Analiza wielkości cząstek i rozkład wielkości cząstek są ważnymi kryteriami kontroli jakości materiałów sypkich. W trakcie trwającego procesu produkcyjnego wyniki kontroli jakości muszą być dostępne szybko, aby umożliwić natychmiastową korektę parametrów produkcyjnych. W zależności od oczekiwanej wielkości cząstek i objętości próbki, do analizy nadają się różne metody przesiewania i przesiewacze. Metoda stosowana do analizy wielkości cząstek zależy przede wszystkim od rozdrobnienia materiału, który ma być przesiewany. Klasyczne metody przesiewania materiałów sypkich za pomocą przesiewaczy wibracyjnych, horyzontalnych lub uderzeniowych są ograniczone do rozmiarów uziarnienia powyżej 40 mikronów. W przypadku stosowania przesiewaczy wibracyjnych do przesiewania na mokro można przesunąć granicę do 20 mikronów. Metoda ta wymaga jednak rozproszenia próbki w cieczy, filtracji po przesiewaniu, suszenia i ostatecznego zważenia uzyskanych frakcji.
Zasada przesiewania strumieniem powietrza
Do przesiewania na sucho próbek o wielkości cząstek poniżej 40 mikronów najlepszym rozwiązaniem jest przesiewanie strumieniem powietrza. Może to być również szybsza alternatywa dla przesiewania wibracyjnego w przypadku cząstek o wielkości do 200 mikronów. Wszystkie wymienione tutaj metody nadają się do określania wielkości cząstek (frakcji sitowej) oraz rozkładu wielkości cząstek w próbce. W przeciwieństwie do innych metod, przesiewanie strumieniem powietrza jest zazwyczaj przeprowadzane przy użyciu tylko jednego sita. Wraz z materiałem próbki sito umieszcza się na urządzeniu i przykrywa się pokrywą. Mocny odkurzacz przemysłowy wytwarza silny strumień powietrza, który rozprasza cząstki na sicie poprzez dyszę szczelinową obracającą się pod siatką sita. W ten sposób cząstki są rozpraszane przy każdym obrocie i rozkładane na całej powierzchni sita. Występują teraz dwa efekty: 1. Strumień powietrza powoduje ciągłą zmianę orientacji cząstek na powierzchni sita. Cząstki o rozmiarach mniejszych niż otwory sita są zasysane przez odkurzacz. 2. W przypadku stosowania sit o wysokości 25 mm napływające powietrze powoduje uderzanie cząstek o pokrywę, co pomaga zniszczyć aglomeraty.
Prędkość dyszy obracającej się pod sitem jest zazwyczaj stała. Jednakże możliwość zmiany prędkości, oferowana przez urządzenie AS 200 jet firmy RETSCH, może być bardzo pomocna. Delikatne materiały próbek należy przesiewać z małą prędkością, aby zminimalizować obciążenie materiału. Można to dodatkowo zmniejszyć, stosując sito o wysokości 50 mm, ponieważ uderzenie próbki o pokrywę jest słabsze. W przypadku próbek, które mają tendencję do aglomeracji, skuteczniejsze jest przesiewanie z dużą prędkością. Częstotliwość uderzeń cząstek o pokrywę znacznie wzrasta, a nawet silne aglomeraty ulegają rozpadowi po krótkim czasie przesiewania.
Powtarzalność i wydajność
Szczególnie wrażliwe na tzw. cząsteczki bliskiej siatki, które blokują gazę siatkową, są cienkie siatki. To nie tylko negatywnie wpływa na wyniki siewu, ale także prowadzi do przedwczesnego zużycia siatki. Funkcja otwartej siatki AS 200 jet okazała się bardzo przydatna w utrzymaniu wydajności siatki, a następnie reprodukcyjności wyników, a także w minimalizacji czasu i wysiłku czyszczenia. Funkcja ta pozwala dysie poruszać się zgodnie z zasadą "dwa kroki do przodu, jeden krok do tyłu", co oznacza, że dysza najpierw porusza się do przodu o 20°, a następnie do tyłu o 10°, zamiast równomiernie obracać się.
Na rysunku przedstawiono gazę 45-mikronowego siewu po siewaniu piasku kwarz z funkcją Open Mesh i bez niej. Jest wyraźnie widoczne, że niektóre otwory siewu są zablokowane przez cząstki, w których siew wykonano bez funkcji Open Mesh, podczas gdy jest całkowicie wolny, w którym aktywowano OMF. Poprzez delikatne czyszczenie siewu, ta specjalna cecha pomaga poprawić reprodukcyjność analizy siewu, a także żywotność siewek, w porównaniu do innych maszyn do siewu strumieniowego powietrza.
Rozkład wielkości cząstek
Chociaż w przesiewaczach pneumatycznych można stosować tylko jedno sito, nadal możliwe jest określenie rozkładu wielkości cząstek za pomocą tego urządzenia. Można w tym celu zastosować dwie różne metody: 1. Metoda standardowa: Cała ilość materiału przeznaczonego do przesiewania jest umieszczana na sicie o najdrobniejszym oczku. Po przesiewaniu i zważeniu frakcji nadziarno umieszcza się na sicie o nieco większej średnicy oczek i ponownie przesiewa. Procedurę tę powtarza się, aż cała próbka zostanie rozdzielona na frakcje. 2. „Metoda szwajcarska”: Próbka jest najpierw dzielona na liczbę klas wielkości, które mają zostać określone, a następnie każda część jest przesiewana indywidualnie na odpowiednim sicie. Metoda ta daje wiarygodne wyniki tylko wtedy, gdy podział próbki został wykonany reprezentatywnie, dzięki czemu rozkład wielkości cząstek jest identyczny we wszystkich częściach próbki. Najlepsze rezultaty uzyskuje się, stosując dzielniki próbek, takie jak PT100 firmy RETSCH, które dzielą materiał wyjściowy na 6, 8 lub 10 identycznych próbek cząstkowych.
W przypadku metody standardowej wymagana jest mniejsza ilość materiału próbki, natomiast metoda szwajcarska jest bardziej dokładna. Ocena oparta na oprogramowaniu nie tylko ułatwia i przyspiesza przetwarzanie danych, lecz także eliminuje błędy użytkownika podczas transferu i obliczeń. Oprogramowanie (np. EasySieve® firmy RETSCH) prowadzi użytkownika przez cały proces analizy sitowej. Kontroluje ono pracę przesiewacza oraz odczytuje dane z wagi, generując protokół zgodny z obowiązującymi normami.