Efektet e një dispersuesi me ultratinguj në matjet në linjë

Për karakterizimin dhe matjen e grimcave primare, grimcat duhet të jenë të disperguara mirë, pasi aglomeratet shtrembërojnë rezultatet e matjes. Ultratingujt janë një mjet i besueshëm për të shpërbërë aglomeratet dhe për të krijuar kushte ku grimcat primare mbahen në largësi të mjaftueshme nga njëra-tjetra, në mënyrë që të mund të zbulohen si grimca individuale. Studimi i mëposhtëm i Sequip paraqet kombinimin e suksesshëm të sonikatorëve Hielscher me sistemet e matjes në linjë të Sequip për një karakterizim të besueshëm të grimcave.

Për shkak të forcave lidhëse ndërmjet grimcave, p.sh. forcave van der Waals, grimcat priren të aglomerohen dhe të agregohen. Kështu, disa grimca (primare) bashkohen dhe formojnë një grimcë më komplekse (të ashtuquajturat grimca sekondare). Proceset e aglomerimit dhe të agregimit ndikojnë ndjeshëm në matje për shkak të:

• ndryshimeve në shpërndarjen e madhësisë së grimcave (meqë aglomeratet maten si një grimcë e vetme)
• ndryshimeve në vetitë e rrjedhjes
• ndryshimeve të gjendjes normale të materialit

Për rrjedhojë, procesi ndikohet nga shumë variabla, gjë që pengon një vlerësim të besueshëm.

Matja e grimcave

Sensorët PAT të Sequip janë zhvilluar për matjen e drejtpërdrejtë të grimcave, në mënyrë që ndryshimet në shpërndarjen e madhësisë së grimcave të regjistrohen vazhdimisht dhe të vlerësohen me siguri. Pajisjet e matjes PAT in situ mundësojnë marrjen e informacionit shtesë mbi morfologjinë e përgjithshme gjatë zhvillimit të formulimeve të reja, si dhe kontrollin e cilësisë së produktit gjatë përpunimit.
Matja mund të kryhet in situ në laborator ose në linjë dhe në kohë reale gjatë procesit, duke dhënë rezultate të sakta të matjes në varësi të karakteristikave të produktit dhe të diapazonit dinamik të madhësisë.

Problemi:

Aglomeratet shtrembërojnë rezultatet e karakterizimit të grimcave. Për matje të besueshme, procesi i aglomerimit duhet të parandalohet. Mënyra më e thjeshtë do të ishte shtimi i një agjenti dispersues/ aditivi për dispergim. Megjithatë, përdorimi i një agjenti dispersues ndryshon formulimin fillestar të produktit dhe, për rrjedhojë, rezultatet e matjes nuk do të pasqyronin shpërndarjen reale të madhësisë. Prandaj, përdorimi i aditivëve për dispergim është një metodë e papërshtatshme për kontrollin e procesit gjatë prodhimit.

Diagrami më poshtë paraqet PVC800, një poliklorur vinili, me një shpërndarje të madhësisë së grimcave prej maks. 500–630μm. Megjithatë, për shkak të aglomerimit, rezultatet e matjes tregojnë kulme prej 1400μm.

Fig. 1 tregon matjen e PVC 800: PVC 800 zakonisht shfaq një shpërndarje të madhësisë së grimcave me kulme në rreth 500–630μm. Këtu, megjithatë, për shkak të aglomerimit maten kulme deri në 1400μm.

Zgjidhja:

Një alternativë e pavarur nga procesi është instalimi i një dispersuesi me ultratinguj.
Për të demonstruar ndikimin pozitiv të dispergimit me ultratinguj, suspensioni PVC800 iu nënshtrua deaglomerimit përmes sonikimit. Një gotë laboratorike prej qelqi me formulimin PVC800 u trajtua me dispersuesin me ultratinguj UP200S, ndërsa grimcat karakterizoheshin in situ me sensorin PAT të Sequip.
Homogjenizuesi me ultratinguj transmeton valët ultrasonike në mjedis, duke gjeneruar dridhje mekanike dhe forca të mëdha prerëse. Ultratingujt me fuqi të lartë dhe frekuencë të ulët i dispergojnë aglomeratet në mënyrë efektive. Kështu, vetëm grimcat individuale hyjnë në fokusin e sensorit, duke mundësuar matjen e shpërndarjes së vërtetë të madhësisë së grimcave – siç tregohet qartë në diagramin e mëposhtëm:

Fig.: 2 Diagrami tregon qartë se matja e grimcave PVC 800 me ultratinguj (jeshile) ka një shpërndarje më të vogël dhe më të rregullt të madhësisë së grimcave sesa rezultatet e matjes të marra pa ultratinguj (e kuqe).

Përmbledhje

Është treguar se trajtimi me ultratinguj është një mjet i përshtatshëm dhe i besueshëm për deaglomerimin dhe copëtimin e grimcave. Dispergimi me ultratinguj mund të zbatohet në mënyrë fleksibël në çdo fazë të prodhimit dhe siguron matjen dhe vlerësimin e besueshëm të madhësisë së grimcave me sistemin e sensorëve PAT të Sequip.