Comparação entre difração a laser e peneiramento

Compare a difração a laser com o peneiramento para análise de tamanho de partículas

Não há dúvida de que a escolha da ferramenta de caracterização de partículas terá muito a ver com a tarefa geral em questão. Cada caso é um caso, como dizem!

Os fabricantes, responsáveis pela garantia de qualidade de uma linha de produtos, provavelmente desejam um instrumento fácil de usar e manter, que ofereça resultados consistentes e confiáveis repetidamente, todos os dias, de forma rápida e eficiente. O peneiramento é uma escolha tradicional para a medição de tamanho de partículas, pois tem a vantagem de simplicidade mecânica e operacional.

No entanto, nestes tempos de alta competição e economia difícil, vale a pena olhar além do óbvio e estabelecer qual técnica é realmente ideal para a aplicação. A difração a laser está cada vez mais difundida, com muitas pessoas agora aproveitando a eficiência rápida que ela oferece, tanto online quanto offline, para se destacar da concorrência.

As vantagens do peneiramento em comparação com a difração a laser

Então, exatamente do que estamos falando aqui? Bem, o peneiramento é uma técnica de fracionamento que mede a massa do material retido à medida que a amostra é passada por uma série de peneiras de malha fina empilhadas uma sobre a outra. A distribuição do tamanho das partículas é calculada medindo a massa das partículas retidas em cada peneira. Ao fazer isso, assume-se que ao agitar as peneiras, as partículas caem na distribuição correta. Isso requer agitar as peneiras por um tempo bem definido, muitas vezes significativamente longo.

Algumas das vantagens, no entanto, são que:

• fornece distribuições de massa em uma ampla gama de tamanhos
• o peneiramento oferece um custo relativamente baixo de instrumentos
• requer pouca calibração

No entanto, ao contrário da opinião popular, o peneiramento não produz de fato uma verdadeira distribuição de peso!

Considere uma cavilha redonda e um buraco quadrado…

“Ao considerar os resultados de uma análise de peneiramento, deve-se lembrar que as partículas que passam pela peneira não são necessariamente redondas ou simétricas em forma, mas muitas vezes podem ser em forma de agulha, e embora passem pelas peneiras, podem ser maiores em volume do que as partículas retidas que se aproximam da forma esférica ideal”.

A citação acima, retirada de um texto de 1904 relacionado à análise de amostras geológicas, foi citada por meu colega Alan Rawle em um recente webinar, e destaca um aspecto importante da análise de peneiramento ao trabalhar com partículas não esféricas. Considere uma tela de peneira de dimensão nominal de 63 mm. Um cilindro de 50 mm de diâmetro e 50 mm de altura obviamente passará por essa tela. No entanto, uma partícula de 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura também passará pela tela, mesmo sendo claramente o dobro da massa da primeira partícula que consideramos. Considere também partículas de mesmo tamanho, mas diferentes densidades. Estas também passarão pela mesma abertura de tela, embora diferindo em massa. Assim, as partículas não são classificadas apenas com base na massa – há uma mistura de tamanho, forma e densidade gerando a distribuição de peso declarada.

As vantagens da difração a laser versus o peneiramento

A difração a laser explora nosso entendimento do comportamento da luz. Envolve a medição do espalhamento de luz de um grupo de partículas e relata a distribuição de tamanho das esferas que produziriam o padrão registrado.

Algumas de suas vantagens são que:

• é muito mais rápida do que as técnicas de fracionamento
• pode ser usada com uma variedade muito ampla de tamanhos e tipos de partículas
• apresenta resultados como uma distribuição de “volume” – a descrição mais apropriada para propriedades de materiais em massa
• pode ser aplicada online para medição em tempo real
• é altamente reprodutível e repetível

A difração a laser e o peneiramento podem fornecer resultados semelhantes ao caracterizar partículas esféricas ou semi-esféricas. No entanto, não é incomum observar diferenças significativas para partículas não esféricas, porque cada técnica mede diferentes propriedades das partículas. Visitantes do site da Malvern podem explorar como comparar efetivamente os resultados de difração a laser e peneiramento em mais detalhes.

Cavalo de tiro ou puro-sangue?

Assim, o peneiramento é uma das técnicas mais antigas e simples e continua a ser um método útil de separação de partículas com base em seu tamanho. No entanto, o tempo necessário para obter resultados precisos, a baixa resolução e os problemas associados à aglomeração de partículas e bloqueio de peneiras resultaram na substituição do peneiramento na maioria das indústrias. Oferecendo integração, automação e medição online em tempo real, com excelente reprodutibilidade e repetibilidade, a difração a laser é frequentemente sua sucessora natural.