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Partikelgrößenanalyse

Bei der Partikelgrößenmessung ist die Methode entscheidend

| Autor/ Redakteur: Hannes Plangger / Sabine Mühlenkamp

Messen zwei Personen unabhängig voneinander die Partikelgröße desselben Schüttguts, wird selten das gleiche Ergebnis erzielt. Viele Faktoren beeinflussen das Endergebnis: angefangen von der Probenahme, der Wahl des Messverfahrens, der Wahl der Parameter des Messverfahrens bis hin zum Auswertemodus.

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Bei grossen Batches, wie hier bei der Schiffsentladung, ist eine repräsentative Probenahme schwierig.
Bei grossen Batches, wie hier bei der Schiffsentladung, ist eine repräsentative Probenahme schwierig.
(Bild: Bühler)

Die Probenahme ist der erste wichtige Schritt zur Erzielung eines vertrauenswürdigen Analysenergebnisses. Bei einem Fehler kann selbst das aufwändigste und teuerste Messverfahren keine vernünftigen Ergebnisse mehr liefern. Die Probemenge sollte immer repräsentativ für die Gesamtmenge des Schüttguts sein. Wenn ein Prozess zuerst grobe Teilchen produziert und diese gegen Ende immer feiner werden, empfiehlt es sich mehrere Proben über die gesamte Produktionszeit zu nehmen und diese zu mischen, um die Gesamtmenge abzubilden.

Bei Vermahlungen kann es vorkommen, dass in der Mitte der Walzen oder auf einer Seite gröber vermahlen wird, wenn der Anpressdruck nicht stimmt. Bei Stoffgemischen oder sehr unterschiedlichen Partikelgrößen kommt es oft zu Entmischungen. Ist man sich dessen bewusst, lässt sich die Probenahme durch Ziehen mehrerer Proben, Vermischung und eventueller Probeteilung optimieren und Fehler vermeiden.

Siebung oder optisch – die Wahl des Messverfahrens

Die Wahl des Messverfahrens kann nicht mehr nur in richtig und falsch unterschieden werden. Natürlich gibt es auch Verfahren, die für das jeweilige Schüttgut ungeeignet sind, meistens sind aber mehrere möglich. Ein feines kohäsives Pulver mit Partikeln unter 100 μm kann z.B. mit Luftstrahlsiebung oder optischen Methoden wie Laserbeugung oder Bildanalyse untersucht werden, während eine Vibrosiebung keine vernünftigen Ergebnisse liefern wird. Auf dem Vibrosieb bilden die Partikel Agglomerate oder kleben an den Siebdrähten. Dadurch passieren die Partikel das Sieb nicht, obwohl sie klein genug dafür wären.

Bei Siebungen ist die Auswahl der Parameter noch sehr überschaubar. Meist kann nur die Siebzeit und zusätzlich bei Vibrosiebung die Amplitude, bei Rotationssichtern die Umlaufgeschwindigkeit und bei Luftstrahlsiebung das Vakuum eingestellt werden.

Vereinzelung von Partikeln vor der Messung

Bei optischen Messgeräten gibt es viele Parameter. Die Partikel müssen zuerst dispergiert werden, um sie vereinzelt durch die Messzone zu führen.

Bei der Trockenmessung geschieht dies in Dispergierern, die das Schüttgut mithilfe von Druckluft und Düsen versprühen. Jeder Messgerätehersteller gestaltet die Probenzuführung anders, wodurch auch unterschiedliche Dispergierergebnisse erzielt werden. In vielen Fällen gibt es für unterschiedliche Partikelgrößen auch noch unterschiedliche Düsendurchmesser.

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