Что такое размер одной частицы d мм

Анализ распределения частиц по размерам

Распределение частиц по размерам представляет особый интерес, поскольку с ним напрямую связаны многие другие свойства продукта. Это включает в себя сыпучесть и поведение материала при транспортировки (для сыпучих материалов), реакционную способность, абразивность, растворимость, поведение при экстракции и протекании реакции, вкус, способность к усадке, сжимаемость и многое другое. Анализы просты в выполнении и являются важным показателем качества продукции.

Анализ распределения частиц по размерам является установленной процедурой во многих лабораториях. В зависимости от материала образца и объема исследования для этой цели используются различные методы, например ситовый анализ, лазерная дифракция, динамический анализ изображений или динамическое светорассеяние. Как правило, анализируются суспензии, эмульсии и сыпучие материалы, в исключительных случаях также аэрозоли (спреи).

Обладая обширным пониманием сильных и слабых сторон каждого метода, Microtrac предлагает непревзойденный ассортимент технологий для анализа распределения частиц по размерам. Наши специалисты будут рады помочь найти правильное решение для вашего применения.

Microtrac MRB предлагает продукты для всех технологий анализа размера частиц.

Методы определения распределения частиц по размерам

Большинство образцов представляют собой так называемые полидисперсные системы, что означает, что частицы имеют не одинаковый размер, а разные размеры. Распределение частиц по размерам указывает процент частиц определенного размера (или в определенном интервале размеров). Эти интервалы также называются классами размеров или фракциями. Простой пример показан на рис. 1. Здесь смесь мелющих шаров была разделена по размеру: 5 мм, 10 мм, 15 мм и 40 мм.

Количественная оценка теперь может быть выполнена несколькими способами:

Таким образом, в зависимости от типа оценки (количество или масса/объем) получается очень различное распределение частиц по размерам для одного и того же образца. Некоторые анализаторы размера частиц обеспечивают распределение частиц по количеству (анализ изображений), другие-по массе (ситовый анализ) или по объему (лазерная дифракция). С помощью подходящей модели распределения могут быть преобразованы друг в друга. Одним из частных случаев является динамическое светорассеяние, в котором очень часто сообщается о распределении частиц по размерам на основе интенсивности. Это означает, что различные размеры представлены в соответствии с их вкладом в общую интенсивность светорассеяния. Это приводит к сильному представлению крупных частиц, так как интенсивность рассеяния уменьшается с размером в 10 6 раз.

Представление результатов распределения частиц по размерам

Распределение частиц по размерам может быть представлено как в табличной, так и в графической форме. Таблица на рис. 1 показывает это для мелющих шаров. Количество в каждой фракции представлено буквой p, индекс 0 означает «на основе количества», индекс 3 означает «на основе массы или объема».

Таким образом, описательным способом представления распределения частиц по размерам является гистограмма, где ширина полосы соответствует нижнему или верхнему пределу класса размеров, а высота полосы соответствует количеству в этом классе размеров. В технологии измерения частиц принято генерировать кумулятивное распределение из значений, зависящих от класса. Для этого величины в каждом классе измерений суммируются, начиная с наименьшей фракции. Это создает кривую, которая непрерывно увеличивается от 0% до 100%, «кумулятивную кривую». Как определяется кумулятивная кривая для ситового анализа, показано на рис. 2. Кумулятивные распределения частиц по размерам обозначаются буквой Q. Каждое значение Q(x) указывает количество образца, состоящего из частиц размером меньше x. Поскольку это количество, которое прошло бы через гипотетическое сито размера сетки x, этот тип распределения частиц по размерам также называется «процентом прохождения».

Иногда фракции также суммируются, начиная с самого большого размера частиц. Полученное распределение частиц по размерам представляет собой кривую, которая падает со 100% до 0%. Это обозначается 1-Q и является зеркальным отражением Q-кривой. Распределение 1-Q указывает для каждого значения x величину процента, который больше значения x. Распределение называется “процентом остатка”, поскольку оно указывает, какая часть общей пробы будет сохраняться на конкретном сите.

Параметры, полученные из распределения частиц по размерам

Многие статистические параметры могут быть получены из распределения частиц по размерам. Кумулятивное распределение особенно подходит для этой цели. Среди наиболее важных параметров, безусловно, процентили. Они указывают в каждом случае размер x, ниже которого находится определенное количество образца. Таким образом, процентили отвечают, например, на вопросы «Ниже какого размера находятся 10% самых маленьких частиц?» или «Больше какого размера находятся 5% самых больших частиц?».» Процентили могут быть рассчитаны непосредственно с кривой Q или 1-Q. Процентили обозначаются буквой d, за которой следует значение %. Таким образом, d10 = 83 мкм, d50 = 330 мкм и d90 = 1600 мкм означает, что 10% образца меньше 83 мкм, 50% меньше 330 мкм и 90% меньше 1600 мкм. Альтернативные обозначения: x10/50/90 или D 0.1/0.5/0.9 Значение d50 также называется «медианой» и делит распределение частиц по размерам на равные количества “меньших” и “больших” частиц. Обычно для распределения частиц по размерам указывается d10/d50/d90. Это позволяет легко охарактеризовать среднюю или центральную точку распределения, а также верхний и нижний концы с тремя значениями. Эта спецификация не всегда полезна, но обычно дает хороший обзор. Можно определить любое количество значений процентиля, например d16, d84, d95, d99 и т.д. Однако необходимо также обратить внимание на то, достаточна ли чувствительность метода измерения для надежного обнаружения процентилей, близких к 0% или близких к 100%. Значение d100 не определено четко и, следовательно, не имеет смысла. Если 100% частиц Продукты & Контакты

Microtrac предлагает широкий спектр инновационных анализаторов и технологий для анализа распределения частиц по размерам. Наши специалисты знают сильные и слабые стороны каждого метода и будут рады помочь в поиске правильного решения для вашего применения.

Источник

Контрактное производство

Косметических средств, БАД к пище, фасовка пищевой продукции.

Определение размера частиц

Что такое частица, как определить ее размеры и для чего? На контрактном производстве ООО «КоролевФарм» в аналитической лаборатории знают ответ на этот вопрос.

В чем же загадка? Размер частицы это контролируемое линейное измерение индивидуальной частицы, которое можно определить одним из существующих и подходящих методов измерения. Представьте, что нам надо определить размер коробка с помощью линейки. Полученные результаты можно выразить в виде трех чисел: 20 * 10 * 5мм. Мы не сможем записать эту величину одним числовым значением и дать ответ: размер коробка, например, 20мм. Это будет только одно из значений, которое определяет длину коробка. Поэтому, никак невозможно выразить длину, высоту и ширину одним каким-то числом. Вот это и является основной задачей измерения размеров частиц. А как же можно выразить размер какой-нибудь частицы только одним числовым значением, у которой есть несколько величин, характеризующие ее?

Сфера является единственной формой объекта, которая может быть описана только одним числом. Только сказав, что диаметр сферы 40 мкм, и это даст полную информацию о ее размерах. А вот куб охарактеризовать точно таким же образом никак нельзя, потому что это значение (40 мкм) может относиться как к длине ребра так и к диагонали.

Рис. 1 Песчаные зерна, отличающиеся между собой и формой, и размером

На рисунке 1 показаны несколько песчаных зерен. Глядя на рисунок, невозможно однозначно дать ответ, какого они размера, так как с разных сторон у них будут разные размеры.

Если рассмотреть нашу песчинку под микроскопом, то мы увидим ее в плоскостной проекции, и при этом измерим несколько ее диаметров. И каждое из этих значений будет характеризовать эту частицу. Значения этих диаметров будут отличаются друг от друга. Вот поэтому, тут очень важно понимать, что в основе каждого метода определения размера частиц, лежит измерение различных характеристик частицы (объем, площадь поверхности, максимальная и минимальная длина и т.д.). Конечные полученные результаты будут везде разными. И все зависит от того, каким методом измеряли разные физические характеристики частицы. На самом деле, можно сравнивать лишь только те показатели, которые были получены одним методом измерения для одного и того же материала.

Дисперсность – степень раздробленности, которая определяется величиной, обратной размеру частиц: чем больше частицы, тем меньше дисперсность и наоборот, чем меньше частицы, тем больше дисперсность. Дисперсность имеет очень важное значение как технологический показатель в производстве фармацевтических и косметических средств, БАДов и многих других мелкозернистых и порошкообразных продуктов. Так на контрактном производстве ООО «КоролевФарм» при производстве косметических средств и БАДов (таблетированных, капсулированных форм) обязательно учитывают этот параметр. Размеры частиц сырьевых компонентов, входящих в состав продукции, влияют на многие параметры, такие как: прессуемость, насыпную плотность, уплотняемость. Вот сейчас уже почти установлено, что, чем меньше концентрация в таблетной массе компонента, тем его частицы должны быть мельче. И невозможно получить однородную таблетную массу, состоящую из компонентов, которые резко отличаются друг от друга размерами частиц.

Существуют различные методы дисперсного анализа: ситовой, седиментационный, микроскопия, лазерная дифракция. Полученные результаты в ходе измерений будут отличаться друг от друга, так как каждый из этих методов измеряет разные параметры, характеризующие частицу.

Рис. 2 Анализатор А50 для определения размера частиц ситовым методом

Седиментационный метод является самым традиционным методом дисперсионного анализа. Его используют в лакокрасочной промышленности. Результаты, которые получают этим методом, заранее неточны (занижены). Вот из-за этого многие производители, для которых так важна достоверная информация, получают неверные значения. Этот метод применяют для размера частиц узкого диапазона (от 2 до 15 мкм).

Микроскопия. В микроскоп можно видеть сами частицы, их форму, размеры. Этим методом можно судить о качестве дисперсии и о присутствии в ней агломератов.

Лазерную дифракцию (точнее Low Angel Laser Light Scattering (LALLS)) применяют в промышленности во многих отраслях. Большая часть лазерных анализаторов дают возможность определять размер частиц в интервале от 0.1 до 2000мкм.

Рис. 3 Принцип операции просеивания сыпучих материалов
1 – направление увеличения размера сит;
2 – загрузка исследуемого материала;
3 – путь продвижения материала.

При производстве косметики, БАД таблетированных или капсулированных форм, подготовленный к рассеву материал сотрудники аналитической лаборатории производства ООО «КоролевФарм» засыпают на верхнее сито. Попадая на сито, материал транспортируется по спирали, перемещаясь от периферии сита, и одновременно подбрасывается вверх. Частицы материала крупностью меньше отверстий в сетке просыпаются на следующее сито, а более крупные остаются на поверхности сетки (рис. 3).Анализатор состоит из вибропривода и просеивающей части, установленной на платформу вибропривода. Просеивающая часть анализатора состоит из сита, крышки, поддона и деталей крепления. При включении электродвигателей вибропривода его платформа с установленным на ней диском, а вместе с ней просеивающая часть анализатора, совершает возвратно-поступательные вертикальные винтовые колебания.

Материал, прошедший через отверстия первого сита, аналогичным образом рассеивается на следующем сите на два класса по крупности и так далее. Самый мелкий материал попадает в поддон.

По величине частиц порошки делят на:

После проведения испытания инженер-химик выдает протокол испытаний с полученными результатами. В протоколе также указывает о соответствии или несоответствии данного образца показателям, заявленным в нормативной документации. Результаты испытаний поступают в отдел контроля качества. В случае положительного результата, сырье допускается в дальнейшую работу на производство. В случае если результаты не соответствуют заявленным требованиям, сырье возвращается обратно поставщику.

Источник