Ситовой анализ или определение фракционного состава является важным методом оценки распределения частиц гранулированного материала по размерам. Размер частиц влияет на такие свойства материала, как текучесть и транспортировка (для сыпучих материалов), реакционная способность, абразивность, растворимость, экстракция и реакционные свойства, вкус, сжимаемость и многое другое. Таким образом, определение размера частиц имеет важное значение для широкого спектра отраслей промышленности, таких как пищевая, строительная, пластмассовая, косметическая и фармацевтическая, для оптимизации технологического процесса и обеспечения качества и безопасности конечной продукции.
Для измерения распределения частиц по размерам могут применяться различные методы и процедуры, в зависимости от материала образца, ожидаемых размеров частиц и объема исследования. К ним относятся прямой анализ изображений, статический (SIA) или динамический (DIA), статическое рассеяние света (SLS), также называемое лазерной дифракцией (LD), динамическое рассеяние света (DLS) и ситовой анализ. Ситовой анализ является традиционным и наиболее часто используемым методом измерения распределения частиц по размерам.
Почему важно взвешивание сит
К преимуществам ситового анализа можно отнести простоту в использовании, минимальные инвестиционные затраты, точность и воспроизводимость результатов за сравнительно короткое время, а также возможность разделения фракций частиц по размеру. Процедура анализа сит с помощью дифференциального взвешивания сит является утомительным и подверженным ошибкам процессом. Использование точного баланса с удобными функциями и цифровым управлением данными может быстро окупиться.
Посмотрите это видео и узнайте, почему анализ размера частиц так важен и как выполнять анализ сит шаг за шагом.
Влияние распределения частиц по размерам может быть огромным, а его анализ с помощью ситового взвешивания является утомительным и подверженным ошибкам процессом. Автоматизируйте рабочие процессы ситового анализа: сделайте управляемые процессы и цифровое управление данными неотъемлемой частью взвешивания всех сит!
Пакет сит состоит из нескольких сит, уложенных друг на друга с увеличением размера ячеек, при этом образец помещается на верхнее сито. Просеивание проводят до того момента, когда масса образца на каждом сите не изменяется (= постоянная масса). Каждое сито взвешивается, и объем каждой фракции рассчитывается в весовых процентах, что дает распределение по массе.
Этапы подготовки
Этапы взвешивания на сите
Техническое обслуживание оборудования
Как и другие прецизионные измерительные приборы в лаборатории, тестовые сита требуют регулярного ухода для поддержания стандарта производительности, который включает в себя:
Выбор метода определения размеров и распределения частиц зависит от целевого вещества и ожидаемых размеров частиц.
Методы анализа размеров частиц:
| Методы анализа размеров частиц | Описание и варианты использования | Типичные диапазоны размеров частиц | Связанный стандарт |
Ситовой анализ:
| Является традиционным методом определения распределения частиц по размерам. Твердые частицы размером от 125 мм до 20 мкм могут быть быстро и эффективно измерены путем сухого или мокрого просеивания с использованием стандартных испытательных сит. | 40 мкм—125 мм 20 мкм—20 мм 10 мкм—0,2 мм | Различные, в т.ч. ИСО 3310 АСТМ С136 АСТМ D422 |
| Статический анализ изображений (SIA) | В основном используется для измерения узких распределений по размерам с акцентом на характеристику очень мелких частиц. Он предоставляет изображения частиц с высоким разрешением, которые позволяют чрезвычайно точно описать размер и форму, но это отнимает много времени. SIA в основном используется в исследованиях и разработках. | 0,5 мкм—1,5 мм | ИСО 13322-1 |
| Динамический анализ изображений (DIA) | Это метод определения характеристик частиц на основе чисел, применимый для образцов размером более 1 мкм. Если необходимо также измерить более мелкие частицы, предпочтительным методом является лазерная дифракция (ЛД). DIA — это современный метод определения размеров частиц, идеально подходящий для рутинных измерений сыпучих грузов, порошков, гранул и суспензий. Во многих отраслях промышленности DIA уже заменила традиционный ситовой анализ. | 1 мкм—30 мм | ИСО 13322-2 |
| Статическое рассеяние света (SLS) или лазерная дифракция (LD) | Может определять распределение по объему, фармацевтические препараты (API) и PSD в жидкостях и суспензиях. LD является наиболее распространенным методом определения распределения частиц по размерам, отличным от традиционного ситового анализа. Он основан на отклонении лазерного луча ансамблем частиц, диспергированных либо в жидком, либо в воздушном потоке. | 10 нм — 4 мм | ИСО 13320 |
Динамическое рассеяние света (DLS) | Основан на броуновском движении дисперсных частиц в растворе. Это неинвазивный метод измерения размеров и распределения по размерам молекул и частиц, как правило, в субмикронном диапазоне. | 1 нм—10 мкм | ИСО 22412 |
Ситовой анализ является традиционным методом определения распределения частиц по размерам. Твердые частицы размером от 125 мм до 20 мкм могут быть быстро и эффективно измерены путем сухого или мокрого просеивания с использованием стандартных испытательных сит.
Ситовой анализ указан в ряде национальных и международных стандартов в качестве обязательного метода испытаний для различных аналитических и промышленных процессов. Быстрый поиск по ключевому слову «сито» дает более 150 отдельных стандартных результатов на веб-сайте ASTM и более 130 результатов на веб-сайте ISO. Эти результаты дают информацию о том, какие размеры сит требуются для конкретного материала. В каждом стандарте подробно описывается, как проводить испытание размера частиц, включая размер образца, продолжительность испытания, ожидаемые результаты и метод приемки.
Примеры стандартов:
Большинство из этих стандартов требуют, чтобы используемые сита соответствовали определенным техническим требованиям, описанным в конкретных стандартах на сита, таких как ISO 3310 или ASTM E11 / E 323.
Прямой анализ изображений позволяет определить физические свойства отдельных частиц (размер, форму и морфологию поверхности). Принципиальное различие между динамическим и статическим анализом изображений заключается в том, что при статическом анализе изображений частицы располагаются на носителе и не перемещаются относительно камеры во время съемки, как в случае с микроскопом, тогда как при динамическом анализе изображений частицы движутся, проходя мимо детектора.
Хотели бы Вы знать:
Наша команда экспертов всегда готова предложить помощь и совет, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.
При анализе сит необходимо выполнить следующие этапы:
Стандартный стек сит обычно состоит из 5-10 сит, что делает весь процесс довольно трудоемким.
Проблемы ситового анализа заключаются в следующем:
Автоматизируйте и оцифруйте рабочий процесс взвешивания сит, чтобы ускорить процесс и снизить его подверженность ошибкам. Приобретите прецизионные весы XPR, подключенные к лабораторному программному обеспечению LabX™, чтобы быстро окупить инвестиции за счет ускорения процесса, повышения производительности и снижения затрат на один образец .
Управляемый и автоматизированный процесс
Процесс можно запустить с сенсорного экрана на весах. Пользователь получает безопасное пошаговое руководство по всему рабочему процессу. Благодаря автоматическому определению веса сита можно взвешивать последовательно, не прикасаясь к ключу. Все грузы тары хранятся точно и в полном объеме.
Графическое средство взвешивания SmartTracTM упрощает взвешивание образца до определенного целевого значения и предотвращает перегрузку сит.
Для обратного взвешивания просто возобновите эту задачу на весовом экране и взвесьте загруженные сита в правильном порядке, как указано на экране. Значения веса автоматически записываются при достижении стабильного значения.
Эффективное взвешивание
Благодаря функции AutoZero и автоматической записи результатов взвешивание происходит невероятно быстро и безопасно. Высокая стабильность, обеспечиваемая уникальной грузоприемной чашкой SmartPan™, позволяет получать результаты в два раза быстрее по сравнению со взвешиванием на стандартной грузоприемной чашке. Данные и результаты автоматически записываются во встроенный протокол результатов, что устраняет необходимость в трудоемком и подверженном ошибкам ручном вводе/выводе данных. Несколько интерфейсов (4 USB, 1 LAN) позволяют легко экспортировать результаты на ПК или другую систему.
Безошибочная документация
LabX™ обеспечивает комплексное управление данными и полную прослеживаемость; Он автоматически обрабатывает все данные и расчеты. После того, как последний этап взвешивания будет завершен, окончательный результат будет готов. Комплексное решение может быть адаптировано к индивидуальным технологическим требованиям и интегрировано с существующей системой ERP/LIMS вашей компании, что обеспечивает двустороннюю передачу задач и результатов. Все данные надежно хранятся в централизованной базе данных, а настраиваемые отчеты могут быть созданы в любое время.
Прочная и простая в уходе конструкция
Весы XPR рассчитаны на работу в суровых условиях и легко демонтируются без использования каких-либо инструментов. Все детали устойчивы к мытью в посудомоечной машине - гладкие поверхности и закругленные края делают очистку баланса очень легкой.
Загрузите наше бесплатное электронное руководство и узнайте об основах ситового анализа, включая сценарии использования, рабочие процессы, передовые методы и эффективные решения. В простой для восприятия форме представлены сценарии использования в различных отраслях и объясняется их важность в каждом сегменте. В нем также сравниваются различные методы анализа размеров частиц, объясняется рабочий процесс ситового анализа и делятся передовым опытом, включая 7 советов и рекомендаций по правильному анализу сита.
Подход Lean Lab с процессами непрерывного совершенствования (CIP) помогает раскрыть дополнительные возможности для оптимизации процесса ситового анализа.
В этом электронном руководстве обсуждаются следующие 6 целей CIP:
