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Análise de Peneira

Digitalize e automatize a determinação de fluxos de trabalho de distribuição de tamanho de grãos

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Sieve Analysis - Particle Size Distribution

A análise de peneira ou teste de gradação é um método importante para avaliar a distribuição do tamanho das partículas de material granular. O tamanho das partículas influencia as propriedades do material, como fluxo e comportamento de transporte (para materiais a granel), reatividade, abrasividade, solubilidade, comportamento de extração e reação, sabor, compressibilidade e muito mais. A determinação do tamanho das partículas é, portanto, essencial para uma ampla gama de indústrias, como alimentícia, construção, plásticos, cosméticos e farmacêutica, para otimizar a engenharia de processos e garantir a qualidade e segurança dos produtos finais.

Para medir a distribuição do tamanho das partículas, diferentes métodos e procedimentos podem ser aplicados, dependendo do material da amostra, do tamanho esperado das partículas e do escopo do exame. Isso inclui análise direta de imagem, estática (SIA) ou dinâmica (DIA), espalhamento de luz estática (SLS), também chamado de difração de laser (LD), espalhamento de luz dinâmico (DLS) e análise de peneira. A análise de peneira é o método tradicional e mais utilizado para medir a distribuição do tamanho das partículas.

Por que a pesagem da peneira é importante

As vantagens da análise por peneira incluem que ela é fácil de usar, requer custos mínimos de investimento, oferece resultados precisos e reprodutíveis em um tempo comparativamente curto e tem a capacidade de separar frações de tamanho de partícula. O procedimento de análise de peneira por pesagem diferencial é um processo tedioso e sujeito a erros. Usar uma balança precisa com recursos convenientes e gerenciamento de dados digitais pode render rapidamente.

High-Throughput Experimentation (HTE)

Como fazer análise de peneira

Assista a este vídeo e descubra por que a análise granulométrica é tão importante e como fazer a análise de peneira passo a passo.

O impacto da distribuição granulométrica pode ser enorme e sua análise por pesagem em peneira é um processo tedioso e sujeito a erros. Automatize seus fluxos de trabalho de análise de peneiras: torne os processos guiados e o gerenciamento de dados digitais parte integrante de toda a sua pesagem de peneiras!

 

Vá para uma das seções a seguir para explorar e aprender mais:

  1. Análise de peneira, um fluxo de trabalho típico
  2. Métodos comuns para analisar tamanhos e distribuições de partículas
  3. Solicite suporte gratuito para pesagem de peneiras rápida e sem erros
  4. Os desafios da pesagem de peneiras na análise de peneiras
  5. Solução de pesagem em destaque para análise de peneira: Balança de precisão de nível de excelência conectada ao software de laboratório LabX™
  6. Guia eletrônico gratuito: Determinação da distribuição do tamanho de partículas por análise de peneira
  7. FAQ – perguntas frequentes sobre análise de peneira

 

Fluxo de trabalho de análise de peneira

Fluxo de trabalho típico para análise de peneira

Uma pilha de peneiras consiste em várias peneiras empilhadas umas sobre as outras com tamanho de malha crescente, com a amostra colocada na peneira superior. A peneiração é realizada até o ponto em que a massa da amostra em cada peneira não muda (= massa constante). Cada peneira é pesada e o volume de cada fração é calculado em porcentagem em peso, dando uma distribuição baseada em massa.

Etapas de preparação
1. Desenvolvimento do método: com base no material a ser testado, escolha um método padrão adequado, selecione as peneiras apropriadas na pilha para garantir uma distribuição uniforme em cada peneira e determine a quantidade de amostra necessária. Testes preliminares podem ajudar a especificar esses parâmetros
2. Preparação de peneiras ou pilhas, por exemplo, pré-registo das peneiras (identificação e tara)
3. Amostragem
4. Preparação de amostras, por exemplo, pré-secagem, condicionamento ou divisão de amostras

Etapas de pesagem da peneira
5. Pesar as peneiras vazias, de baixo para cima ou do prato (A), da menor malhagem (B) à maior malhagem (E); identificar cada peneira, subtrair a tara
6. Adicione a amostra
7. Peneirar (manualmente ou usando o peneirador)
8. Pese novamente as frações em cada peneira, de cima para baixo ou da maior malhagem para a menor malhagem
9. Análise, avaliação e interpretação de resultados

Manutenção de Equipamento
Assim como outros instrumentos de medição de precisão em laboratório, as peneiras de teste requerem cuidados regulares para manter o padrão de desempenho, o que inclui:

  • Limpeza cuidadosa após cada corrida
  • Verificações de desempenho antes do uso e verificações periódicas de rotina, por exemplo, testes com amostras de testes de proficiência
  • Calibração: Calibração periódica e recertificação de peneiras de teste (ASTM E11 ou ISO 3310-1).

 

Métodos comuns para analisar tamanhos e distribuições de partículas

O método escolhido para determinar tamanhos e distribuições de partículas depende da substância alvo e dos tamanhos de partícula esperados.

Métodos de análise de tamanho de partícula:

  1. Análise de peneira
  2. Análise direta de imagens, seja estática (SIA) ou dinâmica (DIA)
  3. Dispersão estática de luz (SLS), também chamada de difração de laser (LD)
  4. Dispersão dinâmica de luz (DLS)

A análise de peneira é o método tradicional para determinar a distribuição do tamanho das partículas. Partículas sólidas variando em tamanho de 125 mm a 20 μm podem ser medidas de forma rápida e eficiente por peneiração seca ou úmida usando peneiras de teste padrão.

A análise de peneira é especificada em diversas normas nacionais e internacionais como um método de teste obrigatório para uma variedade de processos analíticos e industriais. Uma busca rápida pela palavra-chave “peneira” produz mais de 150 resultados de padrões individuais no site da ASTM e mais de 130 resultados no site da ISO. Esses resultados fornecem informações sobre quais tamanhos de peneira são necessários para um determinado material. Cada padrão descreve detalhadamente como realizar o teste de tamanho de partícula, incluindo tamanho da amostra, duração do teste, resultados esperados e método de aceitação.

Exemplos de padrões:

  • ASTM C136: Método de teste padrão para análise de peneira de agregados finos e grossos
  • ASTM D422: Método de teste padrão para análise de tamanho de partículas de solos

A maioria dessas normas exige que as peneiras utilizadas atendam a determinados requisitos técnicos descritos em normas de peneiras específicas, como ISO 3310 ou ASTM E11/E 323.

A análise direta de imagens permite a determinação das propriedades físicas de partículas individuais (tamanho, forma e morfologia da superfície). A diferença crucial entre a análise de imagem dinâmica e estática é que na análise de imagem estática as partículas estão localizadas em um suporte e não se movem em relação à câmera durante a aquisição, como acontece com um microscópio, enquanto na análise de imagem dinâmica as partículas se movem passando por um detector.

A Análise de Imagem Estática (SIA) é usada principalmente para medir distribuições estreitas de tamanho, com ênfase na caracterização de partículas muito finas. Ele fornece imagens de partículas de alta resolução que permitem uma descrição extremamente precisa de tamanho e forma, mas é demorado. A SIA é usada principalmente em pesquisa e desenvolvimento.
Padrão: ISO 13322-1.

A Análise Dinâmica de Imagem (DIA) é um método de caracterização de partículas baseado em números, aplicável a amostras maiores que cerca de 1 µm. Se partículas menores também forem medidas, a difração a laser (LD) é o método de escolha. DIA é um método moderno de caracterização de tamanho de partículas ideal para medições de rotina de produtos a granel, pós, grânulos e suspensões. Em muitas indústrias, o DIA já substituiu a análise de peneira tradicional.
Padrão: ISO 13322-2.

O espalhamento de luz estática (SLS) ou a difração de laser (LD) podem determinar distribuições baseadas em volume, produtos farmacêuticos (API) e PSD em líquidos e lamas. A difração a laser é o método mais comum para a determinação de distribuições de tamanho de partículas, além da análise de peneira tradicional. Baseia-se na deflexão de um feixe de laser por um conjunto de partículas dispersas em um líquido ou em uma corrente de ar.
Padrão: ISO 13320.

O espalhamento dinâmico de luz (DLS) é baseado no movimento browniano de partículas dispersas em solução. É uma técnica não invasiva para medir o tamanho e a distribuição do tamanho de moléculas e partículas normalmente na faixa submícron.
Norma: ISO 22412.

 

Sieve Analysis Experts

Você precisa de conselhos?

Você gostaria de saber:

  • Como tornar sua análise de peneira mais fácil, rápida e menos propensa a erros
  • Como aumentar o rendimento e reduzir o custo por amostra?

Nossa equipe de especialistas está sempre à disposição para oferecer ajuda e conselhos, não hesite em nos contatar.

 

Sieve Analysis Challanges

Os desafios da pesagem de peneiras na análise de peneiras

As etapas envolvidas na análise de peneira são:

  1. Pesar as peneiras vazias
  2. Adicione a amostra
  3. Peneire por 5 a 10 minutos
  4. Peso traseiro
  5. Limpe as peneiras

Uma pilha de peneiras padrão geralmente consiste de 5 a 10 peneiras, o que torna todo o processo bastante demorado.

Os desafios da análise de peneira são:

  • Como evitar ou evitar a confusão das peneiras? A ordem das peneiras sempre foi seguida corretamente?
  • Como garantir que nenhuma etapa do processo foi ignorada ou que nada foi medido duas vezes?
  • Tudo foi registrado corretamente? Todos os resultados foram transcritos sem erros?
  • Como garantir que os cálculos sejam realizados corretamente?

 

Sieve Analysis - Balances and Software

Solução de pesagem em destaque para análise de peneira: Balança de precisão XPR ou XSR conectada ao software de laboratório Labx™

 

Automatize e digitalize seu fluxo de trabalho de pesagem de peneiras para acelerar o processo e torná-lo menos sujeito a erros. Invista em uma balança de precisão XPR ou XSR conectada ao software de laboratório LabX™ para obter um rápido retorno do investimento, acelerando o processo, aumentando o rendimento e reduzindo o custo por amostra.

Processo guiado e automatizado

O processo pode ser iniciado a partir da tela sensível ao toque da balança. O usuário recebe orientação passo a passo segura durante todo o fluxo de trabalho. Usando a detecção automática de peso, as peneiras podem ser pesadas consecutivamente sem tocar em uma tecla. Todos os pesos de tara são armazenados de forma precisa e completa.
O auxílio gráfico de pesagem SmartTrac TM facilita a pesagem de sua amostra até um valor alvo específico e evita que você sobrecarregue suas peneiras.
Para pesagem reversa, basta retomar a tarefa na tela da balança e pesar as peneiras carregadas na ordem correta, conforme orientação na tela. Os valores de peso são registrados automaticamente quando um valor estável é alcançado.

Pesagem eficiente

Com a função AutoZero e registro automático de resultados, a pesagem é imbativelmente rápida e segura. A alta estabilidade fornecida pelo prato de pesagem exclusivo SmartPan™ significa que você obtém resultados até duas vezes mais rápido em comparação com a pesagem em um prato de pesagem padrão. Os dados e resultados são registrados automaticamente no protocolo de resultados integrado, eliminando a entrada/saída manual de dados demorada e propensa a erros. Múltiplas interfaces (4 USB, 1 LAN) permitem fácil exportação de resultados para um PC ou outro sistema.

Documentação sem erros

LabX™ oferece gerenciamento abrangente de dados e rastreabilidade total; ele cuida de todos os dados e cálculos automaticamente. Após a última etapa de pesagem, o resultado final está pronto. A solução completa pode ser adaptada aos requisitos individuais do processo e integrada ao sistema ERP/LIMS existente da sua empresa, permitindo a transferência bidirecional de tarefas e resultados. Todos os dados são armazenados com segurança em um banco de dados centralizado e relatórios personalizados podem ser gerados a qualquer momento.

Construção durável e fácil de limpar

As balanças XPR e XSR foram projetadas para resistir a condições adversas e para serem facilmente desmontadas sem o uso de quaisquer ferramentas. Todas as peças podem ser lavadas na máquina de lavar louça - superfícies lisas e bordas arredondadas tornam a limpeza da balança muito fácil.

 

Sieve Analysis Guide Free PDF

eGuide: Determinação da distribuição do tamanho de partículas por análise de peneira

Baixe nosso eGuide gratuito e aprenda os fundamentos da análise de peneira, incluindo casos de uso, fluxos de trabalho, práticas recomendadas e soluções eficientes. De forma fácil de digerir, apresenta casos de uso em diversos setores e explica sua importância em cada segmento. Ele também compara diferentes métodos de análise de tamanho de partículas, explica o fluxo de trabalho para análise de peneira e compartilha práticas recomendadas, incluindo 7 dicas e truques para uma análise de peneira adequada.

A abordagem Lean Lab com Processos de Melhoria Contínua (CIPs) ajuda a descobrir novas oportunidades para otimização do processo de análise de peneira.

Este eGuide discute os seguintes 6 objetivos do CIP:

  1. Acelerar
  2. Garanta resultados confiáveis
  3. Tenha POPs em mãos
  4. Garanta uma pesagem posterior sem erros
  5. Evite erros de transcrição
  6. Padronize relatórios

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Perguntas frequentes

Perguntas frequentes sobre análise de peneira

Qual é o tamanho de amostra recomendado para análise de peneira?

Em experimentos de análise de peneira, muitas vezes há uma tendência de usar amostras muito grandes, pois presume-se que isso tornará os resultados dos testes mais precisos. Porém, isso compromete a precisão do resultado, pois cada partícula individual não tem a oportunidade de se apresentar na superfície da peneira de teste. Geralmente, recomenda-se uma amostra de 25–100 g. Existe um procedimento para ajudar a estabelecer o tamanho apropriado da amostra, usando um divisor de amostra para reduzir a amostra a diferentes pesos (25 g, 50 g, 100 g, 200 g) e testando amostras nas diversas faixas de peso. Se o teste com uma amostra de 50 g mostrar aproximadamente a mesma porcentagem de aprovação na peneira fina que uma amostra de 25 g, enquanto uma amostra de 100 g mostrar uma porcentagem de aprovação muito menor, isso indicará que a amostra de 50 g tem o tamanho de amostra apropriado.

Qual é a diferença entre os diâmetros das peneiras nos padrões ASTM e nos padrões ISO/BS?

Nas normas ASTM, os diâmetros das peneiras são medidos em polegadas, enquanto os milímetros são usados nas normas ISO/BS. Há uma pequena diferença entre 8 polegadas e 200 mm ou 12 polegadas e 300 mm de diâmetro. Na realidade, 8 polegadas equivalem a 203 mm e 12 polegadas equivalem a 305 mm. Portanto, peneiras de teste com diâmetro de 8 polegadas e 200 mm não podem ser aninhadas, nem peneiras de teste com diâmetro de 12 polegadas e 300 mm.

Quais são as diferenças entre números de malha e espaçamento de fios nos padrões ASTM e nos padrões ISO/BS?

O número da malha representa o número de fios por polegada (25,4 mm). As peneiras de arame tecido são vendidas por número de malha ou por espaçamento entre arames. Os padrões ASTM americanos usam números de malha, enquanto os padrões internacionais ISO/BS e britânicos tendem a usar espaçamento entre fios.

Como a umidade do ar no laboratório afeta a análise da peneira?

Condições muito secas podem fazer com que pós finos adiram tanto aos componentes da peneira quanto entre si com fortes cargas eletrostáticas. Idealmente, a umidade relativa (% UR) deve estar entre 45% e 60%.

Quais são as vantagens da análise por peneira em relação a técnicas alternativas, como métodos de análise de imagens?

As vantagens da análise por peneira incluem baixos custos de investimento, fácil manuseio, resultados precisos e reprodutíveis em um tempo relativamente curto e a capacidade de separar as frações granulométricas. Portanto, este método é comumente usado em vez de métodos que utilizam luz laser ou processamento de imagem.

Quais são as limitações da análise de peneira?

Uma limitação é o número de frações de tamanho que podem ser obtidas, o que limita a resolução. Uma pilha de peneiras padrão consiste em no máximo 8 peneiras, o que significa que a distribuição do tamanho das partículas é baseada em apenas 8 pontos de dados. Outras limitações são que esta técnica só funciona com partículas secas, o limite mínimo de medição é de 50 μm e o método pode ser bastante demorado.