A análise de peneiramento é um método para determinar a distribuição do tamanho de partículas de diversos materiais a granel, descrito em uma variedade de normas internacionais. A peneiramento é um dos métodos mais consagrados na garantia de qualidade e pode ser realizado tanto como peneiramento a seco quanto úmido.
O peneiramento manual também é possível, mas devido às influências individuais do operador, como velocidade e força, deve ser desconsiderado em um contexto profissional. A análise de peneiramento permite a caracterização das distribuições de tamanho de partículas de materiais a granel de diferentes formas e tamanhos, possibilitando a determinação e comparação de propriedades específicas do produto, como solubilidade, comportamento de fluxo e reatividade de diferentes materiais.
Análise de peneiramento
As análises de peneiramento são indispensáveis para a produção e o controle de qualidade de materiais a granel em pó e granulares em muitos setores (incluindo alimentício, farmacêutico e químico). As vantagens da análise de peneiramento incluem:
- manuseio fácil
- baixos custos de investimento
- entrega rápida de resultados precisos e reprodutíveis
- capacidade de obter frações individuais de tamanho de partícula
Portanto, esse método pode certamente competir com técnicas analíticas modernas, como espalhamento de luz a laser ou métodos de análise de imagens. Para garantir alta reprodutibilidade e confiabilidade, o peneirador e os acessórios devem atender a requisitos rigorosos que estejam em conformidade com normas (inter)nacionais. As peneiras analíticas e os peneiradores RETSCH, bem como todos os outros equipamentos de medição (por exemplo, balanças) necessários para a caracterização da distribuição do tamanho das partículas, são, portanto, calibráveis e sujeitos ao monitoramento de equipamentos de teste como parte dos sistemas de gestão da qualidade. Para uma confiabilidade abrangente do processo, a preparação cuidadosa da amostra também é essencial. Somente em combinação é possível obter resultados de peneiramento que permitam uma caracterização confiável dos seus produtos.
Visão geral dos princípios de peneiramento
A amostra é lançada para cima pelas vibrações do fundo da peneira e cai de volta devido às forças gravitacionais. A amplitude indica a altura de oscilação vertical do fundo da peneira.
Devido a este movimento combinado, o material da amostra é espalhado uniformemente por toda a área da peneira. As partículas são aceleradas na direção vertical, giram livremente e então voltam a ser orientadas estatisticamente. Nos peneiradores RETSCH, um acionamento eletromagnético coloca em movimento um sistema mola / massa e transfere as oscilações para a pilha de peneiras. A amplitude pode ser ajustada continuamente para alguns milímetros.
Em um agitador de peneira horizontal, as peneiras se movem em círculos horizontais em um plano. Agitadores de peneira horizontais são preferencialmente usados para amostras em forma de agulha, planas, longas ou fibrosas. Devido ao movimento de peneiramento horizontal, quase nenhuma partícula muda sua orientação na peneira.
Em um agitador de peneira TAP, um movimento circular horizontal é sobreposto por um movimento vertical gerado por um impulso de bater. Os agitadores de peneira são especificados em vários padrões para análise de tamanho de partícula.
O número de comparações entre partículas e aberturas de peneira é substancialmente menor em agitadores de peneira do que em agitadores de peneira vibratória (2,5 s-1 em comparação com ~ 50 s-1), o que resulta em tempos de peneiramento mais longos. Por outro lado, o movimento de batimento dá às partículas um impulso maior, portanto, com alguns materiais, como os abrasivos, a fração de partículas finas costuma ser maior. Com materiais leves como talco ou farinha, no entanto, a fração de partículas finas é menor.
The air jet sieve is a sieving machine for single sieving, i.e. for each sieving process only one sieve is used. The sieve itself is not moved during the process.
The material on the sieve is moved by a rotating jet of air: A vacuum cleaner which is connected to the sieving machine generates a vacuum inside the sieving chamber and sucks in fresh air through a rotating slit nozzle. When passing the narrow slit of the nozzle the air stream is accelerated and blown against the sieve mesh, dispersing the particles. Above the mesh, the air jet is distributed over the complete sieve surface and is sucked in with low speed through the sieve mesh. Thus the finer particles are transported through the mesh openings into the vacuum cleaner or, optionally, into a cyclone.
In air jet sieving, only a single sieve is used at a time, and it is not moved during the sieving process. A rotating nozzle below the sieve directs a jet of air onto the material to be sieved, causing particles to deagglomerate and then be sucked through the sieve. Air jet sieving is suitable for size ranges from 10 µm to 4 mm.
O peneiramento a seco é o método mais popular de análise de peneira reprodutível, incluindo peneiramento por vibração, horizontal e por batidas. O peneiramento por jato de ar também é considerado um método de peneiramento a seco, mas é um processo especial (veja abaixo). Se necessário, a amostra é secada antecipadamente para evitar aglomerações. Antes do peneiramento, a amostra é pesada, depois colocada no sistema de peneiramento e pesada novamente em um momento posterior. O peneiramento é usado para determinar a porcentagem da amostra que permanece na peneira ou é menor que o tamanho de malha selecionado. Se for realizar uma determinação do tamanho das partículas das várias frações (peneiramento estabelecido), usa-se um conjunto de peneiras que contém várias peneiras com diferentes tamanhos de malha (40 µm – 125 mm). No entanto, para garantir que os resultados sejam reprodutíveis sem dúvida, a máquina deve ser configurada completamente de forma digital. Além disso, a unidade de controle integrada deve ser constantemente monitorada para evitar mudanças e desvios não intencionais durante o teste.
O peneiramento a úmido é usado para determinar tamanhos de partículas em amostras úmidas, gordurosas ou oleosas. Também é o método de escolha quando o material a ser analisado já está presente como uma suspensão e não pode ser secado, bem como para partículas que tendem a aglomerar (geralmente < 45 µm), que de outra forma entupiriam as aberturas da peneira. O material a ser peneirado é suspenso e, assim como no peneiramento a seco, aplicado à peneira mais alta e depois enxaguado com água sob vibração até que o líquido emergindo de abaixo do conjunto de peneiras esteja sem turvação. O peneiramento a úmido é realizado na faixa de 20 µm - 20 mm.
Requisitos Diferentes, Parâmetros de Peneiramento Diferentes
Os parâmetros ideais de configuração dependem do respectivo material. Conforme o peneirador escolhido, intervalo, velocidade, tempo de peneiramento, amplitude ou até pressão negativa podem entrar em jogo. Embora existam diversas normas e diretrizes (inter)nacionais para parâmetros específicos de análise de peneiramento, para alguns materiais, os parâmetros adequados devem ser determinados experimentalmente. Nós teremos prazer em auxiliá-lo. Aproveite nossa oferta de teste de peneiramento gratuito!
Diferentes métodos de peneiramento levam a resultados distintos, o que pode se refletir na distribuição do tamanho das partículas. Os diagramas ilustram como o método de peneiramento horizontal e o método de peneiramento vibratório afetam, cada um, as frações de tamanho de partículas. Enquanto o método horizontal realiza uma separação específica por meio de movimentos uniformes, o método vibratório utiliza movimentos de arremesso em 3D para uma separação alternativa. Isso resulta em diferentes distribuições de partículas, claramente mostradas nos diagramas.
Controle AS 450: 5 min, amplitude 1mm
Controle AS 400: 5 min, 170 rpm
Ambas as vezes, uma amostra idêntica de pedaços de madeira foi peneirada
O peneiramento é um método comparativo. Toda partícula que consegue passar pela malha é, consequentemente, menor que o tamanho da abertura. O peneiramento normalmente considera as frações em volume ou massa de uma amostra. Número (Q0), comprimento (Q1) ou área (Q2) geralmente são determinados por métodos ópticos (por exemplo, Camsizer). O problema: Camsizers apenas capturam os parâmetros de medição sem conseguir fracionar a amostra. Na maioria dos casos, a dimensão Q3 (volume) é adequada como parâmetro para a quantificação confiável da distribuição do tamanho das partículas. Isso porque o volume é diretamente proporcional à massa e, portanto, a propriedade mais simples para determinar de forma confiável a distribuição do tamanho das partículas com o mínimo de esforço.
Apenas instrumentos ópticos fornecem informações sobre o formato das partículas
- Dependendo da orientação de queda das partículas, elas podem ser detectadas de maneiras diferentes.
- Hastes podem ser detectadas como esferas ou moedas.
Quantificação
Q0 número
Q1 comprimento
Q2 área (superfície ou superfície de projeção)
Q3 massa ou volume
Comparabilidade
Distribuição de volume, superfície e número, por exemplo, de cubos que possuem o mesmo volume total.
| Q0 número | 1 | 103 | 106 número |
| Q1 comprimento | 10 | 1 | 0.1 [mm1] |
| Q2 superfície | 600 | 6,000 | 60,000 [mm2] |
| Q3 volume | 103 | 103 | 103 [mm3] |
Diâmetro Equivalente
- Esfera: Diâmetro independente do ponto de vista - 1 mm de tamanho real
- Bastão: A partícula pode passar pela malha no sentido do comprimento - a partícula é mais longa que 1 mm de diâmetro equivalente.
- Moeda: Também tem diâmetro equivalente de 1 mm, mas pode ter até 1,3 mm no real.
Análise de tamanho de grão
O tamanho formal de partículas individuais em uma mistura é referido como "tamanho de grão", e a análise de tamanho de grão é usada para determinar esse tamanho. A distribuição de tamanho subsequente das partículas tem uma influência significativa nas propriedades de um material, tanto científica quanto tecnicamente. Devido a numerosas diferenciações e até diferentes métodos de determinação, a análise de tamanho de grão é considerada uma disciplina independente da granulometria.
Métodos de análise de tamanho de grão
Embora existam diferentes métodos para analisar e determinar tamanhos de grãos, o diâmetro equivalente é sempre determinado em todas as variantes. Qual método é usado no final depende fortemente da questão, possíveis regulamentações e do próprio intervalo de tamanho de grão. Partículas maiores, a partir de um tamanho de cerca de 40 mm, geralmente são medidas manualmente ou com base em fotos, enquanto a peneiração é frequentemente usada para a análise de tamanho de partículas muito pequenas, até um tamanho de 10 µm. Para a peneiração, peneiras de diferentes tamanhos são primeiro empilhadas uma sobre a outra e fixadas em uma máquina de peneirar. A amostra é então colocada na peneira superior (com o maior tamanho de orifício) e submetida a um movimento de peneiração definido por um certo período de tempo para garantir uma peneiração precisa. As partículas da amostra são separadas de acordo com seu tamanho nas peneiras. Depois disso, determina-se a porcentagem das frações individuais que permanecem nas peneiras com diferentes tamanhos de orifícios. As frações de massa percentuais das frações individuais são referidas como p3. A curva de distribuição cumulativa Q3 fornece informações sobre as massas adicionadas das frações individuais. É comum fornecer informações sobre o tamanho da amostra menor que 90%, 50% e 10%.
Caracterização óptica de partículas
A análise do tamanho de partículas também pode ser realizada usando tecnologia de medição óptica. Dependendo da variante de medição, também podem ser feitas declarações sobre a forma da partícula. O intervalo de medição está entre 0,3 nm e 30 mm, dependendo do sistema. A caracterização de partículas pode ser realizada em suspensões, emulsões, sistemas coloidais, pós, grânulos e materiais a granel.
Nossa empresa irmã MICROTRAC é líder em tecnologia, com uma extensa rede global e uma oferta incomparável em caracterização de partículas.
ANÁLISE DE PENEIRA PARA CONTROLE DE QUALIDADE
Todos nós conhecemos o termo “qualidade”. É amplamente utilizado para descrever um produto de valor particularmente alto. No entanto, a definição exata de qualidade é a seguinte: Qualidade é a conformidade das propriedades definidas com as propriedades detectadas de um produto, conforme determinado pela execução de testes. Um produto pode ser descrito como de alta qualidade se um teste de medição determinar que as propriedades desejadas estão dentro de uma determinada tolerância. Se os valores medidos divergem muito, a qualidade é inferior. Muitos materiais, sejam naturais ou artificiais, ocorrem na forma dispersa (material que não forma uma unidade consistente, mas é dividido em elementos que podem ser separados uns dos outros, por exemplo, uma pilha de areia). Os tamanhos das partículas e sua distribuição dentro de uma quantidade de material - ou seja, as frações de partículas de tamanhos diferentes - têm uma influência crucial nas propriedades físicas e químicas.
Alguns exemplos de propriedades que podem ser influenciadas pela distribuição do tamanho de partícula:
- a resistência do concreto
- o gosto de chocolate
- as propriedades de dissolução dos comprimidos
- a capacidade de escoamento e solubilidade de detergentes em pó
- a atividade de superfície dos materiais filtrantes
Esses exemplos mostram claramente como é importante conhecer a distribuição do tamanho das partículas, particularmente no contexto da garantia de qualidade de produtos a granel para processos de produção. Se a distribuição do tamanho das partículas mudar durante o processo de produção, a qualidade do produto também mudará.
Peneiradores RETSCH para resultados reproduzíveis
Os peneiradores RETSCH cobrem uma ampla faixa de medições e aplicações para atender às suas necessidades. Diferentes movimentos de peneiramento e tamanhos de peneiras permitem que você utilize o peneirador RETSCH adequado para cada material que possa ser peneirado. Isso garante que você obtenha sempre resultados precisos e reproduzíveis – naturalmente em conformidade com o monitoramento de equipamentos de teste (DIN EN ISO 9001ff).
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Mundialmente, a RETSCH possui suas subsidiárias próprias além de uma ampla rede de empresas e agências coligadas em mais de 80 países. Isto assegura disponibilidade de assessoria especializada para produtos e aplicações em todo o mundo, bem como uma abrangente assistência técnica.
