Heat Management beim Mastersizer 3000+: Beseitigung von thermischen Artefakten für eine schnelle und zuverlässigere Analyse nasser Proben

Bei der Analyse der Partikelgröße mit Laserbeugung unter Verwendung bestimmter flüssiger Dispergiermittel können manchmal thermische Artefakte entstehen, die zu Problemen mit der Datenqualität führen und längere Anpassungszeiten erfordern. Das Wärmemanagement des Mastersizer 3000+ beseitigt diese Artefakte, was zu mehr Zuverlässigkeit bei den Ergebnissen und schnellerer Anpassung führt.

Bekämpfung thermischer Artefakte in Dispergiermitteln

Der Mastersizer 3000 ist seit über einem Jahrzehnt ein Arbeitspferd für Partikelgrößenanalytiker und hat sich in dieser Zeit als das genaueste und robusteste System für die Partikelgrößenbestimmung auf dem Markt entwickelt. Außerdem ist es kompakt, da Lasermodul, Durchflusspfad, Probenkammer und Detektor auf kleinem Raum untergebracht sind.

Während der Mastersizer 3000 immer breitere Anwendung fand, meldeten einige Kunden thermische Artefakte in ihren Proben, und dem wollten wir natürlich auf den Grund gehen.

Nach der Untersuchung scheint es, dass es bei der Verwendung von Dispergiermitteln wie Isopropanol, Hexan und Isooctan bei leicht unterschiedlichen Temperaturen zu einer Vermischung der Dispergiermittelflüssigkeit in der Dispergierzelle kommen kann. Die daraus resultierenden Dichteunterschiede können manchmal ausreichen, um Rayleigh-Taylor-Instabilitäten auszulösen und vorübergehende Strukturen im Dispergiermittel zu erzeugen, die das Licht auf die gleiche Weise wie große Partikel streuen.

Wie erwartet, betraf dieses Problem nur bestimmte Kunden, die bestimmte Dispergiermittel verwenden. Außerdem stellten wir fest, dass dies durch eine Verlängerung der Dispergiermittelanpassungszeit vermieden werden kann. Wir wollten jedoch sicherstellen, dass alle unsere Kunden – unabhängig davon, welche Dispergiermittel sie verwenden – in der Lage sind, schnell hochwertige Daten zu generieren. Gleichzeitig wollten wir den Zeit-, Arbeits- und Materialaufwand für die Fehlerbehebung eliminieren. Dies inspirierte uns zur Entwicklung der Funktion „Heat Management“ für den neuen Mastersizer 3000+.

Über den Mastersizer 3000+

Seit der Markteinführung im Jahr 2012 hat sich das Laserbeugungssystem Mastersizer 3000 einen wohlverdienten Ruf als leistungsstarkes, vielseitiges und kompaktes Instrument zur Erfassung von Partikelgrößenverteilungen erlangt. 

Mit einer Beurteilung von Pulverschüttfähigkeit und -verpackung, einer Analyse der Auflösungsrate von Medikamenten, der Stabilitätsüberwachung von Lebensmittelemulsionen, einer Kontrolle der optischen Leistung von Farben und ähnlichen Anwendungen ist der Mastersizer 3000 zu einem wertvollen Werkzeug für Forschung, Entwicklung und Fertigung geworden. Dieser Erfolg ist gleichermaßen auf Hardware und Software zurückzuführen: Im Laufe der Jahre haben wir neben zahlreichen Funktionen und Zubehörteilen zwei Softwaremodule veröffentlicht, die allen Instrumenten von Malvern Panalytical zugutekommen: Smart Manager zur Optimierung von Betriebszeit und Auslastung und OmniTrust für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Datenintegrität.

Der Mastersizer 3000+ wird im März 2024 auf den Markt gebracht und setzt diese Tradition fort. Er bietet drei zusätzliche Softwarefunktionen sowie die Funktion Heat Management, wodurch Ihre Partikelgrößenbestimmung verbessert und wichtige Entscheidungen unterstützt werden können:

• Size Sure für mehr Zuverlässigkeit bei Routinemessungen und Methodenentwicklung
• Data Quality Guidance, mit dessen Hilfe Sie unabhängige Entscheidungen über Praxisproben treffen können
• SOP Architect für die standardisierte, optimierte Methodenentwicklung

Wenn Sie obendrein die Flexibilität und Bedienerfreundlichkeit des Geräts betrachten, ist der Mastersizer 3000+ die erste Wahl für die Partikelgrößenbestimmung.

Klicken Sie auf die Links oben, um weitere Informationen zu den einzelnen Funktionen zu erhalten. Oder kontaktieren Sie uns, um Informationen zum Mastersizer 3000+ zu erhalten.

Heat Management beim Mastersizer 3000+

Beim Mastersizer 3000+ haben wir das Problem der thermischen Artefakte gelöst, indem wir einige kleine Änderungen innerhalb des Geräts vorgenommen haben, damit sich das Dispergiermittel schnell an die Umgebungstemperatur anpassen kann.

Der Erfolg dieses Ansatzes ist in Abbildung 1 zu sehen: Das optische Signal für das Dispergiermittel Isopropanol nimmt auf dem Mastersizer 3000+ stetig ab und passt sich innerhalb weniger Minuten an, ohne dass thermische Schwankungen sichtbar werden. Das bedeutet, dass Sie nach einer relativ kurzen Anpassungszeit mit einer Probenmessung fortfahren können, ohne sich Gedanken über thermisch erzeugte Artefakte machen zu müssen, die Ihre Messung stören. 

Abbildung 1: Zeitabhängigkeit des Lichthintergrunds auf dem Mastersizer 3000+ für das Dispergiermittel Isopropanol, mit einem gleichmäßigen Rückgang auf Anpassungswerte. Um sicherzustellen, dass die Daten für thermische Artefaktsignale repräsentativ sind, werden die Daten aus Kanal 1 verwendet. Die Datenakquisition beginnt 20 s nach dem Einfüllen der Dispergierflüssigkeit (Verzögerung vor der Justage).

Nach unserer ersten Einschätzung reduziert Heat Management in Situationen, in denen zuvor thermische Artefakte entstanden, die Zeit für die Anpassung um bis zu 80 % (Abbildung 2).

Abbildung 2: Anzeige der Zeit, die durch die Funktion Heat Management auf dem Mastersizer 3000+ eingespart werden kann.

Wenn Sie derzeit den Mastersizer 3000 verwenden, können Sie auf den Mastersizer 3000+ umsteigen und sicher sein, dass Sie keine Änderungen an Ihren Methoden vornehmen müssen und eine mindestens ebenso gute Leistung erhalten. Und wenn Sie neu in der Mastersizer-Serie sind, können Sie sich auf die hohe Leistung freuen, die Sie von einem Malvern Panalytical-Gerät erwarten, und sich auf Ihre Messungen verlassen, egal mit welchen Dispergiermitteln Sie arbeiten.

Fazit

Die Funktion Heat Management des Mastersizer 3000+ unterstützt Sie bei folgenden Vorgängen, indem sie sicherstellt, dass die Temperatur der Probe so nahe wie möglich an der Umgebungstemperatur gehalten wird:

• Erzielung besserer Ergebnisse bei der Arbeit mit problematischen Dispergiermitteln wie Isopropanol, Hexan und Isooktan
• Minimierung thermischer Artefakte bei Ihren Messungen
• Beschleunigung der thermische Anpassung von Proben
• Reduzierung des Zeit- und Fachkräfteaufwands für die Fehlersuche bei thermischen Problemen

Arbeiten Sie mit problematischen Dispergiermitteln? Sprechen Sie noch heute mit uns über die Funktion Heat Management des Mastersizer 3000+.