Proudové sítování sypkých materiálů

Analýza velikosti částic a distribuce velikosti částic jsou důležitými kritérii pro kontrolu kvality sypkých materiálů. V běžícím výrobním procesu musí být výsledky kontroly kvality rychle k dispozici, aby bylo možné okamžitě upravit výrobní parametry. V závislosti na očekávané velikosti částic a objemu vzorku jsou pro analýzu vhodné různé metody sítování a analytické sítovací stroje. Metoda použitá pro analýzu velikosti částic je určena především jemností sítovaného materiálu. Klasické metody sítování sypkých materiálů pomocí vibračních, horizontálních nebo TAP sítovacích strojů jsou omezeny na velikosti nad 40 mikronů. Při použití analytických sítovacích strojů pro mokré sítování je možné posunout hranici až na 20 mikronů. Tato metoda však zahrnuje rozptýlení vzorku v kapalině, filtraci po sítování, sušení a nakonec vážení získaných frakcí.

Princip sítování proudového sítovacího stroje

Pro suché sítování vzorků s velikostí částic pod 40 mikronů je vhodnou metodou sítování proud vzduchu. Může být také rychlejší alternativou k vibračnímu sítování pro částice o velikosti do 200 mikronů. Všechny zde uvedené metody jsou vhodné pro stanovení velikosti částic (sítové frakce) i distribuce velikosti částic vzorku. Na rozdíl od ostatních metod se sítování proudem vzduchu obvykle provádí pouze s jedním sítem. Spolu s materiálem vzorku se síto umístí na přístroj a zakryje se víkem. Výkonný průmyslový vysavač vytváří silný proud vzduchu, který rozptyluje částice na sítu prostřednictvím štěrbinové trysky rotující pod okem síta. Částice se tak při každé otáčce rozptýlí a rozprostřou se po celém povrchu síta. Nyní dochází ke dvěma efektům:

1. Proud vzduchu způsobuje neustálou novou orientaci částic na povrchu síta. Částice s velikostí menší než otvory síta jsou vysavačem nasávány.
   
   
2. Při použití sít o výšce 25 mm způsobuje proudící vzduch nárazy částic na víko, což pomáhá ničit aglomeráty.

Rychlost trysky, která se otáčí pod sítem, je obvykle pevně stanovena. Velmi užitečná však může být změna rychlosti, jakou nabízí tryska AS 200 společnosti RETSCH. Například citlivé materiály vzorků by měly být sítovány nízkou rychlostí, aby se minimalizovalo namáhání materiálu. To lze dále snížit použitím síta o výšce 50 mm, protože náraz vzorku na víko je méně silný. U vzorků, které mají tendenci aglomerovat, je účinnější sítování vysokou rychlostí. Frekvence nárazu částic na víko se podstatně zvýší a i silné aglomeráty se po krátké době sítování rozpustí.

Reprodukovatelnost a výkonnost

Síta s jemnými oky jsou obzvláště náchylná na tzv. částice s blízkými oky, které blokují sítovinu. To má nejen negativní vliv na výsledky sítování, ale vede také k předčasnému opotřebení síta. Funkce otevřených ok síta AS 200 jet se ukázala jako velmi užitečná funkce pro zachování výkonnosti síta a následně reprodukovatelnosti výsledků a pro minimalizaci času a úsilí při čištění. Tato funkce umožňuje pohyb trysky podle zásady "dva kroky vpřed, jeden krok vzad", což znamená, že tryska se místo rovnoměrného otáčení pohybuje nejprve o 20° vpřed a poté o 10° vzad. Částice v blízkosti síta jsou tak velmi účinně vyfukovány ze sítoviny, protože proudu vzduchu nebrání žádný materiál ležící na povrchu síta.

Na obrázku je znázorněna sítovina 45 mikronového síta po sítování křemenného písku s funkcí Open Mesh a bez ní. Je jasně patrné, že některé otvory síta jsou ucpané částicemi tam, kde bylo sítování provedeno bez funkce Open Mesh Function (OMF), zatímco tam, kde byla aktivována funkce OMF, je zcela volná. Tato speciální funkce šetrným čištěním síta pomáhá zlepšit reprodukovatelnost sítové analýzy i životnost sít ve srovnání s jinými proudovými sítovacími stroji.

Distribuce velikosti částic

Ačkoli lze u proudového sítovacího stroje použít pouze jedno síto, je možné s tímto přístrojem stanovit distribuci velikosti částic. K tomu lze použít dvě různé metody:

1. Standardní metoda: Na síto s nejjemnější velikostí ok se umístí celé množství prosévaného materiálu. Po prosetí a zvážení frakce se nadměrná velikost umístí na další větší síto a znovu se prosévá. Tento postup pokračuje, dokud není celý vzorek rozdělen na frakce.
   
   
2. "Švýcarská metoda": Vzorek se nejprve rozdělí na určitý počet velikostních tříd, které se mají stanovit, a poté se každá část jednotlivě prosévá příslušným sítem. Tato metoda může poskytnout spolehlivé výsledky pouze v případě, že rozdělení vzorku bylo provedeno reprezentativně, aby bylo zachováno stejné rozdělení velikosti částic ve všech částech vzorku. Nejlepších výsledků se dosahuje pomocí rotačních děličů vzorků, jako je PT100 společnosti RETSCH, které rozdělí výchozí materiál na 6, 8 nebo 10 identických dílčích vzorků.

Pro standardní metodu je zapotřebí méně vzorku, zatímco švýcarská metoda je přesnější. Softwarové vyhodnocení nejen usnadňuje a urychluje zpracování dat, ale také eliminuje chyby uživatele při přenosu dat a výpočtu. Software (např. EasySieve® společnosti RETSCH) uživatele provede celým procesem sítování. Kontroluje sítovací stroj a načítá data z vážení, aby mohl vytvořit protokol v souladu s normami.