ふるい分け試験

ふるい分け試験または粒度分布測定は、粒状材料の粒度分布を評価するための重要な方法です。粒子径は、流動性や搬送挙動（バルク材料の場合）、反応性、研磨性、溶解性、抽出・反応挙動、味、圧縮性など、多くの材料特性に影響を与えます。したがって、粒度分布測定は、食品、建築、プラスチック、化粧品、医薬品などの幅広い産業において、プロセス工学を最適化し、最終製品の品質と安全性を確保するために不可欠です。

粒度分布を測定するには、試料材料、予想される粒子径、および検査の範囲に応じて、さまざまな方法と手順を適用することができます。これには、静的（SIA）または動的（DIA）の直接画像分析、レーザー回折（LD）とも呼ばれる静的光散乱（SLS）、動的光散乱（DLS）、ふるい分け試験などがあります。ふるい分析は、粒度分布を測定するための伝統的で最も使用されている方法です。

ふるい計量が重要な理由

ふるい分け試験の利点には、使いやすいこと、必要な投資費用が最小限であること、比較的短時間で正確で再現性のある結果が得られること、粒度画分を分離できることなどがあります。差動ふるい計量によるふるい分け試験手順は、面倒で誤差が生じやすい作業です。便利な機能とデジタルデータ管理機能を備えた高精度の天びんを使用すれば、すぐに効果が得られます。

このビデオでは、粒度分布測定がなぜ重要なのか、ふるい分け試験方法をステップごとにご紹介します。

粒度分布の影響は非常に大きく、ふるい計量による分析は面倒でミスの起こりやすいプロセスです。ふるい分け試験のワークフローを自動化する：ガイド付きプロセスとデジタルデータ管理を、すべてのふるい計量に不可欠なものにしましょう！

ふるいスタックは、メッシュサイズが大きくなるように複数のふるいを積み重ねたもので、試料は一番上のふるいに載せます。ふるい分けは、各ふるい上の試料質量が変化しない（＝質量一定）まで行います。各ふるいの重量を測定し、各分画の体積を重量パーセントで計算し、質量ベースの分布を求めます。

粒子径と粒子分布を測定するために選択する方法は、対象物質と予想される粒子径によって異なります。

粒度分析法

1. ふるい分け試験
2. 静的画像分析（SIA）または動的画像分析（DIA）
3. 静的光散乱（SLS）、レーザー回折（LD）とも呼ばれます。
4. 動的光散乱（DLS）

ふるい分け試験は、粒度分布を測定するための伝統的な方法です。125mmから20μmまでの固体粒子を、標準的な試験ふるいを用いた乾式または湿式ふるい分けによって、迅速かつ効率的に測定することができます。

ふるい分け試験は、さまざまな分析および工業プロセスで必須の試験方法として、多くの国内および国際規格で規定されています。ふるい」というキーワードで検索すると、ASTMのウェブサイトでは150件以上、ISOのウェブサイトでは130件以上の個別規格の結果が得られます。これらの結果には、特定の材料に対してどのようなふるいサイズが要求されるかについての情報が記載されています。各規格には、試料サイズ、試験時間、予想される結果、合格方法など、粒度試験の実施方法が詳細に記載されています。

規格の例

• ASTM C136：細骨材及び粗骨材のふるい分析標準試験方法
• ASTM D422: 土壌の粒度分析に関する標準試験方法

これらの規格のほとんどは、使用するふるいがISO 3310やASTM E11 / E 323などの特定のふるい規格に記載されている特定の技術要件を満たしていることを要求しています。

直接画像分析では、個々の粒子の物理的特性（サイズ、形状、表面形態）を測定できます。動的画像解析と静的画像解析の決定的な違いは、静的画像解析では粒子が担体上にあり、顕微鏡のように撮影中にカメラに対して移動しないのに対し、動的画像解析では粒子が検出器を通過して移動することです。

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当社の専門家チームがいつでもご相談に応じますので、お気軽にお問い合わせください。

ふるい分け試験の手順は以下の通り：

1. 空のふるいを秤量する
2. 試料を加える
3. 5～10分間ふるいにかける
4. 再計量
5. ふるいの洗浄

標準的なふるいスタックは通常5～10個のふるいから構成されているため、全工程にかなりの時間がかかります。

ふるい分け試験の課題

• ふるいの混ざりを防ぐには？ふるいの順番は常に正しいか？
• 工程が省略されたり、二度測定されたりすることはないか？
• すべてが正しく記録されたか。すべての結果が間違いなく転記されたか？
• 計算が正しく行われていることを確認するには？

ふるい計量ワークフローを自動化・デジタル化することで、プロセスをスピードアップし、ミスを減らすことができます。LabX™ラボソフトウェアに接続したXPRまたはXSR精密天秤に投資すれば、プロセスのスピードアップ、スループットの向上、サンプルあたりのコスト削減により、短期間で投資回収が可能です。

ガイド付き自動プロセス

プロセスは、天びんのタッチスクリーンから開始できます。ユーザーは、ワークフロー全体を通して、安全なステップバイステップのガイダンスを受けることができます。自動重量検出機能により、キーに触れることなく連続してふるいを計量できます。すべての風袋重量は正確かつ完全に保存されます。
SmartTrac^TM グラフィカル計量支援機能により、特定の目標値まで試料を簡単に計量でき、ふるいへの過負荷を防ぎます。
逆計量の場合は、天びんの画面上で作業を再開し、画面上のガイドに従って正しい順序で投入したふるいを計量するだけです。安定した値に達すると、自動的に計量値が記録されます。

効率的な計量

オートゼロ機能と自動結果記録機能により、計量は圧倒的な速さと安全性を誇ります。独自のSmartPan™計量皿による高い安定性により、標準的な計量皿で計量するよりも最大2倍速く結果が得られます。データと結果は内蔵の結果プロトコルに自動的に記録されるため、時間のかかる、ミスの起こりやすい手動でのデータ入出力が不要になります。複数のインターフェース（4 USB、1 LAN）により、結果をPCや他のシステムに簡単にエクスポートできます。

エラーのない文書化

LabX™は包括的なデータ管理と完全なトレーサビリティを提供し、すべてのデータと計算を自動的に行います。LabX™は、すべてのデータと計算を自動的に処理します。最後の計量工程が終了すると、最終結果が出来上がります。完全なソリューションは、個々のプロセス要件に合わせてカスタマイズでき、御社の既存のERP/LIMSシステムと統合できるため、タスクと結果の双方向転送が可能です。すべてのデータは一元化されたデータベースに安全に保存され、カスタマイズされたレポートをいつでも作成することができます。

耐久性に優れ、清掃が簡単な構造

XPRとXSR天びんは、過酷な条件に耐え、工具を使わずに簡単に分解できるように設計されています。すべての部品は食器洗浄機に対応しており、滑らかな表面と丸みを帯びたエッジにより、天びんの清掃は非常に簡単です。

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継続的改善プロセス（CIP）を用いたリーンラボのアプローチは、ふるい分け試験プロセスの最適化のさらなる可能性を見出すのに役立ちます。

このeガイドでは、以下の6つのCIPの目的について説明します：

1. スピードアップ
2. 信頼性の高い結果を得る
3. SOPを手元に置く
4. エラーのない逆計量
5. 転記ミスの回避
6. レポートの標準化