Učinki ultrazvočnega dispergatorja na inline meritve

Za karakterizacijo in merjenje primarnih delcev morajo biti delci dobro razpršeni, saj aglomerati ponarejajo rezultate meritev. Ultrazvok je zanesljivo orodje za uničevanje aglomeratov in ustvarjanje pogojev, v katerih se primarni delci držijo na ustrezni razdalji drug od drugega, tako da jih je mogoče zaznati kot posamezne delce. Naslednja študija Sequip predstavlja uspešno kombinacijo Hielscherjeve ultrazvočne naprave s Sequipov Opremite za zanesljivo karakterizacijo delcev.

Zaradi veznih sil med delci, npr. van der Waalsove sile, se delci nagibajo k aglomeraciji in agregaciji. S tem se več (primarnih) delcev združi in tvori bolj zapleten delec (tako imenovani sekundarni delci). Aglomeracijski in agregacijski procesi pomembno vplivajo na merjenje zaradi:

• spremembe v porazdelitvi velikosti delcev (ker se aglomerati merijo kot en sam delec)
• Spremembe lastnosti toka
• spremembe normalnega stanja materiala

Posledično na proces vplivajo številne spremenljivke, kar ovira zanesljivo oceno.

Merjenje delcev

Senzorji PAT podjetja Sequip so razviti za neposredno merjenje delcev, tako da se spremembe v porazdelitvi velikosti delcev dosledno beležijo in varno ocenjujejo. Merilna oprema PAT na kraju samem omogoča pridobivanje dodatnih informacij med razvojem novih formulacij o celotni morfologiji in nadzor kakovosti izdelka med predelavo.
Meritev se lahko izvede na kraju samem v laboratoriju ali v liniji in v realnem času med postopkom, kar zagotavlja natančne rezultate meritev, odvisno od lastnosti izdelka in dinamičnega razpona velikosti.

Težava:

Aglomerati ponarejajo rezultate karakterizacije delcev. Za zanesljive meritve je treba preprečiti proces aglomeracije. Najenostavnejši način bi bil dodajanje disperzijskega / disperzijskega dodatka. Vendar pa uporaba dispergatorja spremeni prvotno formulacijo izdelka in posledično rezultati meritev ne bi odražali dejanske porazdelitve velikosti. Za nadzor procesa med proizvodnjo je zato uporaba disperzijskih dodatkov neprimerna metoda.

Spodnji diagram prikazuje PVC800, polivinilklorid, s porazdelitvijo velikosti delcev največ 500-630 μm. Vendar pa zaradi aglomeracije rezultati meritev kažejo vrhove 1400 μm.

Slika 1 prikazuje meritev PVC 800: PVC 800 običajno prikazuje porazdelitev velikosti delcev z vrhovi pri približno 500-630 μm. Tu pa se zaradi aglomeracije merijo vrhovi do 1400 μm.

Rešitev:

Procesno neodvisna alternativa je namestitev ultrazvočnega dispergatorja.
Da bi dokazali pozitiven vpliv ultrazvočne disperzije, je bila suspenzija PVC800 deaglomerirana z ultrazvočnim razbijanjem. Steklena čaša s formulacijo PVC800 je bila sonikirana z ultrazvočnim dispergatorjem UP200S, medtem ko so bili delci karakterizirani na kraju samem s senzorjem PAT podjetja Sequip.
Ultrazvočni homogenizator združuje ultrazvočne valove v medij, ki ustvarja mehanske vibracije in močne strižne sile. Nizkofrekvenčni ultrazvok z visoko močjo učinkovito razprši aglomerate. Tako v žarišče senzorja pridejo samo posamezni delci, tako da je mogoče izmeriti pravo porazdelitev velikosti delcev – Kot je jasno prikazano na spodnjem diagramu:

Slika 2: Diagram jasno kaže, da ima merjenje delcev PVC 800 z ultrazvokom (zeleno) manjšo in bolj pravilno porazdelitev velikosti delcev kot rezultati meritev, dobljeni brez ultrazvoka (rdeča).

Povzetek

Dokazano je, da je ultrazvočna razširitev ustrezno in zanesljivo orodje za deaglomeracija in lomljenje delcev. Ultrazvočno disperzijo je mogoče fleksibilno izvajati v kateri koli fazi proizvodnje in zagotavlja zanesljivo merjenje in oceno velikosti delcev s senzorskim sistemom PAT podjetja Sequip.

Opremite