Ömlesztett anyagok szitálása légsugaras szitagéppel

A szemcseméret és eloszlása meghatározása fontos kritérium az ömlesztett anyagok minőségellenőrzésében. A folyamatban lévő gyártási eljárásban a minőségelemzés gyors eredményeire van szülség, hogy azonnal módosíthassák a gyártási paramétereket. A várható szemcsemérettől és a minta térfogatától függően különböző szitagépek lehetnek erre alkalmasak. A részecskeméret meghatározására szolgáló módszer döntő mértékben a szitálandó anyag finomságától függ. Az ömlesztett anyagok szitálására szolgáló klasszikus rázó, vízszintes kőröző vagy ütőgetős szitarázók csak a 40 mikron fölötti szemcseméretekre alkalmasak. Szitarázóval végzett nedves szitálással 20 mikron alá szorítható ez a hatáérték. Ez a módszer azonban a minta folyadékban történő diszpergálását, szitálás utáni szűrését, szárítását és végül a frakciók súlymérését igényli.

A LÉGSUGARAS SZITÁLÁS MŰKÖDÉSI ELVE

A 40 mikron alatti szemcseméretű, száraz minták szitálására a légsugaras szitálás a legjobb módszer. 200 mikronig a rázó szitálás gyorsabb alternatívája is lehet. Az itt felsorolt módszerek mind alkalmasak egy minta a részecskemérete (szitafrakció) és azok eloszlása meghatározására. A többi szitálástól eltérően a légsugaras szitálást egyszerre csak egy szitával végzik. A mintát tartalmazó és fedéllel lefedett szitát felhelyezik a szitagépre. Nagyteljesítményű ipari porszívó által keltett és a szita alatt forgó, résalakú fúvókából származó erős légáram szétoszlatja a minta részecskéit. Így a részecskék mindegyik fordulatnál felkavarodnak és szétterülnek a szita teljes felületén. Két esemény történhet:

1. A légsugár folyamatosan, a szita felületéhez képest új irányokba rendezi a részecskéket. A szitalyuknál kisebb méretű részecskéket elszívja a porszívó.
2. 25 mm magas szita használatakor a beáramló légsugár a fedélhez ütközteti a részecskéket, ami segít széttörni az agglomerátumokat.

A szita alatt forgó fúvóka fordulatszáma általában rögzített. A fordulatszám változtatása ugyanakkor nagyon hasznos tud lenni, ezt a RETSCH AS 200 jet szitagép lehetővé is teszi. Pl. az érzékeny anyagokat kis fordulatszámmal kell szitálni, hogy minimális legyen a mintát érő stressz. 50 mm magas szita használatával ez még tovább is csökkenthető, mivel ekkor kevésbé erős a részecskék és a fedél ütközése. Az összetapadni (agglomerálódni) hajlamos minták nagyobb fordulatszámmal hatékonyabban szitálhatók. A részecskék és a fedél ütközése lényegesen gyakoribb és még az erős agglomerátumok is rövid idő alatt széttöredeznek.

REPRODUKÁLHATÓSÁG ÉS TELJESÍTMÉNY

A kis lyukméretű sziták különösen érzékenyek az ún. méretközeli ("near-mesh") részecskékre, melyek eltömítik a szitalyukakat. Ez nemcsak negatívan befolyásolja a szitálási eredményeket, hanem a szitaszövet idő előtti elhasználódását is okozza. Az AS 200 jet szitagép Open Mesh funkciója (OMF) nagyon nagy segítségnek bizonyult a szita teljesítménye és így a szitálási eredmények reprodukálhatósága fenntartásában ill. a tisztítási idő minimalizálásában. E funkció révén a fúvóka "két lépés előre, egy lépés hátra” elv szerint mozog, ami azt jelenti, hogy a folyamatos forgás helyett 20°-ot előre, majd 10°-ot hátra fordul. Ez nagyon hatékonyan kifújja a "near-mesh" részecskéket a szitaszövetből és így semmiféle, szitán maradó anyag nem gátolja a légsugár útját.

Az ábra 45 mikron lyukméretű szitát mutat kvarchomok Open Mesh funkció nélkül és alkalmazásával végzett szitálása után. Világosan látható, hogy néhány szitalyukat betömtek a részecskék az Open Mesh funkció nélkül, jóllehet az OMF használatával teljesen szabadon maradnak. A kíméletes tisztíthatóság miatt ez a speciális funkció a többi légsugaras sziatgépekhez képest segíti a szitaelemzés reprodukálhatóságát ill. növeli a sziták élettartamát.

MÉRETELOSZLÁSOK

A légsugaras szitagép ugyan mindig csak egy szitával működik, mégis lehetséges vele meghatározni a részecskék méreteloszlását. Két különböző módszer szolgálhat erre:

1. Standard módszer: A szitálandó minta teljes mennyiségét felviszik a legfinomabb szitára. A szitálás és a frakció súlymérése után, a szitán maradó mintát a következő, kissé nagyobb lyukméretű szitára viszik át és ismét szitálják. Ezt az eljárást addig ismétlik, míg a teljes mintát frakciókra nem bontják.
   
   
2. “Svájci módszer”: A mintát előbb a meghatározandó méretosztályoknak megfelelő számú részmintára osztják, majd mindegyik részmintát külön szitálják a megfelelő lyukméretű szitával. Ez a módszer csak akkor szolgáltat megbízható eredményeket, ha a mintaosztást reprezentatív módon végzik el, biztosítva így, hogy mindegyik részminta azonos. A legjobb eredmények forgó mintaosztókkal pl. Retsch PT 100 készülékkel érhető el, mely az eredeti mintát 6, 8 vagy 10 azonos részmintára osztja.

A standard módszer kevesebb mintát ígényel, a "svájci módszer" viszont pontosabb. Szoftverrel támogatott kiértékelés nemcsak megkönnyíti és meggyorsítja az adatfeldolgozást, hanem kiiktatja az adatátírás és számítás során elkövethető felhasználói hibákat is. A szoftver (pl. RETSCH EasySieve®) végigvezeti a felhasználót a teljes szitálási folyamaton. Vezérli a szitarázó működését és beolvassa a súlyadatokat a szabványoknak megfelelő jegyzőkönyv elkészítéséhez.