Влияние ультразвукового диспергатора на поточные измерения

Для определения характеристик и измерения первичных частиц частицы должны быть хорошо диспергированы, так как агломераты фальсифицируют результаты измерений. Ультразвук является надежным инструментом для разрушения агломератов и создания условий, при которых первичные частицы удерживаются на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы их можно было обнаружить как отдельные частицы. В следующем исследовании Sequip представлена успешная комбинация метода Хильшера ультразвуковые аппараты с Sequip's Оснащение для надежной определения характеристик частиц.

Из-за сил связи между частицами, например, сил Ван-дер-Ваальса, частицы имеют тенденцию к агломерации и агрегации. Таким образом, несколько (первичных) частиц сливаются воедино и образуют более сложную частицу (так называемые вторичные частицы). Процессы агломерации и агрегации существенно влияют на измерение за счет:

• изменения в распределении частиц по размерам (поскольку агломераты измеряются как одна единая частица)
• Изменение свойств потока
• изменение нормального состояния материала

Следовательно, на процесс влияет множество переменных, что мешает надежной оценке.

Измерение частиц

Датчики PAT компании Sequip разработаны для прямого измерения частиц, чтобы изменения в распределении частиц по размерам постоянно регистрировались и безопасно оценивались. Измерительное оборудование in-situ PAT позволяет получать дополнительную информацию при разработке новых рецептур об общей морфологии, а также контролировать качество продукции в процессе обработки.
Измерение может быть выполнено на месте в лаборатории или в потоке и в режиме реального времени во время процесса, что дает точные результаты измерений в зависимости от характеристик продукта и динамического диапазона размеров.

Проблема:

Агломераты фальсифицируют результаты характеризации частиц. Для достоверных измерений необходимо предотвратить процесс агломерации. Самым простым способом будет добавление диспергирующей/диспергирующей добавки. Однако использование диспергатора изменяет исходную рецептуру продукта, и, следовательно, результаты измерений не будут отражать реальное распределение по размерам. Поэтому для управления технологическим процессом в процессе производства использование диспергирующих добавок является нецелесообразным методом.

На приведенной ниже диаграмме изображен PVC800, поливинилхлорид, с распределением частиц по размерам макс. 500-630 мкм. Однако из-за агломерации результаты измерений показывают пики в 1400 мкм.

На рисунке 1 показано измерение ПВХ 800: ПВХ 800 обычно показывает распределение частиц по размерам с пиками примерно 500-630 мкм. Здесь, однако, измеряются пики до 1400 мкм из-за агломерации.

Решение:

Альтернативой, не зависящей от процесса, является установка ультразвукового диспергатора.
Чтобы продемонстрировать положительное влияние ультразвукового диспергирования, суспензия из ПВХ800 была деагломерирована с помощью ультразвуковой обработки. Стеклянный стакан с формулой PVC800 подвергался ультразвуковой обработке с помощью ультразвукового диспергатора UP200S, в то время как частицы были охарактеризованы на месте с помощью датчика PAT компании Sequip.
Ультразвуковой гомогенизатор связывает ультразвуковые волны с средой, создавая механические колебания и сильные силы сдвига. Мощный низкочастотный ультразвук эффективно диспергирует агломераты. Таким образом, в фокус датчика попадают только отдельные частицы, что позволяет измерить истинное распределение частиц по размерам – Как это наглядно показано на следующей схеме:

Рисунок 2: На диаграмме ясно видно, что измерение частиц ПВХ 800 с помощью ультразвука (зеленый) имеет меньшее и более равномерное распределение частиц по размерам, чем результаты измерения, полученные без ультразвука (красный).

Сводка

Показано, что ультразвуковое исследование является адекватным и надежным инструментом для деагломерация и разрушение частиц. Ультразвуковое диспергирование может быть гибко реализовано на любом этапе производства и обеспечивает надежное измерение и оценку размера частиц с помощью сенсорной системы PAT от Sequip.

Оснащение