De grootte van poeders speelt een zeer belangrijke rol binnen het poederverwerkingsproces, maar net zo relevant is de verdeling ervan.

 In dit artikel leest u het volgende over:

  • Hoe poedergrootte de oppervlakte van poederdeeltjes beïnvloedt
  • Twee methoden om de particle size distribution te achterhalen
  • Hoe de resultaten van de particle size distribution worden weergegeven

de experts van Dinnissen process technology stAan klaar voor al uw vragen:

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555

Poeder grootte en oppervlakte

De grootte van de afzonderlijke deeltjes in een poeder is één van de belangrijkste stofeigenschappen van poeder. Het beïnvloedt namelijk veel aspecten van het bulkgedrag van poeders, zoals de stroomeigenschap, compressibiliteit en explosiviteit. In het bijzonder beïnvloedt het de oppervlakte van de poederdeeltjes. Dit is belangrijk bij het vaststellen van de mate van interactie tussen de poederdeeltjes zelf en de interactie met andere poederdeeltjes en een eventuele vloeistof. 

Het verband tussen poeder grootte en oppervlakte van een deeltje is niet lineair. Dit is makkelijk aan te tonen door van vijf bolvormige deeltjes het volume en oppervlakte te berekenen. In de tabel is te zien dat naarmate een deeltje kleiner is het relatief een groter oppervlakte heeft. 

$Oppervlakte\ bol\ =\ 4πr^2$
$Volume\ bol\ =\frac{4}{3}πr^3$
r(mm)A(mm^2)V(mm^3)
112.64.2
250.333.5
3113.1113.1
4201.1268.1
5314.2523.6
Koraal/schelpen

Twee methoden om particle size distribution te achterhalen

De verschillende deeltjes in het poeder hebben uiteraard nooit allemaal dezelfde grootte, maar voor sommige toepassingen is de grootte wel een belangrijke parameter om te weten. De verdeling op basis van deeltjesgrootte, wordt de particle size distribution genoemd (PSD). De PSD kan gebaseerd worden op basis van poeder deeltjesgrootte en volume. Methoden om dit te achterhalen zijn de zeefmethode of laserdiffractie. 

De zeefmethode is een vrij eenvoudige methode waarbij de zeeftoren centraal staat. Deze toren bestaat uit verschillende zeven die aflopend naar beneden steeds fijner worden. Het poeder wordt bovenaan in de eerste zeef gelegd waarna de trillende plaat onderaan de toren ervoor zorgt dat het poeder zijn weg naar beneden vindt. Na een tijdje wordt bekeken welke hoeveelheid poeder in welke zeef is achter gebleven. Deze methode is niet erg nauwkeurig en geeft een globaal beeld van de PSD. 

Laserdiffractie is een nauwkeurigere en geavanceerde methode om de PSD vast te stellen. Bij deze methode is het noodzakelijk om vaste stoffen in een suspensie te brengen, wat niet altijd mogelijk is voor alle stoffen. Bij laserdiffractie gaat er een laserstraal door het poeder heen. Het diffractielicht en de intensiteit ervan plus de hoek van diffractie, zorgen samen dat de grootte van de poederdeeltjes en het aantal poederdeeltjes gemeten wordt.

Wanneer het gaat om de poeder deeltjesgrootte, zorgen verschillende meetinstrumenten ervoor dat er ook verschillende diameters gemeten worden. Zo meet men met laserdiffractie de volume diameter, maar met de zeefmethode juist de zeef diameter. Verschillende instrumenten zorgen dus voor verschillende metingen voor hetzelfde bulkmateriaal.

powder

PSD resultatenweergave

Voor de PSD worden de kwantitatieve resultaten meestal weergegeven in een cumulatieve diagram die voortkomt uit een histogram of frequentiediagram. Normaliter is er één piek in de frequentieverdeling en in enkele gevallen is er sprake van twee pieken. Bij een maalproces kunnen twee pieken impliceren dat de hamermolen niet de verwachte prestatie levert. Bij het interpreteren van de resultaten is het altijd belangrijk om te realiseren dat de verdelingen kunnen verschillen van elkaar, hoewel het dezelfde groep poederdeeltjes betreft. De resultaten moeten daarom zorgvuldig geïnterpreteerd en vergeleken worden. Voor correcte en representatieve data, mogen alleen PSD’s die op dezelfde manier verkregen zijn met elkaar vergeleken worden.

Daarnaast gebruikt men vaak de mediaan of het gemiddelde. Ze representeren de populatie van de poederdeeltjes. Dit geeft echter geen beeld van de variatie in de distributie. Ook hier geldt weer dat voor hetzelfde poeder de mediaan en het gemiddelde van bijvoorbeeld de oppervlakte afwijkt van het gemiddelde en de mediaan van het volume. 

Juul Jenneskens

Naam: Juul Jenneskens
Adviseur

Neem gerust contact op als u vragen heeft over dit onderwerp. Samen met mijn collega's sta ik klaar om u te helpen!

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]

Liever direct een adviesgesprek aanvragen?

Het verband tussen volume en oppervlakte van een poederdeeltje is niet lineair. Hierdoor veranderen poedereigenschappen als poederdeeltjes een ander volume krijgen