Reprodukovateľná sitová analýza

Sitovací metódy sitovej analýzy

Počas sitovanie je vzorka vystavená vertikálnemu pohybu (vibračné sitovanie) alebo horizontálnemu pohybu (horizontálne sitovanie). U TAP sitovacích strojov sa obaja pohyby prekrývajú. Počas tohto procesu sa častice porovnávajú s otvormi každého jednotlivého sita. Pravdepodobnosť priechodu častice sitom je určená pomerom veľkosti častíc k otvorom sita, orientáciou častice a počtom stretnutie medzi časticami a otvormi sieťoviny. Vhodná metóda sitovanie závisí od stupňa jemnosti materiálu vzorky (obr. 1). Suché sitovanie je uprednostňovanou metódou pre rozsah veľkostí medzi 40 um a 125 mm. Rozsah merania je však obmedzený vlastnosťami vzorky, ako je tendencia k aglomerácii, hustota alebo elektrostatický náboj.

VIBRAČNÉ SÍTOVANIE

Vibrácie spodného záchytného dna vrhajú vzorku hore, ktorý následne padá späť dole pôsobením gravitačných síl. Amplitúda označuje vertikálne výšku kmitanie záchytného dna.

Vďaka tomuto kombinovanému pohybu je vzorka materiálu rovnomerne rozložený po celej ploche sita. Častice sa zrýchľujú v zvislom smere, voľne sa otáčajú a potom klesajú späť štatisticky orientované. U sitovacích strojov RETSCH uvádza elektromagnetický pohon do chodu systém pružina/hmota a prenáša oscilácie do stĺpca sít. Amplitúdu možno plynulo nastaviť na niekoľko milimetrov.

HORIZONTÁLNE SITOVANIE

V horizontálnom sítovacím stroji sa sita pohybujú v horizontálnych kruhoch v rovine. Horizontálne sita sa prednostne používajú pre ihlovité, ploché, dlhé alebo vláknité vzorky. Vďaka horizontálnemu sítovacímu pohybu takmer žiadne častice nezmení svoju orientáciu na site.

TAP sitovanie

V TAP sítovacím stroji sa horizontálny kruhový pohyb prekrýva s vertikálnym pohybom generovaným klepacím impulzom. TAP sitovací stroje sú špecifikované v rôznych štandardoch pre analýzu veľkosti častíc.

Počet porovnania medzi časticami a otvormi na site je podstatne nižšia u TAP sitovacích strojov ako u vibračných sitovacích strojov (2,5 s-1 v porovnaní s ~ 50 s-1), čo má za následok dlhšiu doby sitovania. Na druhú stranu, Klepavý pohyb dáva časticiam väčší impulz, preto je u niektorých materiálov, ako sú abrazíva, podiel jemných častíc zvyčajne vyššie. U ľahkých materiálov, ako je mastenec alebo múka, je však podiel jemných častíc nižší.

PRÚDOVÉ JET SÍTOVANIE

Prúdová sítovačka JET je sitovací stroj pre jednoduché sitovanie, tj. pre každý proces sitovanie sa používa iba jedno sito. Samotné sito sa počas procesu nepohybuje.

Materiál na site sa pohybuje prostredníctvom rotujúce vzduchovej tryske: Vysávač, ktorý je pripojený k sítovacímu stroju, vytvára vákuum vo vnútri sitovacie komory a nasáva čerstvý vzduch rotujúce štrbinovou tryskou. Pri priechode úzkou štrbinou trysky sa prúd vzduchu zrýchli a vyfúkne proti situ, čím sa častice rozptýlia. Nad okom je vzduchový lúč distribuovaný po celom povrchu sita a je nasávaný nízkou rýchlosťou sitom. Jemnejšie častice sú tak transportované otvory siete do vysávača alebo poprípade do cyklónu.

Pri sitovaní pomocou prúdového sitového stroja sa používa vždy len jedno sito, ktoré sa počas sitovania nepohybuje. Rotujúca dýza pod sitom usmerňuje prúd vzduchu na materiál, ktorý sa má preosiať, čím sa častice deaglomerujú a následne sa pretiahnu cez sito. Sitovanie vzduchovým prúdom je vhodné pre rozmery od 10 µm do 4 mm.

Suché sitovanie

Suché sitovanie je najobľúbenejšou metódou reprodukovateľnej sitovej analýzy vrátane vibračného, horizontálneho a TAP sitovania. Preosievanie vzduchovou tryskou sa tiež považuje za suchú metódu preosievania, ale ide o špeciálny postup (pozri ďalej). V prípade potreby sa vzorka vopred vysuší, aby sa zabránilo zhlukovaniu. Pred preosievaním sa vzorka odváži, potom sa vloží do sitového systému a neskôr sa opäť odváži.

Pri sitovaní sa určí percento vzorky, ktoré zostane na sitách alebo je menšie ako zvolená veľkosť ôk. Ak sa má vykonať stanovenie veľkosti častíc rôznych frakcií (nastavené sitovanie), používa sa s kolóna sít obsahujúca niekoľko sít s rôznymi veľkosťami ôk (40 µm - 125 mm).

Aby sa však zabezpečila bezchybná reprodukovateľnosť výsledkov, zariadenie by sa malo nastaviť úplne digitálne. Okrem toho by mala byť integrovaná riadiaca jednotka neustále monitorovaná, aby sa zabránilo neúmyselným zmenám a odchýlkam počas testu.

Mokré sitovanie

Mokré sitovanie sa používa na stanovenie veľkosti častíc vo vlhkých, mastných alebo olejnatých vzorkách. Je to tiež metóda voľby, keď sa analyzovaný materiál už nachádza vo forme suspenzie a nedá sa vysušiť, ako aj v prípade častíc, ktoré majú tendenciu aglomerovať (zvyčajne < 45 µm), ktoré by inak upchali otvory sita.

Materiál, ktorý sa má sitovať, sa suspenduje a podobne ako pri suchom sitovaní sa nanesie na najvrchnejšie sito a potom sa prepláchne vodou pod vibráciami, kým sa kvapalina vystupujúca spod hromady sít nezakalí. Mokré sitovanie sa vykonáva v rozsahu 20 µm - 20 mm.

Optická charakterizácia častíc

Analýza veľkosti častíc sa môže vykonávať aj pomocou technológie optického merania. V závislosti od variantu merania je možné získať aj údaje o tvare častíc. Rozsah merania je v závislosti od systému od 0,3 nm do 30 mm. Charakterizácia častíc sa môže vykonávať v suspenziách, emulziách, koloidných systémoch, práškoch, granulách a sypkých materiáloch.

Naša sesterská spoločnosť MICROTRAC je technologickým lídrom s rozsiahlou globálnou sieťou a bezkonkurenčnou ponukou v oblasti charakterizácie častíc.