Analýza velikosti částic vizualizuje a měří distribuci velikosti částic, kde každá částice má konkrétní tvar a objem, přičemž určité velikosti a tvary jsou optimální pro konkrétní proces. Analýza velikosti částic je proto standardním postupem v mnoha laboratořích kontroly kvality a výzkumných laboratoří k zajištění nejvyšší kvality konečného produktu.
Nejběžnějšími metodami, které se dnes používají k určení velikosti částic, jsou dynamická analýza obrazu (DIA), statická analýza obrazu, statický rozptyl laserového světla (SLS, nazývaný také laserová difrakce), dynamický rozptyl světla (DLS) a sítování.
Při plnění požadavků průmyslu se analýza velikosti částic v posledních letech rychle vyvinula z mletí, prosévání a dalších technik zpracování materiálu, aby urychlila proces charakterizace částic a vždy zajistila úplnou přesnost. Dnes se v laboratořích a organizacích po celém světě běžně používají tři různé metody charakterizace částic.
Microtrac vyrábí a dodává vysoce kvalitní a cenově dostupné přístroje pro kterýkoli z pěti běžně používaných procesů - dynamickou a statickou analýzu obrazu, laserovou difrakci, DLS a sítování (prostřednictvím naší sesterské společnosti Retsch).
Microtrac nabízí produkty pro všechny technologie analýzy velikosti částic.
Analýza velikosti částic pomocí analýzy obrazu (DIA)
Dynamická analýza obrazu
Pro částice o velikosti od 0,8 µm do 135 mm nabízí Dynamická analýza obrazu (DIA) vysoce kvalitní alternativu k analýze velikosti částic sítováním nebo laserovou difrakcí.
Moderní řešení DIA (v souladu s normou ISO 13322-2), jako je řada CAMSIZER společnosti Microtrac, jsou schopna analyzovat stovky snímků za sekundu v reálném čase. Tyto přístroje proto mohou detekovat a charakterizovat miliony jednotlivých částic během několika minut.
Řada CAMSIZER společnosti Microtrac využívá vysokorychlostní dvojitý kamerový systém s vysokým rozlišením, každý s ultrabright LED stroboskopickým zdrojem světla a krátkými expozičními časy k pořízení stovek snímků za sekundu (v závislosti na zařízení). Jedna ze dvou digitálních kamer je optimalizována pro analýzu malých částic ve vysokém rozlišení (kamera ZOOM), zatímco druhá slouží k detekci velkých částic s velkým zorným polem (kamera BASIC). Uživatelsky přívětivý výkonný software analyzuje velikost a tvar každé částice a vypočítává příslušné distribuční křivky.
Hlavní výhodou dynamické analýzy obrazu je schopnost měřit šířku, ekvivalentní průměr kruhu a délku jakékoli částice a zajistit distribuci velikosti na základě příslušného parametru. Kromě toho je tvar částic charakterizován na základě různých deskriptorů tvarů, včetně poměru stran, kruhovitosti, symetrie, konvexity a zaoblení.
Řešení od společnosti Microtrac, která používají DIA k analýze velikostí částic, byla poprvé uvedena na trh před více než dvěma desítkami let společností Retsch Technology, která je nyní známá jako Microtrac. V uplynulých letech se technologie neustále zdokonalovala, software se neustále vyvíjel a řada dnes zahrnuje modely zaměřené na mokrou a suchou analýzu suspenzí a prášků, suchou analýzu granulátů a sypkých materiálů a online systém, který lze integrovat do zařízení pro doručování vzorků třetích stran.
Analýza velikosti částic pomocí statického rozptylu laserového světla / laserové difrakce
Staticky laserový rozptyl světla (SLRS) je běžněji známý jako laserová difrakce (LD) a také se čas od času označuje jako laserová difraktometrie, Fraunhoferova difrakce nebo Mieho rozptyl.
Během interakce laserového světla s částicemi má difrakce, lom, odraz a absorpce za následek vzory rozptylu světla charakteristické pro velikost částic. Jedná se tedy o nepřímou metodu, která vypočítává distribuce velikosti částic na základě překrývajících se vzorů rozptýleného světla způsobených celým souborem částic, z nichž by měl člověk znát optické vlastnosti materiálu (index lomu) pro malé částice, aby získal spolehlivé výsledky.
Použití laserové difrakce (LD) pro měření velikosti částic zaznamenalo rychlé přijetí kontroly kvality ve výzkumném i průmyslovém prostředí díky snadné ovladatelnosti a univerzálnosti této techniky. Nyní je de facto standardem pro mnoho lidí, kteří požadují analýzu velikosti částic.
Jelikož se spoléhá na laserový paprsek osvětlující dobře rozptýlený vzorek, vypočítá se distribuce velikosti z výsledného rozptýleného světelného vzoru. Existuje předpoklad, že všechny částice jsou sférické, takže stanovení parametrů tvaru částic není možné.
Výkonný software a extrémně přesná detekce světelného signálu přinesly konkurenční výhodu podnikům zpracovávajícím materiály v odvětvích, jako je chemický, potravinářský, hnojivový a farmaceutický průmysl, které spoléhají na laserovou difrakci. Dokázali dramaticky zvýšit rychlost propustnosti, protože relativně omezené rozlišení se pro ně dosud neukázalo jako hlavní problém.
Analýza velikosti částic s dynamickým rozptylem světla
Dynamický rozptyl světla (DLS) určuje Brownův pohyb submikrometrických částic v suspenzi. Rychlost difúze je přímo spojena s velikostí částic a lze ji určit pomocí Stokes-Einsteinovy rovnice, která rovněž zohledňuje teplotu a viskozitu nosné tekutiny.
Pohyb částic způsobuje kolísání intenzity v rozptýleném světle. Detekce a vyhodnocení tohoto signálu Fourierovou transformací umožňuje spolehlivé měření velikosti částic.
Tato metoda je zvláště vhodná pro analýzu velikosti částic nanomateriálů. Microtrac používá pro měření DLS jedinečnou technologii sondy, která se vyznačuje vysokou flexibilitou a vynikající silou signálu.
Sítová analýza
Sítování (někdy označované jako gradační test) je možná nejjednodušší způsob, jak posoudit distribuci velikosti částic. Sítování je užitečné pro částice o velikosti několika mikronů až desítek milimetrů, ať už je materiál organický nebo neorganický.
Analytická síta, jako jsou ta, která vyrábí společnost Retsch (sesterská společnost Verder Scientific), poskytují jednoduchou nákladově efektivní mechanickou metodu distribuce granulí do tříd velikosti částic a připravují je pro další analýzu, protože každé síto ve sloupci sít má postupně menší velikost ok. Analytická síta jsou umístěna na analytickém sítovacím stroji s vibračním s 3-D odhazovacím pohybem nebo s horizontálním kruhovým pohybem (s občasným vertikálním klepáním) nebo s disperzí proudem vzduchu.
Pro mnoho společností je použití sít vstupní bod do světa analýzy velikosti částic a charakterizace částic. Je to nákladově efektivní, zejména pro ty, kteří provádějí charakterizaci materiálů nepravidelně nebo kde jsou rozpočty velmi omezené a čas není problémem.
Kontaktujte nás pro bezplatnou konzultaci
Volba, zda použít jednoduché řešení jako je sítování nebo investovat do laserové difrakce či dynamické analýzy obrazu, bude nakonec záviset na objemu testování, dostupném rozpočtu financí, personálním zajištění a na všech konkrétních mezinárodních standardech nebo požadavcích zákazníka.
Proč nekontaktovat Microtrac o bezplatnou konzultaci a zjistit, které řešení přinese požadovaný výsledek a návratnost investic?