制和管控呢？接下來(lái)一一分析：
對(duì)于304不銹鋼及其焊點(diǎn)尤其關(guān)注到底使用磁棒能否將其吸附？
304不銹鋼屬于奧氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼本身是無(wú)磁或弱磁性，但是由于冶煉時(shí)成分偏析或熱處理不當(dāng)，會(huì)造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體（通常來(lái)制作刀具等）或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中通常會(huì)帶有弱磁性。
因此使用磁棒來(lái)吸附和控制304不銹鋼是一個(gè)合理的、科學(xué)的行為，但是由于304不銹鋼是弱磁性，通常建議使用的磁棒強(qiáng)度為12000高斯及以上的強(qiáng)度。
2.4 磁棒強(qiáng)度的選擇
磁棒強(qiáng)度的選擇，是否是越強(qiáng)越好？如果從吸附金屬異物的效果來(lái)看是磁棒強(qiáng)度越強(qiáng)越好；但是如果對(duì)于金屬異物很高的物料（如農(nóng)產(chǎn)品），磁棒強(qiáng)度越大，帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題是吸附的異物越難清除，因此更加合理的做法是在加工的前段使用的強(qiáng)度稍小一點(diǎn)來(lái)吸附大的金屬異物，加工后段使用強(qiáng)度大的來(lái)吸附小的金屬異物或者弱磁性物質(zhì)。
對(duì)于行業(yè)使用的磁棒，不同的強(qiáng)度吸附的異物類(lèi)型和大小大致如下表所示：
如上的磁場(chǎng)強(qiáng)度是指在此強(qiáng)度下，此類(lèi)金屬污染物直接貼近時(shí)可以吸附情況，若是物料與磁棒有一定的間距（如超過(guò)1cm），則需要更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
很多國(guó)際品牌客戶(hù)對(duì)于磁棒的強(qiáng)度要求是不低于8000高斯。但是若要是控制304不銹鋼焊點(diǎn)/渣等弱磁性的細(xì)小微粒風(fēng)險(xiǎn)，建議使用不低于12000高斯的磁棒。
2.5 磁棒的退磁率
市場(chǎng)上的磁棒價(jià)格差異非常大，不同價(jià)格的磁棒，主要是因?yàn)榇虐舻耐舜怕什煌?，好的磁棒，其永磁性更好，而差的磁棒，退磁非?？?。?dǎo)致磁棒退磁性的主要因素有：
1）高溫（超出磁鐵本身材質(zhì)的耐溫等級(jí)）。通常低于80度以下，對(duì)于磁棒的影響有限，若超過(guò)80度，則需要選擇相應(yīng)的耐高溫度的磁鐵。
2）磁鐵材料本身。磁鐵本身含有雜質(zhì)太多，磁性保持能力越弱。通常選擇選擇矯頑力大的材料(如鋁鎳鈷等)，以求盡可能保存磁性，不使其消失。
3）外界的強(qiáng)磁場(chǎng)。通常若外界的磁場(chǎng)比磁棒的本身強(qiáng)度更大，則很容易導(dǎo)致失磁。
4）撞擊。若經(jīng)常受到高頻率撞擊，則會(huì)影響退磁。因此避免野蠻安裝及拆卸，同時(shí)避免安裝在振動(dòng)源的地方。
5）潮濕。是指磁鐵本身在潮濕環(huán)境下，會(huì)影響磁力。而磁棒外部通常裹有不銹鋼，因此用水沖洗是不會(huì)受什么影響。
注意：磁棒的退磁與吸附多少次的磁性物質(zhì)并沒(méi)有直接的關(guān)系，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)使用的磁棒過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)退磁很快（幾個(gè)月至一年就退磁30%以上），一般會(huì)認(rèn)為是吸附異物過(guò)多造成的，實(shí)際上，兩者沒(méi)有直接關(guān)系，退磁主要還是源于磁棒本身的材質(zhì)及其加工工藝過(guò)程造成的。而國(guó)外一些優(yōu)質(zhì)廠(chǎng)家（如藝?yán)盆F）的年退磁率在1%左右，一根磁棒用個(gè)十幾二十年是沒(méi)有問(wèn)題的。
2.6 磁棒的間距
磁棒的間距與物料越近越好，而目前的很多企業(yè)工程部自己DIY做的磁棒間距是很大的，往往很難取到理想的效果。比如像下圖所示：
通常磁棒的直徑是2.5厘米，而磁棒的間距在不影響物料下料的情況下，建議是與磁棒的直徑保持一致，間距也是2.5厘米。
為了讓物料更多可能的接觸物料，通常還有使用多層交叉層疊的方法，第一層的間隙正好是第二層的磁棒。磁棒的排列方式如下圖所示。
3.1 磁棒的衛(wèi)生焊接
磁棒的衛(wèi)生焊接是需要一定的技術(shù)含量的，目前很多企業(yè)內(nèi)部制作的磁棒，其二端的焊接經(jīng)常是直角形狀，容易形成衛(wèi)生死角，不易清潔；而好的衛(wèi)生焊接應(yīng)當(dāng)是如下圖所示。
3.2 磁棒的強(qiáng)度檢查頻率
磁棒的強(qiáng)度檢查，正常是使用高斯儀對(duì)磁棒的強(qiáng)度進(jìn)行檢查，并保留相應(yīng)的記錄。磁棒在正常的使用環(huán)境下，磁性消弱是比較緩慢；關(guān)于磁棒的檢查頻率，沒(méi)有明確的具體的要求，行業(yè)通常的檢查頻率是1個(gè)月至3個(gè)月一次。若使用的環(huán)境比較惡劣（如高溫，振動(dòng)等），建議增加檢查頻率。
4.1 磁棒清潔頻率要求
磁棒的檢查頻率需要根據(jù)企業(yè)自己的異物風(fēng)險(xiǎn)來(lái)制定恰當(dāng)?shù)念l率，如果物料中的磁性異物多，則檢查頻率應(yīng)當(dāng)相應(yīng)增加。如果物料非常干凈，可以降低相應(yīng)的頻率。
檢查頻率最重要的一點(diǎn)是在制定的檢查頻率情況下，磁棒上的吸附異物不能太多，通常磁棒上吸附的異物超過(guò)2mm厚，即會(huì)吸附異物的效果有較大影響。若檢查頻率太低，導(dǎo)致磁棒吸附滿(mǎn)了，則會(huì)大大降低磁棒的吸附效果。如下圖中的磁棒吸附情況，就需要進(jìn)行相應(yīng)的清理。
4.2 磁棒清潔前需要開(kāi)展的工作
很多企業(yè)對(duì)于磁棒的清潔是一清了之，從而喪失了對(duì)于吸附異物進(jìn)行分析的良好機(jī)會(huì)。通常在磁棒清潔前，需要對(duì)于吸附的異物進(jìn)行檢查和必要的統(tǒng)計(jì)和分析，建議的做法有如下：
收集異物。對(duì)于吸附的異物進(jìn)行收集和判斷是否屬于合理的方法。通常會(huì)有客戶(hù)要求對(duì)于收集的異物進(jìn)行稱(chēng)重，小編覺(jué)得這個(gè)適用于易清潔的磁棒套，否則若異物直接粘附在磁棒上，異物通常很難完整地取下來(lái)，而且量很少，這樣通過(guò)稱(chēng)重來(lái)判斷異物的風(fēng)險(xiǎn)，意義也非常有限。
吸附異物的磁棒照片。若不采用稱(chēng)重的方法，可以使用照片來(lái)進(jìn)行。企業(yè)可以提前制定不同異物水平的標(biāo)準(zhǔn)照片卡，然后培訓(xùn)員工來(lái)根據(jù)磁棒上的異物與標(biāo)準(zhǔn)照片卡進(jìn)行比對(duì)，從而判斷異物是否屬于正常水平。
吸附的非常規(guī)異物（指金屬粉末外的較大異物）：進(jìn)行收集存檔，分析異物的來(lái)源。例如吸附到螺絲/螺帽等，需要對(duì)此類(lèi)非常規(guī)異物進(jìn)行原因分析。
4.3 易于異物清潔的設(shè)計(jì)
強(qiáng)磁棒上一旦吸附上磁性或弱磁性物質(zhì)，通常是比較難去除了，因此易于清潔的設(shè)計(jì)是行業(yè)的一個(gè)良好實(shí)踐。易于清潔的設(shè)計(jì)是在磁棒的外部加一個(gè)夾套，抽取磁棒后，夾套上的磁性消失，吸附的異物自動(dòng)脫落。如下圖所示。
4.4 手動(dòng)清除
對(duì)于企業(yè)已經(jīng)安裝的磁棒沒(méi)有易清潔設(shè)計(jì)時(shí)，只能采用手動(dòng)清除的辦法，很多企業(yè)有如下一些錯(cuò)誤做法：
1）使用高壓空氣進(jìn)行吹掃。
2）使用抹布進(jìn)行清潔，然后再對(duì)抹布進(jìn)行清洗后再擦拭其它地方。
3）使用刷子進(jìn)行清潔。
如上的方法，都容易導(dǎo)致吸附的金屬粉末隨著清潔工具污染到環(huán)境或其它設(shè)施環(huán)境。
而清潔磁棒的方法，建議有如下方法：
1）使用一次性的無(wú)紡布進(jìn)行抹試，使用后丟棄。
2）使用磁棒專(zhuān)用的抹布，避免吸附的金屬粉末隨抹布帶至其它地方。
3）使用水洗的方法（適用于濕洗的情況），再配合上專(zhuān)用抹布。
