Il existe différentes méthodes de mesure des particules pour caractériser les distributions granulométriques dans les granulés, les matériaux en vrac, les poudres et les suspensions, notamment la diffraction laser, l'analyse d'images, la diffusion dynamique de la lumière et l'analyse au tamis.
La mesure des particules avec ces différentes méthodes conduit à des résultats différents, car la < < taille > > des particules peut être interprétée de manière très différente: La taille n ' est définie sans ambiguïté que pour les particules sphériques (diamètre = granulométrie). Dans toutes les directions de mesure possibles, le même résultat est obtenu.
Pour les particules non sphériques, en revanche, le résultat de la mesure des particules dépend à la fois de l ' orientation des particules pendant le processus de mesure et des particularités de la méthode utilisée. Comme le résultat d ' une mesure des particules dépend de la manière dont la < < taille > > est définie, il y a souvent confusion dans l ' interprétation des résultats de la mesure.
Grâce à une compréhension approfondie des forces et faiblesses de chaque méthode, Microtrac offre une gamme de produits inégalée de technologies pour la mesure des particules. Nos experts seront heureux de vous aider à trouver la solution adaptée à votre application.
Microtrac propose des produits pour toutes les technologies d'analyse de la taille des particules.
Mesure des particules avec analyse au tamis
L'exemple ci-dessous montre la mesure de particules de deux objets, une brique lego et une bille de broyage, avec deux techniques: Analyse de tamis et étrier. Avec la jauge à étrier, on mesure des tailles différentes selon l'orientation de la brique, alors que la bille de broyage a toujours le même diamètre.
Le résultat de cette mesure de particules est de toute façon: les deux objets sont de taille différente. L'analyse de tamis montre que les deux objets traversent un tamis de 16 mm d'ouverture, tandis qu'ils sont retenus par un tamis de maille de 14 mm. L'analyse de tamis caractérise donc les deux particules comme de même taille: elles ont le même diamètre équivalent entre 14 mm et 16 mm. Il n'est pas possible d'être plus précis, car il n'y a pas de tamis intermédiaire.
Dans l'analyse tamis, méthode classique et la plus couramment utilisée pour mesurer les particules, l'échantillon est séparé par taille et la quantité d'échantillon dans chaque fraction est déterminée par pesée. Les particules rencontrant la maille de la toile tamisée dans différentes orientations au cours du tamisage, elles traversent idéalement n'importe quelle maille jusqu'à être retenues par des ouvertures inférieures à leur plus petite surface projetée. La mesure des particules avec analyse tamis implique donc toujours une certaine orientation préférée des particules, tendant à être une mesure de largeur de particules.
La Technologie TURBISCAN
En matière de tests physiques, Microtrac dispose de la gamme la plus complète d'analyseurs haut de gamme pour vous aider à réaliser des tests complets et instructifs afin d'améliorer vos gammes de produits.
La gamme TURBISCAN comprend des appareils pour les tests de vieillissement, de shelf-life, de dispersibilité, de redispersion, de séparation de phase, de déstabilisation et d'agrégation, couvrant ainsi le profil complet des instabilités physiques potentielles de votre produit.
Microtrac reconnaît les nombreux défis du travail en laboratoire moderne, tels que l'importance des instruments à faible encombrement et de l'analyse rapide des données pour accompagner les mesures. Ainsi, tous les appareils TURBISCAN ont été conçus dans un souci de rapidité et d'efficacité, afin de minimiser l'encombrement du laboratoire. Ils permettent d'évaluer la stabilité des formules en un seul clic.
Conçue pour être facile d'utilisation, la gamme TURBISCAN ne nécessite aucun opérateur expert et offre des conditions d'essai entre 20 et 60 °C, garantissant la stabilité de vos produits dans n'importe quel environnement lors de leur mise sur le marché. L'inclusion d'une analyse quantitative simplifie les comparaisons de produits et vous permet d'évaluer l'efficacité des améliorations de processus et des changements de conception.
Plusieurs instruments, dont le TURBISCAN TOWER et le TURBISCAN TRILAB, permettent d'effectuer différents types de mesures et de tests, le TURBISCAN LAB étant reconnu comme la référence mondiale en matière d'analyse de stabilité.
Pour découvrir comment vous pouvez surpasser la concurrence en accélérant vos études de stabilité grâce à des données quantitatives plus précises, contactez-nous dès aujourd'hui. Notre équipe d'experts vous expliquera pourquoi le TURBISCAN est la solution idéale pour vos besoins en matière de tests de stabilité physique.
Différentes définitions de taille en analyse d'image. Xc min (largeur des particules, rouge), Xaire (diamètre du cercle d'aire égale, vert) et XFe max (longueur des particules, bleu). Selon la définition de taille choisie, on obtient un résultat de mesure différent (courbes cumulées à droite)
xc min
"Width"
xarea
"Diameter of circle with same projection area"
xFe max
"Length"
Mesure de particules 3D avec technologie de suivi
Dans de nombreuses méthodes d'analyse d'image pour la mesure des particules, chaque particule n'est enregistrée qu'une seule fois en orientation aléatoire. En particulier pour les particules ayant une géométrie définie, telles que les lentilles ou les crayons (p. ex. les extrudés), il est très probable que la projection pertinente ne soit pas capturée lors de l'acquisition : par exemple, les crayons ont tendance à être mesurés « trop courts » avec une orientation aléatoire.
Pour n'évaluer que la projection idéale lors de la mesure des particules, il s'est avéré utile d'enregistrer la particule plusieurs fois lorsqu'elle traverse la zone de mesure de l'analyseur. À partir de la séquence comportant plusieurs orientations, celle qui montre l'orientation idéale, par exemple l'extension longitudinale dans le cas des crayons, est sélectionnée pour la mesure des particules. Cela garantit également qu'une projection circulaire de particules représente effectivement une particule sphérique et n'est pas une demi-sphère ou une lentille qui montre une section circulaire.
Mesure de particules par diffraction laser
Il y a quelques différences fondamentales dans la mesure des particules par diffraction laser par rapport à l'analyse d'image.
Alors que dans les techniques d'imagerie, chaque particule enregistrée représente un événement de mesure et est incluse dans le résultat global, la lumière diffusée ou l'analyse de diffraction sont des techniques dites de mesure d'ensemble. Cela signifie que le signal de mesure est généré simultanément par de nombreuses particules de tailles différentes.
Il s'agit donc d'une superposition d'intensités lumineuses diffusées dépendantes de l'angle, à partir de laquelle les contributions des différentes tailles de particules doivent être calculées. Ceci se fait soit via le Mie theory, pour lequel l'indice de réfraction des particules doit être connu, soit via l'approximation de Fraunhofer, qui n'est cependant utilement applicable que pour les particules plus grandes.
La mesure des particules par diffraction laser ne peut pas distinguer entre longueur et largeur. Toutes les données de lumière diffusée sont renvoyées à un modèle sphérique, ce sont des diamètres dits équivalents. Pour les particules non sphériques, il en résulte généralement une distribution plus large en sortie qu'en analyse d'image.
Mesure de particules avec diffusion dynamique de la lumière (DLS)
Dynamic Light Scattering (DLS) est une méthode de mesure de particules particulièrement adaptée à l'analyse de nanoparticules. Les matériaux d'échantillons comprennent des suspensions et des émulsions, les échantillons secs ne peuvent pas être analysés. Un avantage de cette méthode est que la mesure de particules peut être effectuée dans une plage de concentration très large allant de quelques ppm à idéalement 40% en volume.
Une particularité de la mesure de particules avec diffusion dynamique de la lumière est que l'on détermine un diamètre dit hydrodynamique. Ce diamètre hydrodynamique indique la taille d'une sphère qui a les mêmes propriétés de diffusion dans un liquide que la particule réelle. Il s'ensuit que la forme des particules n'est pas déterminée ici non plus.
De plus, lorsque la particule diffuse dans le liquide, non seulement la particule elle-même se déplace, mais aussi certaines des molécules environnantes du milieu dispersant, ce qui signifie que le diamètre hydrodynamique est toujours légèrement supérieur au diamètre réel des particules. Dans la mesure de particules avec diffusion dynamique de la lumière, le coefficient de diffusion est déterminé et le diamètre hydrodynamique des particules est calculé via l'équation de Stokes-Einstein.
Comparabilité de la mesure des particules avec différentes méthodes
Analyse d'image et analyse de tamis: très bonne comparabilité lorsque l'analyse d'image considère la largeur des particules lors de l'évaluation d'image. L'analyse 3D améliore la comparabilité. La mesure des particules par analyse d'image peut complètement remplacer le tamisage!
Analyse d'image et diffraction laser: Bonne comparabilité. La diffraction laser montre souvent des distributions plus larges, en particulier pour les particules de forme fortement irrégulière. Pour l'analyse d'image, la définition xarea est à utiliser.
Analyse de tamis et diffraction laser:peu comparable, la diffraction laser tend à donner un résultat plus important.
Diffraction laser et diffusion dynamique de la lumière: se compare bien, pour les petites particules ( < 100nm) la DLS est meilleure, pour les grosses particules ( > 1μm) la diffraction laser est supérieure.
Contactez nous pour un devis gratuit
En fin de compte, le choix d'utiliser une solution de tamisage simple ou d'investir dans la diffraction laser ou l'analyse dynamique d'images dépendra du volume d'essais, du budget et du personnel disponibles, ainsi que des normes internationales spécifiques ou des exigences des clients auxquelles vous devez faire face.
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