Search
magyar

SZITAELEMZÉS SZITÁLÁSI MÓDSZEREI

Sieving analysis is a method for determining the particle size distribution of various bulk materials, described in a multitude of international standards. Sieve analysis is one of the most established methods in quality assurance and can be performed as either dry or wet sieving.

Manual sieving is also possible, but due to the individual influences of the operator like speed and strength, it is to be disregarded in a professional context.

Sieving analysis allows the characterization of particle size distributions of bulk materials of various shapes and sizes, enabling the determination and comparison of specific product properties such as solubility, flow behavior, and reactivity of different materials.

Sieve analysis

Sieve analyses are indispensable for production and quality control of powdery and granular bulk materials in many industries (including food, pharmaceutical, and chemical). Advantages of sieve analysis include:

  • easy handling 
  • low investment costs 
  • rapid delivery of precise and reproducible results 
  • the ability to obtain individual particle size fractions 

Therefore, this method can certainly compete with modern analytical techniques such as laser light scattering or image analysis methods.

To ensure high reproducibility and reliability, the sieve shaker and accessories must meet stringent requirements that comply with (inter)national standards. RETSCH analytical sieves and sieve shakers, as well as all other measuring equipment (e.g., balances) needed for characterizing particle size distribution, are therefore calibratable and are subject to test equipment monitoring as part of quality management systems. For comprehensive process reliability, careful sample preparation is also essential. Only in combination can sieving results be achieved that enable reliable characterization of your products.

 

SzitarázókAnalitikai sziták

Overview of Sieving Principles

RÁZÓ SZITÁLÁS

A mintát a szita aljának rezgései felfelé dobják, majd a gravitációs erők hatására visszaesik. Az amplitúdó a szita aljának függőleges rezgési magasságát jelzi.

Ez a kombinált mozgás következtében a minta anyaga egyenletesen szétterül a szita teljes felületén. A részecskék függőleges irányban felgyorsulnak, szabadon forognak, majd statisztikailag orientáltan visszaesnek. A RETSCH szitarázókban egy elektromágneses meghajtás egy rugó/tömeg rendszert hoz mozgásba, és a rezgéseket átadja a szitakupacnak. Az amplitúdó fokozatmentesen, néhány milliméterig állítható.

Horizontal sieving 

A vízszintes szitázógépben a sziták vízszintes körökben mozognak egy síkban. A vízszintes szitázógépeket előszeretettel használják tű alakú, lapos, hosszú vagy szálas mintákhoz. A vízszintes szitamozgás miatt a részecskék alig változtatják meg orientációjukat a szitán.

ÜTÖGETŐS SZITÁLÁS

A csapoló szitázógépben a vízszintes, körkörös mozgást egy csapoló impulzus által keltett függőleges mozgás váltja fel. A csapszitáló szitázókat különböző szabványok írják elő a részecskeméret-elemzéshez.

A részecskék és a szita nyílások közötti összehasonlítások száma a csapszitáló szitázókban lényegesen alacsonyabb, mint a vibrációs szitázókban (2,5 s-1 a ~50 s-1-hez képest), ami hosszabb szitálási időt eredményez. Másrészt a csapoló mozgás nagyobb impulzust ad a részecskéknek, ezért egyes anyagok, például csiszolóanyagok esetében a finom részecskék aránya általában magasabb. Könnyű anyagok, például talkum vagy liszt esetében azonban a finom részecskék aránya alacsonyabb.

LÉGSUGARAS SZITÁLÁS

A légsugaras szita egy egyszeri szitálásra szolgáló szitálógép, azaz minden szitálási folyamathoz csak egy szitát használnak. Maga a szita a folyamat során nem mozog.

A szitán lévő anyagot egy forgó légsugár mozgatja: A szitálógéphez csatlakoztatott porszívó vákuumot hoz létre a szitakamrában, és egy forgó résfúvókán keresztül friss levegőt szív be. A fúvóka keskeny résén áthaladva a légáram felgyorsul és a szita hálójához fújódik, szétszórva a részecskéket. A háló felett a légsugár a teljes szitafelületen eloszlik, és kis sebességgel szívódik be a szitahálón keresztül. Így a finomabb részecskék a hálónyílásokon keresztül a porszívóba vagy opcionálisan egy ciklonba kerülnek.

A légsugaras szitálásnál egyszerre csak egyetlen szitát használnak, és azt nem mozgatják a szitálás során. A szita alatt forgó fúvóka egy légsugarat irányít a szitálandó anyagra, ami a részecskék szétválását okozza, majd a szitán keresztülszívja őket. A légsugaras szitálás 10 µm és 4 mm közötti mérettartományok esetén alkalmazható.

Száraz szitálás

A száraz szitálás a legnépszerűbb módszer a reprodukálható szitaelemzésre, beleértve a vibrációs, vízszintes és csapszitálást. A légsugaras szitálás szintén száraz szitálási módszernek tekinthető, de ez egy speciális eljárás (lásd alább). Szükség esetén a mintát előzetesen szárítják a csomósodás elkerülése érdekében. Szitálás előtt a mintát megmérik, majd a szitálórendszerbe helyezik, és egy későbbi időpontban újra megmérik.

A szitálással meghatározható a minta azon százalékos aránya, amely a szitán marad, vagy kisebb, mint a kiválasztott szembőség. Ha a különböző frakciók szemcseméretének meghatározását kell elvégezni (beállított szitálás), akkor olyan szitaköteget használnak, amely több, különböző szembőségű (40 µm - 125 mm) szitát tartalmaz.

Az eredmények kétséget kizáróan reprodukálhatósága érdekében azonban a gépet teljesen digitálisan kell beállítani. Továbbá a beépített vezérlőegységet folyamatosan ellenőrizni kell, hogy elkerülhetők legyenek a vizsgálat során a véletlen változások és eltérések.

Nedves szitálás

A nedves szitálást nedves, zsíros vagy olajos minták szemcseméretének meghatározására használják. Akkor is ez a módszer a választás, ha az elemzendő anyag már szuszpenzióban van jelen, és nem szárítható, valamint olyan részecskék esetében, amelyek hajlamosak agglomerálódni (általában < 45 µm), és amelyek egyébként eltömítenék a szita nyílásait.

A szitálandó anyagot szuszpendálják, és a száraz szitáláshoz hasonlóan a legfelső szitára helyezik, majd rezgés alatt vízzel öblítik, amíg a szitaköteg alól kilépő folyadék felhőtlen nem lesz. A nedves szitálást a 20 µm - 20 mm-es tartományban végzik.

Different Requirements, Different Sieving Parameters

The optimal parameter settings depend on the respective material. Depending on the chosen sieve shaker, interval, speed, sieving time, amplitude, or even negative pressure may come into play. Although numerous (inter)national standards and guidelines exist for product-specific sieve analysis parameters, for some materials, suitable parameters must be determined experimentally. We are happy to assist you.

Take advantage of our offer for a free test sieving!

Minta küldése

Horizontal sieving:
For flakes, sticks...
-> Long particles stay on the sieve

Vibratory sieving:
Lenghtwise passing of the particles through the pores.
-> Sample seems to be finer

Different sieving methods lead to different sieving results, which can be reflected in the particle size distribution. The diagrams illustrate how the horizontal sieving method and the vibratory sieving method each affect the particle size fractions. While the horizontal method achieves specific sorting through uniform movements, the vibratory sieving method utilizes 3D throwing motions for alternative separation. This results in different particle distributions, clearly shown in the diagrams.

AS 450 control: 5 min, amplitude 1mm
AS 450 control: 5 min, amplitude 1mm
AS 400 control: 5 min, 170 rpm
AS 400 control: 5 min, 170 rpm

Both times an identical sample of wood pieces was sieved

 

Sieving is a comparative method. Every particle that can pass through the mesh is accordingly smaller than the mesh size. Sieving usually considers the volume or mass fractions of a sample. Number (Q0), length (Q1), or area (Q2) are usually determined by optical methods (e.g., Camsizer). The problem: Camsizers only capture the measurement parameters without being able to fractionate the sample.

In most cases, the Q3 dimension (volume) is suitable as a parameter for reliable quantification of particle size distribution. This is because volume is directly proportional to mass and thus the simplest property to use to reliably determine particle size distribution with minimal effort.

Only optical instruments provide information about particle shape

  • Dependening on the falling orientation of the particles, it can be detected in different ways.
  • Sticks might be detected as spheres or coins. 


Quantification

Q0 number
Q1 length
Q2 area (surface or projection surface)
Q3 mass or volume


Comparability

Distribution of volume, surface and number, e.g. of cubes which have the same total volume.

Q0 number1103106  number
Q1 length 1010.1 [mm1]
Q2 surface 6006,00060,000 [mm2]
Q3 volume 103103103 [mm3]


Equivalent Diameter

  1. Sphere: Diameter independant from site of view - 1 mm real size
  2. Stick: Particle can pass mesh lengthwise - particle is longer than 1 mm equivalent diameter.
  3. Coin: Has also equivalent diameter of 1 mm, but can be up to 1.3 mm in real. 

Szemcseméret-elemzés

A keverékben lévő egyes részecskék formális méretét "szemcseméretnek" nevezik, és a szemcseméret-elemzést ennek a méretnek a meghatározására használják. A részecskék későbbi méreteloszlása tudományos és műszaki szempontból egyaránt jelentős hatással van egy anyag tulajdonságaira.

A számos megkülönböztetés és még a meghatározás különböző módszerei miatt a szemcseméretelemzés a szemcseméret-analízis a granulometriától független tudományágnak számít.

A szemcseméret-elemzés módszerei

Bár a szemcseméretek elemzésére és meghatározására különböző módszerek léteznek, az egyenértékű átmérőt mindig minden változatban meghatározzák. Hogy végül melyik módszert alkalmazzák, az nagyban függ a kérdéstől, az esetleges szabályozásoktól és magától a szemcsemérettartománytól.

A nagyobb szemcséket, kb. 40 mm-es mérettől kezdve általában kézzel vagy fényképek alapján mérik, míg a nagyon kis szemcsék szemcseméretének elemzésére gyakran szitálást alkalmaznak, egészen 10 µm-es méretig. A szitáláshoz először különböző méretű szitákat raknak egymásra, és egy szitálógépbe szorítják őket. Ezután a mintát a legfelső (legnagyobb lyukmérettel rendelkező) szitába helyezik, és a pontos szitálás érdekében meghatározott ideig meghatározott szitálómozgásnak vetik alá.

A minta részecskéit méretük szerint választják szét a szitákon. Ezt követően meghatározzák a különböző lyukméretű szitákon maradó egyes frakciók százalékos arányát. Az egyes frakciók százalékos tömegfrakcióit p3-nak nevezzük. A Q3 kumulatív eloszlási görbe információt nyújt az egyes frakciók hozzáadott tömegéről. Gyakori, hogy a 90%-nál, 50%-nál és 10%-nál kisebb mintaméretről ad információt.

Optikai részecskék jellemzése

A részecskeméret-elemzés optikai mérési technológiával is elvégezhető. A mérési változattól függően a részecskeformáról is lehet megállapításokat tenni. A mérési tartomány a rendszertől függően 0,3 nm és 30 mm között van. A részecskék jellemzése elvégezhető szuszpenziókban, emulziókban, kolloid rendszerekben, porokban, szemcsékben és ömlesztett anyagokban.

Testvérvállalatunk, a MICROTRAC technológiai vezető szerepet tölt be, kiterjedt globális hálózattal és páratlan kínálattal rendelkezik a részecskék jellemzése terén.

MICROTRAC
Szemcsék méreteloszlása meghatározása - Termék áttekintése

SZITAELEMZÉS A MINŐSÉGELLENŐRZÉSHEZ

Mindannyian ismerjük a "minőség" kifejezést. Széles körben használják egy különösen magas értékű termék leírására. A minőség pontos meghatározása azonban a következő: A minőség a termék meghatározott tulajdonságainak a meghatározott tulajdonságoknak való megfelelését jelenti, amelyet vizsgálatok elvégzésével határoznak meg. Egy termék akkor nevezhető jó minőségűnek, ha egy vizsgálati mérés megállapítja, hogy a kívánt tulajdonságok egy adott tűréshatáron belül vannak. Ha a mért értékek túlságosan eltérnek, a minőség alacsonyabb. Sok anyag, legyen az természetes vagy mesterséges, diszpergált formában fordul elő (olyan anyag, amely nem alkot egységes egységet, hanem egymástól elválasztható elemekre oszlik, pl. egy halom homok). A részecskeméretek és azok eloszlása egy anyagmennyiségen belül - azaz a különböző méretű részecskék frakciói - döntő hatással vannak a fizikai és kémiai tulajdonságokra.

Néhány példa a szemcseméret-eloszlás által befolyásolható tulajdonságokra:

  • a beton szilárdsága
  • a csokoládé íze
  • a tabletták oldódási tulajdonságai
  • a mosóporok önthetősége és oldhatósága
  • a szűrőanyagok felületi aktivitása

Ezek a példák világosan mutatják, hogy mennyire fontos a részecskeméret-eloszlás ismerete, különösen a gyártási folyamatokhoz használt ömlesztett áruk minőségbiztosításának összefüggésében. Ha a szemcseméret-eloszlás a gyártási folyamat során megváltozik, akkor a termék minősége is megváltozik.

SzitarázókAnalitikai sziták

RETSCH Sieve Shakers for Reproducible Results

RETSCH sieve shakers cover a comprehensive measurement and application range for your requirements. Different sieving movements and sieve sizes enable you to use the appropriate RETSCH sieve shaker for every material that can be sieved. This ensures you always obtain exact and reproducible results – naturally in accordance with test equipment monitoring (DIN EN ISO 9001ff).

Forduljon hozzánk ingyenes konzultációért!

A RETSCH átfogó műszerportfóliót kínál az újrahasznosítási folyamatokhoz - a minőségellenőrzéstől és a mintaelőkészítéstől az innovatív mechanokémiai módszerekig. Legyen szó előőrlésről, szitálásról, pelletálásról vagy golyósmalom használatáról a fenntartható újrahasznosítási megoldásokhoz: Az Ön igényeinek megfelelő műszerekkel rendelkezünk.

Világméretű hálózatunk és szakértőink személyre szabott tanácsadással állnak rendelkezésére. Vegye fel velünk a kapcsolatot, és szakembereinkkel együttműködve találja meg az Ön alkalmazásához legmegfelelőbb megoldást!

Kapcsolatfelvétel