Анализът на размера на частиците и разпределението на размера на частиците са важни критерии за контрол на качеството на насипните материали. В текущ производствен процес резултатите от проверката на качеството трябва да са налични бързо, за да се позволи незабавно коригиране на производствените параметри. В зависимост от очаквания размер на частиците и обема на пробата, за анализ са подходящи различни методи на пресяване и пресяващи машини. Методът, използван за анализ на размера на частиците, се определя предимно от фиността на материала, който ще се пресява. Класическите методи за пресяване на насипни материали с вибрационни, хоризонтални или ситови машини са ограничени до размери над 40 микрона. При използване на вибрационни ситови машини за мокро пресяване е възможно границата да се достигне до 20 микрона. Този метод обаче включва диспергиране на пробата в течност, филтриране след пресяване, сушене и накрая претегляне на получените фракции.
Принципът на пресяване с въздушна струя
За сухо пресяване на проби с размери на частиците под 40 микрона, пресяването с въздушна струя е предпочитаният метод. То може да бъде и по-бърза алтернатива на вибрационното пресяване за размери на частиците до 200 микрона. Всички споменати тук методи са подходящи за определяне на размера на частиците (фракция на ситото), както и за разпределението на размера на частиците в пробата. За разлика от други методи, пресяването с въздушна струя обикновено се извършва само с едно сито. Заедно с материала на пробата ситото се поставя върху уреда и се покрива с капак. Мощна индустриална прахосмукачка генерира силна струя въздух, която разпръсква частиците върху ситото през шлицовата дюза, въртяща се под мрежата на ситото. По този начин частиците се разпръскват с всяко завъртане и се разпределят по цялата повърхност на ситото. Сега се получават два ефекта:
- Струята въздух причинява непрекъснато ново ориентиране на частиците върху повърхността на ситото. Частици с размери по-малки от отворите на ситото се засмукват от прахосмукачката.
- При използване на сита с височина 25 мм, входящият въздух кара частиците да ударят капака, което спомага за разрушаването на агломератите.
Скоростта на дюзата, която се върти под ситото, обикновено е фиксирана. Въпреки това, промяна на скоростта, каквато предлага RETSCH AS 200 jet, може да бъде много полезна. Чувствителни материали за проби, например, трябва да се пресяват с ниска скорост, за да се сведе до минимум напрежението върху материала. Това може да се намали допълнително чрез използване на сито с височина 50 мм, тъй като ударът на пробата върху капака е по-слаб. За проби, които са склонни към агломерация, пресяването с висока скорост е по-ефективно. Честотата на удар на частиците върху капака се увеличава значително и дори силните агломерати се разтварят след кратко време на пресяване.
Възпроизводимост и производителност
Ситата с фини отвори са особено податливи на така наречените почти мрежести частици, които блокират ситото. Това не само има отрицателен ефект върху резултатите от пресяването, но и води до преждевременно износване на ситото. Функцията „Отворена мрежа“ на AS 200 jet се е доказала като много полезна функция за поддържане на производителността на ситото и впоследствие на възпроизводимостта на резултатите, както и за минимизиране на времето и усилията за почистване. Тази функция позволява на дюзата да се движи съгласно принципа „две стъпки напред, една стъпка назад“, което означава, че дюзата първо се движи напред с 20°, а след това назад с 10°, вместо да се върти равномерно. По този начин почти мрежестите частици се издухват много ефективно от ситото, тъй като никакъв материал, лежащ върху повърхността на ситото, не възпрепятства въздушната струя.
Фигурата показва мрежата на 45-микроново сито след пресяване на кварцов пясък със и без функция „Отворена мрежа“. Ясно се вижда, че някои отвори на ситата са блокирани с частици, когато пресяването е извършено без функция „Отворена мрежа“, докато те са напълно свободни, когато е активирана функцията „Отворена мрежа“. Чрез внимателно почистване на ситото, тази специална функция спомага за подобряване на възпроизводимостта на ситовия анализ, както и за удължаване на живота на ситата, в сравнение с други машини за пресяване с въздушна струя.
Разпределения на размера на частиците
Въпреки че с машината за пресяване с въздушна струя може да се използва само едно сито, все пак е възможно да се определи разпределението на размера на частиците с това устройство. За това могат да се използват два различни метода:
- Стандартен метод: Цялото количество материал за пресяване се поставя върху сито с най-фин размер на отворите. След пресяване и претегляне на фракцията, надмерният размер се поставя върху следващото по-голямо сито и се пресява отново. Тази процедура продължава, докато цялата проба се раздели на фракции.
- „Швейцарски метод“: Пробата първо се разделя на броя класове по размер, които трябва да се определят, и след това всяка част се пресява поотделно със съответното сито. Този метод може да осигури надеждни резултати само ако разделянето на пробата е извършено представително, за да се запази идентичното разпределение на размера на частиците във всички частични проби. Най-добри резултати се получават с ротационни делители за проби, като например PT100 на RETSCH, които разделят изходния материал на 6, 8 или 10 еднакви частични проби.
За стандартния метод е необходим по-малко материал за пробата, докато швейцарският метод е по-точен. Софтуерно-базираната оценка не само улеснява и ускорява обработката на данните, но и елиминира потребителските грешки по време на прехвърлянето на данни и изчисленията. Софтуерът (напр. EasySieve® на RETSCH) насочва потребителя през целия процес на пресяване. Той управлява ситовия апарат и отчита данните от претеглянето, за да генерира протокол в съответствие със стандартите.