Вплив ультразвукового диспергатора на вбудовані вимірювання

Для характеристики та вимірювання первинних частинок частинки повинні бути добре дисперговані, оскільки агломери фальсифікують результати вимірювань. Ультразвук є надійним інструментом для руйнування агломератів і створення умов, при яких первинні частинки утримуються на достатній відстані один до одного, щоб їх можна було виявити як окремі частинки. У наступному дослідженні Секіпа представлена вдала комбінація Хілшера Ультразвукові апарати з Sequip's Секвіти для достовірної характеристики частинок.

Через сили зв'язку між частинками, наприклад сили Ван-дер-Ваальса, частинки мають тенденцію до агломерації та агрегації. Таким чином, кілька (первинних) частинок зливаються разом і утворюють більш складну частинку (так звані вторинні частинки). Процеси агломерації та агрегації суттєво впливають на вимірювання завдяки:

• зміни в розподілі частинок за розміром (оскільки агломерати вимірюються як одна єдина частинка)
• Зміни властивостей потоку
• зміни нормального стану матеріалу,

Отже, на процес впливає безліч змінних, що заважає достовірній оцінці.

Вимірювання частинок

Датчики PAT від Sequip розроблені для прямого вимірювання частинок, щоб зміни в розподілі частинок за розміром постійно реєструвалися та безпечно оцінювалися. Обладнання для вимірювання PAT на місці дозволяє отримувати додаткову інформацію під час розробки нових рецептур, що стосуються загальної морфології, а також контролювати якість продукції в процесі обробки.
Вимірювання може виконуватися на місці в лабораторії або в режимі реального часу під час процесу, забезпечуючи точні результати вимірювань залежно від характеристик продукту та динамічного діапазону розмірів.

Проблема полягає в тому, що

Агломери фальсифікують результати характеристики частинок. Для достовірних вимірювань необхідно запобігти процесу агломерації. Найпростішим способом буде додавання диспергуючої/диспергуючої добавки. Однак використання диспергатора змінює початкову формулу продукту і, отже, результати вимірювання не відображають реального розподілу розмірів. Тому для управління процесом під час виробництва використання диспергуючих добавок є невідповідним методом.

На схемі нижче зображено PVC800, полівінілхлорид, з розподілом частинок за розміром максимум 500-630 мкм. Однак через агломерацію результати вимірювань показують піки в 1400 мкм.

На рисунку 1 показано вимірювання PVC 800: PVC 800 зазвичай показує розподіл частинок за розміром з піками приблизно 500-630 мкм. Тут, однак, вимірюються піки до 1400 мкм за рахунок агломерації.

Розв'язання:

Незалежною від процесу альтернативою є установка ультразвукового диспергатора.
Щоб продемонструвати позитивний вплив ультразвукового диспергування, суспензію PVC800 деагломерували за допомогою ультразвуку. Скляна мензурка з формулою PVC800 була пророблена ультразвуковим диспергатором UP200S, а частинки були охарактеризовані на місці за допомогою датчика PAT від Sequip.
Ультразвуковий гомогенізатор пов'язує ультразвукові хвилі з середовищем, генеруючи механічні коливання та сильні сили зсуву. Потужний низькочастотний ультразвук ефективно розсіює агломерати. Таким чином, у фокус датчика потрапляють лише окремі частинки, завдяки чому можна виміряти справжній розподіл частинок за розміром – як зазначено на наступній схемі:

2: На діаграмі чітко видно, що вимірювання частинок ПВХ 800 ультразвуком (зелений) має менший і більш регулярний розподіл частинок за розміром, ніж результати вимірювань, отримані без ультразвуку (червоний).

Зведення

Показано, що ультразвук є адекватним і надійним засобом для деагломерація і розпад частинок. Ультразвукове диспергування може бути гнучко реалізовано на будь-якому етапі виробництва та забезпечує надійне вимірювання та оцінку розміру частинок за допомогою сенсорної системи PAT від Sequip.

Секвіти