Effetti di un disperdente a ultrasuoni sulle misure in linea
Per la caratterizzazione e la misurazione delle particelle primarie, queste devono essere ben disperse, poiché gli agglomerati falsificano i risultati della misurazione. Gli ultrasuoni sono uno strumento affidabile per distruggere gli agglomerati e creare condizioni in cui le particelle primarie sono tenute a una distanza adeguata l'una dall'altra, in modo da poter essere rilevate come particelle singole. Il seguente studio di Sequip presenta la combinazione vincente del metodo Hielscher Dispositivi a ultrasuoni con Sequip Sequip per una caratterizzazione affidabile delle particelle.
A causa delle forze di legame tra le particelle, ad esempio le forze di van der Waals, le particelle tendono all'agglomerazione e all'aggregazione. In questo modo, diverse particelle (primarie) si fondono insieme e formano una particella più complessa (le cosiddette particelle secondarie). I processi di agglomerazione e aggregazione influenzano significativamente la misurazione a causa di:
- variazioni nella distribuzione dimensionale delle particelle (poiché gli agglomerati sono misurati come una singola particella)
- modifiche delle proprietà del flusso
- cambiamenti dello stato normale del materiale
Di conseguenza, il processo è influenzato da molte variabili, che interferiscono con una valutazione affidabile.
misurazione delle particelle
I sensori PAT di Sequip sono stati sviluppati per la misurazione diretta delle particelle, in modo da registrare e valutare in modo sicuro i cambiamenti nella distribuzione granulometrica. L'apparecchiatura di misurazione PAT in situ consente di ottenere informazioni aggiuntive durante lo sviluppo di nuove formulazioni per quanto riguarda la morfologia complessiva, nonché di controllare la qualità del prodotto durante la lavorazione.
La misurazione può essere eseguita in laboratorio o in linea e in tempo reale durante il processo, fornendo risultati esatti in base alle caratteristiche del prodotto e alla gamma dinamica delle dimensioni.
Sequip Sensore di laboratorio
Il problema:
Gli agglomerati falsano i risultati della caratterizzazione delle particelle. Per ottenere misurazioni affidabili, è necessario impedire il processo di agglomerazione. Il modo più semplice è l'aggiunta di un additivo disperdente. Tuttavia, l'uso di un disperdente modifica la formulazione originale del prodotto e di conseguenza i risultati della misurazione non rispecchierebbero la reale distribuzione dimensionale. Per il controllo del processo durante la produzione, l'uso di additivi disperdenti è quindi un metodo inappropriato.
Il diagramma sottostante raffigura il PVC800, un poli-cloruro di vinile, con una distribuzione granulometrica massima di 500-630μm. 500-630μm. Tuttavia, a causa dell'agglomerazione, i risultati della misurazione mostrano picchi di 1400μm.
La Fig. 1 mostra la misurazione del PVC 800: il PVC 800 presenta normalmente una distribuzione granulometrica con picchi a circa 500-630μm. In questo caso, tuttavia, si misurano picchi fino a 1400μm dovuti all'agglomerazione.
La soluzione:
Un'alternativa indipendente dal processo è l'installazione di un dispersore a ultrasuoni.
Per dimostrare l'influenza positiva della dispersione a ultrasuoni, la sospensione di PVC800 è stata deagglomerata mediante sonicazione. Un becher di vetro con la formulazione di PVC800 è stato sonicato con il dispersore a ultrasuoni UP200S mentre le particelle sono state caratterizzate in situ con il sensore PAT di Sequip.
L'omogeneizzatore a ultrasuoni accoppia le onde ultrasonore al prodotto generando vibrazioni meccaniche e forti forze di taglio. Gli ultrasuoni ad alta potenza e bassa frequenza disperdono efficacemente gli agglomerati. In questo modo, solo le singole particelle entrano nel fuoco del sensore e si può misurare la vera distribuzione granulometrica. – come mostrato in modo evidente nel diagramma seguente:
Fig. 2: Il diagramma mostra chiaramente che la misurazione delle particelle di PVC 800 con gli ultrasuoni (verde) presenta una distribuzione granulometrica più piccola e più regolare rispetto ai risultati ottenuti senza ultrasuoni (rosso).
Sintesi
È stato dimostrato che l'ultrasonicazione è uno strumento adeguato e affidabile per de-agglomerazione e rottura delle particelle. La dispersione a ultrasuoni può essere implementata in modo flessibile in qualsiasi fase della produzione e garantisce una misurazione e una valutazione affidabile delle dimensioni delle particelle con il sistema di sensori PAT di Sequip.
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Particolarità / Cose da sapere
Gli omogeneizzatori di tessuti a ultrasuoni sono spesso indicati come sonicatore/sonificatore a sonda, lisatore sonico, disgregatore a ultrasuoni, macinatore a ultrasuoni, sono-rotturatore, sonificatore, smembratore sonico, disgregatore cellulare, dispersore o dissolutore a ultrasuoni. I diversi termini derivano dalle varie applicazioni che possono essere realizzate con la sonicazione.