Mastersizer 3000

Leistungsmerkmale und Vorteile

Das marktführende Partikelgrößenmessgerät Mastersizer 3000 ist ein vielseitiges, kompaktes Gerät, das auf die analytischen Anforderungen, begrenzten Ressourcen und anspruchsvollen Arbeitsabläufe in modernen Laboren ausgerichtet ist. Durch die Kombination aus ausgereifter Technologie und Anwendungskompetenz bietet es:

• Branchenführende Leistung in der Partikelgrößenmessung, die die benötigten soliden und zuverlässigen Daten generiert und den wertvollen Laborraum optimal nutzt
• Intuitive Software mit integriertem Fachwissen, die Ihre analytische Arbeitslast reduziert, sodass Sie eine Vielzahl von Verfahren effizient entwickeln und ausführen können
• Flexible, an Ihre Anforderungen anpassbare Berichtsfunktionen, mithilfe derer Sie Ihre Daten auf gewünschte Weise anzeigen können 
• Schnelle, effektive, auf verschiedene Probenanforderungen zugeschnittene Funktionen zur Probenvorbereitung für Suspensionen, Emulsionen und Pulver, die Ihnen das Wissen vermitteln, das Sie benötigen, um Ihre Verfahren zu optimieren und eine kontinuierliche Kontrolle zu gewährleisten

Durch das einzigartige, praktische Fachwissen von Malvern Panalytical über die Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse kann der Mastersizer zuverlässige Ergebnisse liefern – mithilfe einer Datenqualitätsanalyse, die sowohl Experten als auch Neulinge in der Partikelgrößenmessung dazu befähigt, Erkenntnisse und Ergebnisse zu erzielen, auf die Sie sich verlassen können.

Funktionsweise

Der Mastersizer 3000 verwendet die Laserbeugungstechnik zur Messung der Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung von Materialien. Dabei wird die Intensität des gestreuten Lichts eines Laserstrahls gemessen, während dieser eine dispergierte Partikelprobe durchdringt. Diese Daten werden dann analysiert, um die Größe der Partikel zu berechnen, die das Streumuster erzeugt haben. Drei Hauptelemente sorgen dafür, dass das System die genauen, soliden Partikelgrößenmessdaten, die für den effektiven Betrieb vieler industrieller Prozesse entscheidend sind, konsistent und zuverlässig bereitstellt. 

• Optische Bank – Der Mastersizer 3000 liefert Messungen von 10 nm bis 3,5 mm über einen einzigen Strahlengang und eignet sich damit für eine Vielzahl von Anwendungen. Eine dispergierte Probe durchläuft den Messbereich der optischen Bank, in dem die Partikel mit einem Laser bestrahlt werden. Eine Reihe von Detektoren misst dann präzise über einen weiten Bereich die Intensität des Lichts sowohl langer als auch kurzer Wellenlängen, das durch die Partikel in der Probe gestreut wird. 
  
• Probendispergiereinheiten – Der Mastersizer 3000 bietet eine Auswahl von sechs Zubehörteilen zur Nassdispergierung für die Handhabung einer großen Bandbreite an Probenvolumina und einer Vielzahl von Dispergiermitteln. Ein hochmodernes System zur Trockendispergierung ermöglicht eine schnelle und reproduzierbare Pulverdispergierung, selbst bei empfindlicheren Materialien. Probendispergiereinheiten stellen sicher, dass Partikel in der richtigen Konzentration und in einem geeigneten stabilen Dispergierzustand in den Messbereich der optischen Bank gelangen, um genaue, reproduzierbare Messungen zu gewährleisten. 
  
• Mastersizer-Software – Die Mastersizer 3000-Software erfüllt die wachsende Nachfrage nach benutzerfreundlichen Geräten, die ohne die ständige Einholung einer Expertenmeinung hervorragende Ergebnisse liefern. Die Software steuert das System während des Messvorgangs und analysiert die Streudaten zur Berechnung der Partikelgrößenverteilung. Die intuitive Benutzeroberfläche führt den Benutzer durch alle Phasen des Prozesses, von der Auswahl eines soliden Verfahrens bis hin zu Routinemessungen und Ergebnisberichten. Die integrierte fachkundige Beratung zur Verfahrensleistung und Ergebnisqualität reduziert den Schulungsbedarf und vereinfacht und beschleunigt die Partikelgrößenanalyse.

Wichtigste Anwendungen

Die Fließfähigkeit von Pulver ist wichtig, um die Produktionseffizienz vieler Prozesse aufrechtzuerhalten. Da Inkonsistenzen bei der Pulverzufuhr die Effektivität von Prozessen zur Partikelgrößenreduzierung beeinflussen, kann sich ein inkonsistenter Pulverfluss direkt auf die Qualitätsvariablen eines Produkts auswirken, wie z. B. die Einheitlichkeit des Gehalts pharmazeutischer Darreichungsformen, oder zu Prozessvariabilität führen. Der Pulverfluss ist bei der Herstellung von Sinterprodukten unter Nutzung der additiven Herstellung oder 3D-Druckverfahren ein entscheidender Faktor. In diesem Fall kann ein schlechter Fluss während der Pulverbett-Abscheidung zu Schwankungen der Pulverbettdichte führen. Diese wiederum können Fehler verursachen, die die Festigkeit des fertigen Teils verringern.

Die Analyse von Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung ist entscheidend, um die Fließeigenschaften eines Pulvers zu verstehen: Mithilfe dieser Eigenschaften kann man vorhersagen, wie sich Partikel im Pulver verdichten und aneinanderheften. Pulver mit großer Partikelgröße und enger Größenverteilung weisen in der Regel eine gute Fließfähigkeit auf. Pulver mit einer kleinen Partikelgröße oder einer breiten Partikelgrößenverteilung neigen aufgrund der größeren Kontaktfläche zwischen den Partikeln und weil die feinen Partikel die Hohlräume füllen, zu einer schlechteren Fließfähigkeit. 

Die Packungsdichte von Partikeln beeinflusst den Erfolg vieler Prozesse, einschließlich der Formbefüllung bei der Herstellung von Keramik- und Metallkomponenten, Pulverbeschichtung und der Feststoffbelastung von Suspensionen. Die Art und Weise, wie sich Partikel zusammen verdichten, hängt sowohl mit ihrer Größe als auch mit ihrer Größenverteilung zusammen. Größere Partikel verdichten sich weniger effizient als kleinere, wodurch größere Hohlräume entstehen. Die Erweiterung der Partikelgrößenverteilung führt dazu, dass kleinere Partikel die Räume zwischen größeren Partikeln verdichten können, und verbessert damit die Verdichtungseffizienz. Die Minimierung von Leerräumen ist entscheidend für die Herstellung von einwandfreien Sinterkomponenten. Bei der Pulverbeschichtung ermöglicht die starke Verdichtung ein effizientes Schmelzen bei niedrigeren Temperaturen, wodurch mehr Zeit für Vernetzungsreaktionen zwischen Polymerpartikeln bleibt und eine bessere Oberflächenbehandlung erzielt wird.

Die Partikelverdichtung beeinflusst auch die Rheologie von Suspensionen, vor allem ihre Viskosität. Eine Mischung aus großen und kleinen Partikeln hat aufgrund ihrer höheren Verdichtungseffizienz, einem Phänomen, das zur Steigerung des Feststoffgehalts von Suspensionen wie Farben und Keramik genutzt werden kann, die geringste Auswirkung auf die Viskosität des Systems.  

Die Stabilität der in Branchen wie der Pharma- oder der Lebensmittelindustrie verwendeten und produzierten Suspensionen und Emulsionen ist von Bedeutung, um die Leistungsfähigkeit, Akzeptanz und den Erfolg eines Produkts sicherzustellen.  Zu den Schlüsselelementen gehören Dispersionsstabilität und Schwerkraftabscheidung.

Dispersionsstabilität: Um eine stabile Dispersion zu erreichen, müssen die Adhäsions- und Kohäsionskräfte zwischen den Partikeln innerhalb eines Mediums kontrolliert werden. Diese Kräfte können zu einer Flockung von Emulsionen oder zur Bildung von Agglomeraten in Suspensionen und Pulvern führen. Das Risiko einer schlechten Dispersionsstabilität steigt mit sinkender Partikelgröße und kann sich erheblich auf die Verarbeitung auswirken. Zudem kann sie zu Problemen beim Pulvertransport innerhalb der Fertigungsprozesse oder zu Problemen bei der Endproduktleistung führen, wie z. B. zur Bildung von Agglomeraten, die wiederum Mängel bei Beschichtungen und Lacken verursachen. Die Analyse von Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung wird genutzt, um Risiken für die Dispersionsstabilität zu kontrollieren und Auswirkungen von Stabilitätsproblemen auf die Produktleistung und -akzeptanz zu identifizieren.

Schwerkraftabscheidung: Die verbesserte Stabilität einer Suspension oder Emulsion zur Schwerkraftabscheidung erreicht man durch eine ausgeglichene Anziehungskraft der Partikel, einer Funktion von Partikelgröße und Dichte, mit dem Auftrieb der Suspensionsflüssigkeit, der von der Viskosität abhängt. Bei Emulsionen wird die Partikelgrößenanalyse verwendet, um die Wahrscheinlichkeit des Aufrahmens, für das größere Tröpfchen anfällig sind, zu bewerten und die Stabilität der Flockung und Koaleszenz im Laufe der Zeit zu überwachen. Da die Tröpfchengröße und der Flockungsgrad sich auch auf Eigenschaften wie das Mundgefühl eines Nahrungsmittels oder die Viskosität eines Getränks auswirken können, sollte die Partikelgröße bei der Optimierung und Herstellung von Emulsionsformulierungen routinemäßig gemessen werden.

Auflösungsraten von Materialien werden von der spezifischen Oberfläche der Partikel beeinflusst. Die Erweiterung der spezifischen Oberfläche von Partikeln durch die Verringerung ihrer Größe beschleunigt den Auflösungsvorgang. Diese Korrelation ist besonders bei pharmazeutischen Produkten wichtig, bei denen sich die Auflösung direkt auf die Bioverfügbarkeit eines Wirkstoffs auswirkt. Hersteller von agrochemischen Stoffen und Tensiden müssen auch die Partikelgröße verwalten, um die Auflösungs- und Freisetzungsraten aktiver Komponenten innerhalb einer Formulierung zu kontrollieren.

Die einfache Inhalation ist ein wichtiges Kriterium, sowohl um die Inhalation schädlicher Partikel durch den Menschen zu verhindern als auch um die Abscheidung von Medikamenten in den Atemwegen zu optimieren. Bei allen oral inhalierten und nasalen Arzneimitteln (OINDPs) ist die Partikelgröße ein wichtiger Parameter mit klaren Größenbereichen, die für Abscheidung und Retention in der Nasenhöhle und für das Eindringen in verschiedene Bereiche der Lunge angegeben sind. Im Gegensatz dazu müssen Hersteller von Produkten wie Reinigungsmitteln und Haarsprays Feinteile kontrollieren, um eine Inhalation zu verhindern. An dieser Stelle ist eine Partikelgrößenanalyse für Sicherheitstests unerlässlich. 

Reaktionsraten in Feststoffsystemen sind häufig eine Funktion der spezifischen Oberfläche der beteiligten Partikel. Je feiner die Partikel, desto größer ihr Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, was zu höheren Reaktionsraten führt. Das ist ein wichtiger Punkt in Branchen wie der Zementindustrie, in denen die Partikelgröße die Geschwindigkeit der Härtung von Zementprodukten und die Katalysatorproduktion beeinflusst. Dort muss die Partikelgröße angepasst werden, um die Reaktionsraten zu optimieren oder die effektive Spülung von Schadstoffen sicherzustellen. 

Optische Eigenschaften wie die Lichtstreufähigkeit von Partikeln werden von Lack-, Beschichtungs- und Farbstoffherstellern genutzt. Die Art und Weise, wie ein Partikel Licht streut, hängt von seiner Größe ab. Daher beeinflusst die Änderung der Partikelgröße in einer Oberflächenbeschichtung Leistungsparameter wie Farbton und Farbtonstärke, Produktabdeckung und Glanz.

Die Verbraucherwahrnehmung von Produkten wie Lebensmitteln wird häufig durch die Partikelgröße beeinflusst. Beispielsweise beeinflusst die Partikelgröße von Kaffee, also sein Mahlgrad, sowohl den freigesetzten Geschmack als auch die für die Zubereitung erforderliche Zeit. Eine feine Partikelgröße in Schokolade sorgt für ein sanftes Mundgefühl, das häufig einer körnigen Textur vorgezogen wird.

Spezifikation

Allgemein

Partikelgröße:

Suspensionen, Emulsionen, Trockenpulver

Prinzip:

Laserlichtstreuung

Analyse:

Mie- und Fraunhofer-Streuung

Datenerfassungsrate:

10 kHz

Typische Messzeit:

<10 s

Abmessungen (B, T, H):

690mm x 300mm x 450mm

Gewicht:

30 kg

Optiken

Rote Lichtquelle:

Max. 4 mW He-Ne; 632,8 nm

Blaue Lichtquelle:

Max. 10 mW LED, 470 nm

Linsenanordnung:

Inverser Fourier-Aufbau (konvergenter Strahl)

Effektive Brennweite:

300 mm

Detektor

Anordnung:

Kanäle in logarithmischem Abstand

Winkelbereich:

0,015 - 144 Grad

Justierung:

Automatisch

Größe

Partikelgröße:

0,01 - 3500 µm *

Anzahl der Größenklassen:

100 (kann vom Benutzer eingestellt werden)

Messgenauigkeit:

Besser als 0,6 % **

Präzision / Wiederholbarkeit:

Weniger als 0,5 % Abweichung *

Reproduzierbarkeit:

Weniger als 1% Abweichung *

Software

21 CFR Part 11:

Mit Betriebsmodus zur Unterstützung bei der Erfüllung von ER/ES-Anforderungen

System-Compliance

Lasersicherheit:

Class 1, IEC60825-1:2007 and CFR Chapter I: Sub-chapterJ: Part 1040 (CDRH)

Vorgeschriebene Prüfungen:

Entspricht RoHS und WEEE Entspricht CE/FCC Erfüllt die Anforderungen der European Low Voltage Richtlinie

System

Versorgung:

100/240 v, 50/60 Hz 50W (ohne angeschlossene Dispergiereinheit) 200W Maximum (2 Dispergiereinheiten angeschlossen)

Luftfeuchtigkeit:

80 % max. für Temperaturen bis 31 °C, linear abnehmend auf 50 % bei 40 °C. Nicht kondensierend

Arbeitstemperatur (°C):

+5 °C bis +40 °C

Lagertemperatur des Produkts:

-20 °C bis +50 °C

IP Überlastungsschutz (IP):

IP41B

Hinweis:

*:

Abhängig von Probe und Probenvorbereitung

**:

Genauigkeit definiert für die Messung monomodaler Latex-Standards. Diese Spezifikation gilt unter Berücksichtigung der Produktionsschwankungen bei der Größe der Latex Standards. Abhängig von Probe und Probenvorbereitung.

Patente:

Die optische Bank des Mastersizer 3000 ist durch folgende Patente geschützt; US6,778,271 und zugehörige Einreichungen; GB2,340,932; zusammen mit Patenten auf der Basis von Anwendungen WO2013038161, WO2013038160 und WO2013038159. Hydro MV und LV geschützt durch EP1167946A2 und zugehörige Einreichungen.

Zubehör

Mastersizer 3000

Zubehör zur nassen Probendispergierung

Hydro SV

Nassdispergierung für kleine Probenvolumina

Die Hydro SV ist eine einfache, kosteneffektive Flüssigdispergiereinheit, die eine Partikelgrößenanalyse bei kleinen Proben- und Dispergiermittelvolumina ermöglicht.

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Hydro MV

Automatisierte Dispergiereinheit für mittlere Probenvolumina.

Die Hydro MV ist eine automatisierte Dispergiereinheit für mittlere Volumina zur kontrollierten, automatisierten Nassdispergierung von Proben zur Partikelgrößenanalyse. Sie eignet sich sowohl für wässrige als auch nicht wässrige Proben und ist besonders nützlich, wenn die Probenmenge begrenzt ist und/oder die Menge des verwendeten Dispergiermittels minimiert werden muss.

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Hydro LV

Nassdispergierung für große Probenvolumina.

Die Hydro LV ist eine automatisierte Dispergiereinheit zur Steuerung der Nassdispergierung von Materialien zur Partikelgrößenanalyse. Sie eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen die Probenmenge relativ groß oder die Größenverteilung sehr breit ist.

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Hydro EV

Nassdispergierung mit flexiblem Volumen

Eine spezielle Eintauch-Nassdispergiereinheit, die mit normalen Laborgläsern verwendet werden kann. Sie ist für einen großen Bereich von Dispergiervolumina und Partikelgrößen geeignet.

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Hydro SM

Einsteiger-Nassdispergiereinheit für kleine Volumina

Die Hydro SM ist eine kostengünstige Nassdispergiereinheit zum Messen von Proben in nichtwässrigen Dispergiermitteln bei minimiertem Lösungsmittelverbrauch

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Mastersizer 3000 Chocosizer

Die effektive Qualitätskontrolle in der Schokoladenherstellung

Bei der Schokoladenproduktion geht es darum, ein Produkt mit stets gleichbleibendem Geschmack und Mundgefühl auf wirtschaftliche und effiziente Weise herzustellen. Dabei ist die Kontrolle der Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung von Kakao- und Milchpulver entscheidend. Speziell für diese Anforderungen wurde der Mastersizer 3000 Chocosizer konzipiert, um die Qualitätskontrolle und Produktion durch eine einfache Methode zur schnellen und zuverlässigen Partikelgrößenanalyse von Schokolade zu unterstützen.

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Zubehör zu Trockendispergierung

Aero S

Trockendispergierung entsprechend dem Stand der Technik

Setzt neue Standards: Die Aero S wurde auf Basis der aktuellsten Dispergierungstheorien von Grund auf neu gestaltet. Das modulare Konzept erlaubt die schnelle und reproduzierbare Dispergierung verschiedenster Typen von Proben - von kohäsiven Pulvern bis zu zerbrechlichen Materialien.

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Aero Trichter-Probengeber

Schnelle QC-Messungen für Pulverproben

Der Aero Trichter-Probengeber soll Benutzern dabei helfen, schnelle und reproduzierbare Partikelgrößenmessungen von trockenem Pulver durchzuführen. Zu diesem Zweck können Proben der Aero S und der Aero M Trockendispergiereinheit direkt zugeführt werden, ohne den Deckel der Dispergiereinheit zu öffnen. Die Zuführung zu analysierender Proben erfolgt dadurch rascher und einfacher, sodass Ergebnisse schneller zur Verfügung stehen.

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Support

Mit den Malvern Panalytical Service-Verträgen sichern Sie sich die langfristige und optimierte Funktionsfähigkeit Ihrer Analysegeräte.

Der Kauf eines Malvern Panalytical-Produkts ist für uns erst der Beginn einer langjährigen Geschäftsbeziehung über die gesamte Lebensdauer des Gerätes, die Malvern Panalytical entsprechend Ihrem individuellen Bedarf gerne mit seinen Services unterstützt.

Help Desk

• Telefon- und E-Mail-Support
• Kompetente und verantwortungsvolle Malvern Panalytical-Ansprechpartner die Ihre Fragen beantworten

Schulungen

• Anwenderschulungen

Software-Downloads

• Aktuelle Software-Versionen

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Selbstinstallation

Der neue Mastersizer 3000 ist dank Selbstinstallation schneller einsatzbereit. 

Mit umfassenden Ressourcen, die Ihnen bei der schnellen und sicheren Einrichtung und Funktionsprüfung Ihres neuen Geräts helfen, müssen Sie nicht auf einen Techniker warten. Darüber hinaus bietet die Selbstinstallation eine neue Schulungsmöglichkeit, da Sie vollen Zugriff auf exklusive Schulungsunterlagen erhalten. 

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