Các nhà nghiên cứu kiểm tra kích thước hạt bằng máy phân tích kích thước hạt laser sau một lần phân loại bột canxi nặng. Đáng ngạc nhiên là kích thước hạt mịn có sự thay đổi và giá trị D100 tăng lên. Sau lần phân loại thứ hai, giá trị D100 lại tăng lên, dẫn đến sự nhầm lẫn hơn nữa.
Ban đầu, có nghi ngờ rằng các loại bột khác có thể đã trộn lẫn với bột canxi. Tuy nhiên, sau khi loại trừ khả năng này, vấn đề vẫn tiếp diễn. Vì vậy, hãy tập trung vào quy trình phân loại và phương pháp phát hiện để hiểu tại sao điều này xảy ra.
Loại trừ Sự ô nhiễm: Tập trung vào Phân loại và Phát hiện
Không có khả năng trộn lẫn với các loại bột khác, vì vậy chúng ta hãy xem xét quá trình phân loại và phương pháp phát hiện. Sau đây là một phân tích đơn giản để làm rõ.
Thiết bị nghiền và chức năng phân loại
Các thiết bị nghiền thổi các hạt bột vào bộ phân loại thông qua luồng khí hướng lên. Bộ phân loại này, hay bộ phân loại luồng khí, sử dụng lực ly tâm cơ học để tăng tốc các hạt bột trong luồng khí. Các hạt lớn hơn bị ném ra ngoài, đập vào thành sắt và mất động năng, khiến chúng rơi trở lại. Trong khi đó, các hạt nhỏ hơn vẫn ở giữa luồng khí và được đưa đến bộ thu bụi hoặc các giai đoạn xử lý tiếp theo khác.
Máy phân tích kích thước hạt bằng laser
Máy phân tích kích thước hạt laser kiểm tra kích thước hạt bằng cách đặt các hạt bột pha loãng vào dung dịch nước. Máy phân tích sử dụng nguồn sáng đơn hoặc kép có bước sóng cụ thể để tạo ra sự giao thoa hoặc nhiễu xạ. Nó dựa vào các mô hình như MÌNH hoặc Viện Fraunhofer để mô phỏng sự tương tác của ánh sáng với các hạt. Sau đó, nó tính toán dữ liệu thống kê về đường kính thể tích.
Mô hình MIE: Chủ yếu được sử dụng cho kích thước hạt ở mức nanomet.
Mô hình Fraunhofer (Mô hình F): Phù hợp hơn với các hạt có kích thước lớn hơn.
Nguyên lý đằng sau các mô hình này rất phức tạp, nhưng mỗi mô hình được thiết kế riêng cho các phạm vi kích thước hạt khác nhau để phục vụ cho mục đích phân tích của chúng tôi.
Tại sao D100 tiếp tục tăng?
Khi bột trải qua nhiều lần phân loại, giá trị D100 (kích thước hạt mà 100% của vật liệu nhỏ hơn) có thể tăng lên theo từng lần phân loại. Điều này thường là do những lý do sau:
- Phân phối lại hạt: Sau mỗi lần phân loại, các hạt mịn hơn có thể được loại bỏ, để lại tỷ lệ lớn hơn các hạt thô hơn. Kết quả là sự thay đổi tổng thể trong phân bố kích thước hạt, dẫn đến sự gia tăng giá trị D100.
- Hiệu quả phân loại: Hiệu quả của bộ phân loại có thể thay đổi, đặc biệt là khi xử lý bột có phân bố kích thước hạt rộng. Phân loại không nhất quán có thể cho phép các hạt mịn hơn xâm nhập lại hệ thống, gây ra những thay đổi trong kết quả kích thước hạt.
- Phương pháp đo lường Sự thay đổi:Các phương pháp phân tích kích thước hạt bằng laser, đặc biệt là các mô hình MIE và Fraunhofer, có thể gây ra sự khác biệt trong phép đo tùy thuộc vào bản chất của các hạt và bước sóng được sử dụng để phát hiện.
Vai trò của D97, D98 và D100 trong Phân tích kích thước hạt bằng laser
Trong lĩnh vực phân tích kích thước hạt, phần lớn sự tập trung có xu hướng hướng đến D97 hoặc D98 giá trị, đại diện cho kích thước hạt cắt hàng đầu. Trong khi các nhà nghiên cứu hiếm khi thảo luận D100. Tuy nhiên, nếu bạn kiểm tra kỹ lưỡng kết quả thử nghiệm từ máy phân tích kích thước hạt laser—cho dù từ Malvern, Bexter hay các thiết bị khác—bạn sẽ nhận thấy rằng D97 Và D100 giá trị có thể khác nhau đáng kể. Sự khác biệt này, thường trong khoảng từ 0,02% đến 0,04%, làm nổi bật sự phức tạp liên quan đến phép đo kích thước hạt.
Hiểu giá trị
Các D100 giá trị biểu thị kích thước hạt mà 100% của mẫu nhỏ hơn. Mặc dù giá trị này có vẻ quan trọng, nhưng nó thường bị lu mờ bởi D97 Và D98 phép đo, tập trung vào điểm cắt trên cùng. Sự khác biệt giữa các giá trị D97 và D100 không nhất thiết là do lỗi trong quá trình đo, mà là do bản chất gián tiếp của phân tích kích thước hạt bằng laser.
Máy phân tích kích thước hạt laser: Phương pháp phát hiện gián tiếp
Máy phân tích kích thước hạt bằng laser, chẳng hạn như máy của Malvern hoặc Bexter, sử dụng sự can thiệp hoặc sự nhiễu xạ các mô hình để ước tính kích thước của các hạt bột. Các máy phân tích này áp dụng các mô hình toán học cụ thể, chẳng hạn như MÌNH hoặc Viện Fraunhofer mô hình, để tính toán đường kính thể tích dựa trên sóng giao thoa được tạo ra khi ánh sáng tương tác với các hạt bột.
Tuy nhiên, quá trình này là gián tiếp—các mô hình dựa vào các tính toán thống kê hơn là phép đo trực tiếp. Do đó, có thể xảy ra sự không chính xác, đặc biệt là trong cực đoan của phạm vi kích thước hạt, chẳng hạn như kích thước hạt nhỏ nhất (0%) và lớn nhất (100%). Bản chất thống kê này có nghĩa là phân tích có thể loại trừ về mặt thống kê một số hạt lớn nhất định, có thể quá hiếm hoặc quá lớn so với bước sóng ánh sáng.
Sự không chính xác về mặt thống kê trong các hạt lớn và nhỏ
Độ chính xác của máy phân tích kích thước hạt laser thường bị giới hạn bởi ngưỡng thống kê được thiết lập bởi các mô hình. Khi có một số lượng nhỏ của các hạt rất mịn, chúng có thể bị bỏ qua do hạn chế lấy mẫu thống kê. Ngược lại, khi số lượng các hạt thô hơn tăng lên, chúng sẽ đi vào nhóm mẫu và góp phần vào phân bố kích thước hạt quan sát được. Điều này dẫn đến D100 các giá trị bị ảnh hưởng bởi các ngưỡng thống kê này, vốn có liên quan chặt chẽ đến khả năng tái tạo và giới hạn phát hiện của máy phân tích.
Phần kết luận
Máy phân tích kích thước hạt laser cung cấp dữ liệu thống kê có giá trị thông qua phương pháp đo gián tiếp. Chúng cung cấp khả năng tái tạo trong một số phạm vi kích thước hạt nhất định và rất hữu ích để hướng dẫn các quy trình sản xuất và ứng dụng. Bột bao gồm nhiều kích thước hạt khác nhau và việc phân tích các hạt này đòi hỏi phải hiểu cả các hạt cực mịn và cực thô. Các phương pháp đo trực tiếp, chẳng hạn như kính hiển vi điện tử, cung cấp phương pháp tiếp cận trực quan chính xác hơn để quan sát kích thước hạt nhưng thường tốn nhiều tài nguyên hơn.
Hiểu được lý do đằng sau nhiều phân loại bột canxi nặng và những thay đổi trong D100 liên quan đến việc xem xét cả quá trình phân loại và những hạn chế của các phương pháp phát hiện. Các chu kỳ phân loại nhiều lần và hành vi của bộ phân loại, cũng như các mô hình được sử dụng bởi máy phân tích kích thước hạt laser, tất cả đều đóng vai trò trong những thay đổi quan sát được trong phân phối kích thước hạt. Bằng cách tối ưu hóa quá trình phân loại và đảm bảo các phương pháp phát hiện nhất quán, vấn đề tăng giá trị D100 có thể giảm.