Analýza veľkosti častíc vizualizuje a meria distribúciu veľkosti častíc, kde každá častica má konkrétny tvar a objem, pričom určitej veľkosti a tvary sú optimálne pre konkrétny proces. Analýza veľkosti častíc je preto štandardným postupom v mnohých laboratóriách kontroly kvality a výskumných laboratórií na zabezpečenie najvyššej kvality konečného produktu.
Najbežnejšími metódami, ktoré sa dnes používajú na určenie veľkosti častíc, sú dynamická analýza obrazu (DIA), statická analýza obrazu, statický rozptyl laserového svetla (SLS, nazývaný tiež laserová difrakcia), dynamický rozptyl svetla (DLS) a sitovanie.
Pri plnení požiadaviek priemysle sa analýza veľkosti častíc v posledných rokoch rýchlo vyvinula z mletia, sitovania a ďalších techník spracovania materiálu, aby urýchlila proces charakterizácie častíc a vždy zaistila úplnú presnosť. Dnes sa v laboratóriách a organizáciách po celom svete bežne používajú tri rôzne metódy charakterizácie častíc.
Microtrac vyrába a dodáva vysoko kvalitné a cenovo dostupné prístroje pre ktorýkoľvek z piatich bežne používaných procesov - dynamickú a statickú analýzu obrazu, laserovú difrakciu, DLS a sitovanie (prostredníctvom našej sesterskej spoločnosti Retsch).
Microtrac ponúka produkty pre všetky technológie analýzy veľkosti častíc.
Analýza veľkosti častíc pomocou analýzy obrazu (DIA)
Dynamická analýza obrazu
Pre častice s veľkosťou od 0,8 µm do 135 mm ponúka Dynamická analýza obrazu (DIA) vysoko kvalitnú alternatívu k analýze veľkosti častíc sítovaním alebo laserovú difrakciou.
Moderné riešenia DIA (v súlade s normou ISO 13322-2), ako je rad CAMSIZER spoločnosti Microtrac, sú schopné analyzovať stovky snímok za sekundu v reálnom čase. Tieto prístroje preto môžu detekovať a charakterizovať milióny jednotlivých častíc v priebehu niekoľkých minút.
Rad CAMSIZER spoločnosti Microtrac využíva vysokorýchlostný dvojitý kamerový systém s vysokým rozlíšením, každý s UltraBright LED stroboskopickým zdrojom svetla a krátkymi expozičnými časmi k obstaranie stoviek snímok za sekundu (v závislosti od zariadenia). Jedna z dvoch digitálnych kamier je optimalizovaná pre analýzu malých častíc vo vysokom rozlíšení (kamera ZOOM), zatiaľ čo druhá slúži na detekciu veľkých častíc s veľkým zorným poľom (kamera BASIC). Užívateľsky prívetivý výkonný softvér analyzuje veľkosť a tvar každej častice a vypočítava príslušné distribučné krivky.
Hlavnou výhodou dynamické analýzy obrazu je schopnosť merať šírku, ekvivalentné priemer kruhu a dĺžku akékoľvek častice a zabezpečiť distribúciu veľkosti na základe príslušného parametra. Okrem toho je tvar častíc charakterizovaný na základe rôznych deskriptorov tvarov, vrátane pomeru strán, kruhovitosti, symetrie, konvexity a zaoblenia.
Riešenia od spoločnosti Microtrac, ktoré používajú DIA na analýzu veľkostí častíc, bola prvýkrát uvedená na trh pred viac ako dvoma desiatkami rokov spoločností Retsch Technology, ktorá je teraz známa ako Microtrac. V uplynulých rokoch sa technológia neustále zdokonaľovala, softvér sa neustále vyvíjal a rad dnes zahŕňa modely zamerané na mokrú a suchú analýzu suspenzií a práškov, suchú analýzu granulátov a sypkých materiálov a online systém, ktorý je možné integrovať do zariadenia pre doručovanie vzoriek tretích strán.
Analýza veľkosti častíc pomocou statického rozptylu laserového svetla / laserové difrakcie
Staticky laserový rozptyl svetla (SLRS) je bežnejšie známy ako laserová difrakcie (LD) a tiež sa čas od času označuje ako laserová difraktometrie, Fraunhoferovho difrakcie alebo Mieho rozptyl.
Počas interakcie laserového svetla s časticami má difrakcie, lom, odraz a absorpcia za následok vzory rozptylu svetla charakteristické pre veľkosť častíc. Jedná sa teda o nepriamu metódu, ktorá vypočítava distribúcia veľkosti častíc na základe prekrývajúcich sa vzorov rozptýleného svetla spôsobených celým súborom častíc, z ktorých by mal človek poznať optické vlastnosti materiálu (index lomu) pre malé častice, aby získal spoľahlivé výsledky.
Použitie laserové difrakcie (LD) pre meranie veľkosti častíc zaznamenalo rýchle prijatie kontroly kvality vo výskumnom aj priemyselnom prostredí vďaka ľahkej ovládateľnosti a univerzálnosti tejto techniky. Teraz je de facto štandardom pre mnoho ľudí, ktorí požadujú analýzu veľkosti častíc.
Keďže sa spolieha na laserový lúč osvetľujúce dobre rozptýlený vzorka, vypočíta sa distribúcia veľkosti z výsledného rozptýleného svetelného vzoru. Existuje predpoklad, že všetky častice sú sférické, takže stanovenie parametrov tvaru častíc nie je možné.
Výkonný softvér a extrémne presná detekcia svetelného signálu priniesli konkurenčnú výhodu podnikom, ktoré spracovávajú materiály v odvetviach, ako je chemický, potravinársky, hnojivový a farmaceutický priemysel, ktoré sa spoliehajú na laserovú difrakciu. Dokázali dramaticky zvýšiť rýchlosť priepustnosti, pretože relatívne obmedzené rozlíšenie sa pre nich doteraz neukázalo ako hlavný problém.
Analýza veľkosti častíc s dynamickým rozptylom svetla
Dynamický rozptyl svetla (DLS) určuje Brownov pohyb submikrometrických častíc v suspenzii. Rýchlosť difúzie je priamo spojená s veľkosťou častíc a možno ju určiť pomocou Stokes-Einsteinovej rovnice, ktorá zohľadňuje aj teplotu a viskozitu nosnej tekutiny.
Pohyb častíc spôsobuje kolísanie intenzity v rozptýlenom svetle. Detekcia a vyhodnotenie tohto signálu Fourierovou transformáciou umožňuje spoľahlivé meranie veľkosti častíc.
Táto metóda je obzvlášť vhodná pre analýzu veľkosti častíc nanomateriálov. Microtrac používa na meranie DLS jedinečnú technológiu sondy, ktorá sa vyznačuje vysokou flexibilitou a vynikajúcou silou signálu.
Sitová analýza
Sítovanie (niekedy označované ako gradačný test) je možná najjednoduchší spôsob, ako posúdiť distribúciu veľkosti častíc. Sitovanie je užitočné pre častice s veľkosťou niekoľkých mikrónov až desiatok milimetrov, či už je materiál organický alebo neorganický.
Analytická sitá, ako sú tie, ktoré vyrába spoločnosť Retsch (sesterská spoločnosť Verder Scientific), poskytujú jednoduchú nákladovo efektívnu mechanickú metódu distribúcie granúl do tried veľkosti častíc a pripravujú ich na ďalšiu analýzu, pretože každé sito v stĺpci sít má postupne menšiu veľkosť ôk. Analytická sitá sú umiestnené na analytickom sítovacím stroji s vibračným s 3-D odhazovacím pohybom alebo s horizontálnym kruhovým pohybom (s občasným vertikálnym klepaním) alebo s disperziou prúdom vzduchu.
Pre mnoho spoločností je použitie sít vstupný bod do sveta analýzy veľkosti častíc a charakterizácia častíc. Je to nákladovo efektívne, najmä pre tých, ktorí vykonávajú charakterizáciu materiálov nepravidelne alebo kde sú rozpočty veľmi obmedzené a čas nie je problémom.
Kontaktujte nás pre bezplatnú konzultáciu
Voľba, či použiť jednoduché riešenie ako je sitovania alebo investovať do laserovej difrakcie alebo dynamické analýzy obrazu, bude nakoniec závisieť od objemu testovanie, dostupném rozpočtu financií, personálnom zaistení a na všetkých konkrétnych medzinárodných štandardoch alebo požiadavkách zákazníka.
Prečo nekontaktovať Microtrac o bezplatnú konzultáciu a zistiť, ktoré riešenie prinesie požadovaný výsledok a návratnosť investícií?