Ефекти ултразвучног дисперзатора на мерења на линији

За карактеризацију и мерење примарних честица, честице треба да буду добро распршене јер агломерати фалсификују резултате мерења. Ултразвук је поуздан алат за уништавање агломерата и стварање услова у којима се примарне честице држе на адекватној удаљености једна од друге тако да се могу детектовати као појединачне честице. Следећа студија Секуипа представља успешну комбинацију Хиелсцхерове ултразвучни уређаји са Секипом СЕКУИП за поуздану карактеризацију честица.

Због сила везивања између честица, нпр. ван дер Валсових сила, честице теже агломерацији и агрегацији. При томе се неколико (примарних) честица спаја и формира сложенију честицу (тзв. секундарне честице). Процеси агломерације и агрегације значајно утичу на мерење због:

• промене у дистрибуцији величине честица (пошто се агломерати мере као једна једина честица)
• промене у својствима течења
• промене нормалног стања материјала

Сходно томе, на процес утичу многе варијабле, што омета поуздану процену.

мерење честица

Секуип ПАТ сензори су развијени за директно мерење честица тако да се промене у дистрибуцији величине честица доследно бележе и безбедно процењују. Опрема за мерење ПАТ на лицу места омогућава добијање додатних информација током развоја нових формулација у вези са укупном морфологијом, као и контролу квалитета производа током обраде.
Мерење се може обавити на лицу места у лабораторији или инлине иу реалном времену током процеса дајући тачне резултате мерења у зависности од карактеристика производа и динамичког опсега величина.

Проблем:

Агломерати фалсификују резултате карактеризације честица. За поуздана мерења потребно је спречити процес агломерације. Најједноставнији начин би био додавање дисперзанта/дисперзног адитива. Међутим, употреба дисперзанта мења оригиналну формулацију производа и сходно томе резултати мерења не би одражавали дистрибуцију стварне величине. За контролу процеса током производње, употреба дисперзионих адитива је стога неприкладна метода.

Дијаграм испод приказује ПВЦ800, поливинилхлорид, са дистрибуцијом величине честица од мак. 500-630μм. Међутим, због агломерације резултати мерења показују врхове од 1400 μм.

Слика 1 приказује мерење ПВЦ 800: ПВЦ 800 показује нормално расподелу величине честица са врховима на прибл. 500-630μм. Међутим, овде се мере врхови до 1400 μм услед агломерације.

Раствор:

Алтернатива независна од процеса је уградња ултразвучног дисперзатора.
Да би се демонстрирао позитиван утицај ултразвучног дисперговања, ПВЦ800 суспензија је деагломерисана соникацијом. Стаклена чаша са ПВЦ800 формулацијом је обрађена ултразвучним дисперзером УП200С, док су честице окарактерисане на лицу места помоћу Секуип ПАТ сензора.
Ултразвучни хомогенизатор спаја ултразвучне таласе у медијум стварајући механичке вибрације и јаке силе смицања. Ултразвук велике снаге, ниске фреквенције ефикасно распршује агломерате. На тај начин, само појединачне честице долазе у фокус сензора тако да се може мерити права расподела величине честица – као што је јасно приказано на следећем дијаграму:

Слика 2: Дијаграм јасно показује да мерење ПВЦ 800 честица ултразвуком (зелено) има мању и правилнију дистрибуцију величине честица од резултата мерења добијених без ултразвука (црвено).

Резиме

Показало се да је ултразвук адекватан и поуздан алат за деагломерација и ломљење честица. Ултразвучно дисперговање се може флексибилно применити у било којој фази производње и обезбеђује поуздано мерење и процену величине честица са Секуип ПАТ сензорским системом.

СЕКУИП