Tekrarlanabilir Elek Analizi

Sieve analysis (also known as sieving analysis or test sieving) is used to determine the particle size distribution of various bulk materials. Its handling and evaluation is described in a variety of international standards. It is also considered an important and indispensable quality assurance procedure to this day. Sieve analysis is divided into dry sieving and wet sieving. The sieving motion can be based on the principles of throw sieving, plan sieving, tapping sieving, air jet sieving and ultrasonic sieving. Manual sieving is not easily reproducible due to the individual influences of the operator (stamina, speed, strength).

Farklı form ve boyutlardaki dökme malların karakterizasyonu için, partikül boyutu dağılımlarının bilgisi önemlidir. Parçacık boyutu dağılımı, yani farklı boyutlardaki parçacıkların sayısı, çözünürlük, akışkanlık ve yüzey reaksiyonu gibi önemli fiziksel ve kimyasal özelliklerden sorumludur.

Elek analizi

Gıda, eczacılık ve kimya gibi birçok endüstride geleneksel elek analizi, tozların ve granüllerin üretimi ve kalite kontrolü için standarttır. Elek analizinin avantajları arasında kolay kullanım, düşük yatırım maliyetleri, nispeten kısa bir sürede hassas ve tekrarlanabilir sonuçlar ve partikül boyutu fraksiyonlarını ayırma olasılığı bulunur. Bu nedenle, bu yöntem, lazer ışığı veya görüntü işleme kullanan analiz yöntemlerine kabul edilen bir alternatiftir. Yüksek derecede tekrarlanabilirlik ve güvenilirliği garanti etmek için elek sallayıcılar ve aksesuarlar ulusal ve uluslararası standartların gereksinimlerini karşılamalıdır. Bu, partikül dağılımlarının karakterizasyonu için kullanılan test elekleri, elek çalkalayıcılar ve diğer tüm ölçüm aletlerinin (örn. Ölçekler) kalibre edilmesi ve kalite yönetim sisteminin bir parçası olarak test aracısı izlemesine tabi tutulması gerektiği anlamına gelir. Bunun dışında numune hazırlığının büyük bir özenle yapılması kesinlikle gereklidir. Ancak o zaman, bir ürünün güvenilir bir şekilde karakterize edilmesini sağlayan eleme sonuçlarına ulaşmak mümkündür.

Elek sallayıcı Test Elekleri

Elek analizinin eleme yöntemleri

Eleme sırasında numune dikey harekete (titreşimli eleme) veya yatay harekete (yatay eleme) tabi tutulur. Musluk elek sallayıcılarda her iki hareket üst üste getirilir. Bu işlem sırasında parçacıklar her bir eleğin açıklıkları ile karşılaştırılır. Bir partikülün elek ağından geçme olasılığı, partikül boyutunun elek açıklıklarına oranı, partikül oryantasyonu ve partikül ile gözenekli açıklıklar arasındaki karşılaşma sayısı ile belirlenir. Uygun eleme yöntemi, numune materyalinin incelik derecesine bağlıdır (şekil 1). Kuru eleme, 40 µm ile 125 mm arasındaki boyut aralığı için tercih edilen yöntemdir. Bununla birlikte, ölçüm aralığı, topaklanma eğilimi, yoğunluk veya elektrostatik yüklenme gibi numunenin özellikleriyle sınırlıdır.

TİTREŞİMLİ ELEME

Numune, elek tabanının titreşimleriyle yukarı doğru fırlatılır ve yerçekimi kuvvetleri nedeniyle aşağı düşer. Genlik, elek tabanının dikey salınım yüksekliğini gösterir. Bu birleşik hareket nedeniyle, numune materyali tüm elek alanına eşit olarak yayılır. Parçacıklar dikey yönde hızlandırılır, serbestçe dönerler ve ardından istatistiksel olarak yönlendirilirler. RETSCH elek sallayıcılarında, bir elektromanyetik tahrik yay / kütle sistemini harekete geçirir ve salınımları elek yığınına aktarır. Genlik sürekli olarak birkaç milimetreye ayarlanabilir.

YATAY ELEME

Yatay bir elek sallayıcıda, elekler bir düzlemde yatay daireler halinde hareket eder. Yatay elek çalkalayıcıları tercihen iğne şeklinde, düz, uzun veya lifli numuneler için kullanılır. Yatay eleme hareketi nedeniyle, elek üzerinde neredeyse hiç partikül yönünü değiştirmez.

Vurmalı eleme

Bir vurmalı elek sallayıcısında yatay, dairesel bir hareket, bir vurma darbesi tarafından oluşturulan dikey bir hareketle üst üste getirilir. Vurmalı elek çalkalayıcıları, partikül boyutu analizi için çeşitli standartlarda belirtilmiştir. Parçacıklar ve elek açıklıkları arasındaki karşılaştırma sayısı, vurmalı elek çalkalayıcılarda titreşimli elek çalkalayıcılardan (~ 50 s-1'e kıyasla 2.5 s-1) önemli ölçüde daha düşüktür ve bu da daha uzun eleme sürelerine neden olur. Öte yandan, vurma hareketi parçacıklara daha büyük bir itici güç verir, bu nedenle aşındırıcılar gibi bazı malzemelerle ince parçacıkların oranı genellikle daha yüksektir. Ancak talk veya un gibi hafif malzemelerle ince parçacıkların oranı daha düşüktür.

HAVA JET ELEME

Hava jetli elek, tek eleme için bir eleme makinesidir, yani her bir eleme işlemi için sadece bir elek kullanılır. İşlem sırasında eleğin kendisi hareket ettirilmez. Elek üzerindeki malzeme, dönen bir hava jeti ile hareket ettirilir: Eleme makinesine bağlanan bir elektrikli süpürge, eleme odası içinde bir vakum oluşturur ve dönen bir yarık nozul aracılığıyla temiz havayı emer. Nozülün dar yarığından geçerken, hava akımı hızlandırılır ve elek ağına doğru üflenir, partiküller dağılır. Ağın yukarısında, hava jeti tüm elek yüzeyine dağıtılır ve elek ağından düşük hızda emilir. Böylelikle daha ince parçacıklar ağ açıklıklarından elektrikli süpürgeye veya isteğe bağlı olarak bir siklona taşınır.

In air jet sieving, only a single sieve is used at a time, and it is not moved during the sieving process. A rotating nozzle below the sieve directs a jet of air onto the material to be sieved, causing particles to deagglomerate and then be sucked through the sieve. Air jet sieving is suitable for size ranges from 10 µm to 4 mm.

Dry sieving

Dry sieving is the most popular method of reproducible sieve analysis, including vibration, horizontal and tap sieving. Air jet sieving is also considered a dry sieving method, but it is a special process (see below). If necessary, the sample is dried in advance to avoid clumping. Before sieving, the sample is weighed, then placed in the sieving system and weighed again at a later point in time.

Sieving is used to determine the percentage of the sample that remains on the sieve or is smaller than the selected mesh size. If a particle size determination of the various fractions is to be carried out (set sieving), a sieve stack is used that contains several sieves with different mesh sizes (40 µm – 125 mm).

However, to ensure that the results are reproducible beyond doubt, the machine should be set up completely digitally. Furthermore, the integrated control unit should be constantly monitored to avoid unintentional changes and deviations during the test.

Wet sieving

Wet sieving is used to determine particle sizes in moist, greasy or oily samples. It is also the method of choice when the material to be analyzed is already present as a suspension and cannot be dried, as well as for particles that tend to agglomerate (usually < 45 µm), which would otherwise clog the sieve openings.

The material to be sieved is suspended and, as with dry sieving, applied to the uppermost sieve and then rinsed with water under vibration until the liquid emerging from below the sieve stack is unclouded. Wet sieving is carried out in the range 20 µm - 20 mm.

Grain size analysis

The formal size of individual particles in a mixture is referred to as the “grain size”, and grain size analysis is used to determine this size. The subsequent size distribution of the particles has a significant influence on the properties of a material, both scientifically and technically.

Due to numerous differentiations and even different methods of determination, grain size analysis is considered an independent discipline of granulometry.

Methods of grain size analysis

Although there are different methods for analyzing and determining grain sizes, the equivalent diameter is always determined in all variants. Which method is ultimately used depends heavily on the question, possible regulations and the grain size range itself.

Larger particles, from a size of about 40 mm, are usually measured by hand or on the basis of photos, while sieving is often used for the particle size analysis of very small particles, down to a size of 10 µm. For sieving, sieves of different sizes are first stacked on top of each other and clamped in a sieving machine. The sample is then placed in the top sieve (with the largest hole size) and subjected to a defined sieving motion for a certain period of time to ensure precise sieving.

The particles of the sample are separated according to their size on the sieves. After that, the percentage of the individual fractions remaining on the sieves with different hole sizes is determined. The percentage mass fractions of the individual fractions are referred to as p3. The cumulative distribution curve Q3 provides information about the added masses of the individual fractions. It is common to provide information about the size of the sample smaller than 90%, 50% and 10%.

Optical particle characterization

The particle size analysis can also be carried out using optical measurement technology. Depending on the measurement variant, statements can also be made about the particle shape. The measuring range is between 0.3 nm and 30 mm, depending on the system. The particle characterization can be carried out in suspensions, emulsions, colloidal systems, powders, granules and bulk materials.

Our sister company MICROTRAC is a technology leader, with an extensive global network and an unrivaled offering in particle characterization.

MICROTRAC

Analysis of Particle Size Distribution - Ürüne Genel Bakış

KALİTE KONTROL İÇİN ELEK ANALİZİ

Hepimiz "kalite" terimini biliyoruz. Özellikle yüksek değere sahip bir ürünü tanımlamak için yaygın olarak kullanılır. Ancak kalitenin kesin tanımı şu şekildedir: Kalite, tanımlanan özelliklerin, testler yapılarak belirlenen bir ürünün tespit edilen özelliklerine uygunluğudur. Bir test ölçümü, istenen özelliklerin belirli bir tolerans dahilinde olduğunu tespit ederse, bir ürün yüksek kaliteli olarak tanımlanabilir. Ölçülen değerler çok fazla saparsa, kalite daha düşüktür. Doğal veya yapay birçok malzeme dağınık biçimde bulunur (tutarlı bir bütün oluşturmayan ancak birbirinden ayrılabilen öğelere bölünmüş malzeme, örneğin bir kum yığını). Parçacık boyutları ve bunların bir malzeme miktarı içindeki dağılımı - yani farklı boyutlardaki parçacıkların fraksiyonları - fiziksel ve kimyasal özellikler üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir.

Partikül boyutu dağılımından etkilenebilecek birkaç özellik örneği:

betonun gücü
çikolatanın tadı
tabletlerin çözünme özellikleri
yıkama tozlarının dökülebilirliği ve çözünürlüğü
filtre malzemelerinin yüzey aktivitesi

Bu örnekler, özellikle üretim prosesleri için dökme malların kalite güvencesi bağlamında partikül boyutu dağılımını bilmenin ne kadar önemli olduğunu açıkça göstermektedir. Üretim sürecinde partikül boyut dağılımı değişirse, ürünün kalitesi de değişecektir.

Elek sallayıcı Test Elekleri