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체 분석 (Sieve Analysis)

입도 분포 측정 워크플로의 디지털화 및 자동화

견적 문의
Sieve Analysis - Particle Size Distribution

체 분석 (Sieve Analysis) 또는 그라데이션 테스트는 입상 물질의 입도 분포를 평가하는 중요한 방법입니다. 입도는 흐름 및 운반 거동(벌크 소재의 경우), 반응성, 마모성, 용해성, 추출 및 반응 거동, 맛, 압축성 등과 같은 재료 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 입도 측정은 식품, 건설, 플라스틱, 화장품, 제약 등 광범위한 산업에서 공정 엔지니어링을 최적화하고 최종 제품의 품질과 안전성을 보장하는 데 필수적입니다.

입도 분포를 측정하려면 시료, 예상 입도 및 검사 범위에 따라 다양한 방법과 절차를 적용할 수 있습니다. 여기에는 정적(SIA) 또는 동적(DIA)의 직접 이미지 분석, 레이저 회절(LD)이라고도 하는 정적 광산란(SLS), 동적 광산란(DLS) 및 체 분석이 포함됩니다. 체 분석은 입도 분포를 측정하는 데 전통적이고 가장 많이 사용되는 방법입니다.

Sieve Weighing이 중요한 이유

체 분석의 장점은 사용하기 쉽고 투자 비용이 최소화되며 비교적 짧은 시간에 정확하고 재현 가능한 결과를 제공하며 입도 부분을 분리할 수 있다는 점입니다. 차등 Sieve Weighing에 의한 체 분석 절차는 지루하고 오류가 발생하기 쉬운 프로세스입니다. 편리한 기능과 디지털 데이터 관리 기능을 갖춘 정확한 저울을 사용하면 빠르게 성과를 거둘 수 있습니다.

High-Throughput Experimentation (HTE)

체 분석을 수행하는 방법

이 비디오를 보고 입도 분석이 왜 중요한지, 체 분석을 단계별로 수행하는 방법을 알아보세요.

입도 분포의 영향은 클 수 있으며 Sieve Weighing을 통한 분석은 지루하고 오류가 발생하기 쉬운 프로세스입니다. 체 분석 워크플로를 자동화하십시오: 모든 Sieve Weighing에서 안내 프로세스와 디지털 데이터 관리를 필수 요소로 만드십시오!

 

자세히 알아보고 알아보려면 다음 섹션 중 하나로 이동하세요.

  1. 체 분석의 일반적인 워크플로
  2. 입도 및 분포를 분석하는 일반적인 방법
  3. 빠르고 오류 없는 Sieve Weighing을 위한 무료 지원 요청
  4. 체 분석에서 Sieve Weighing의 과제
  5. 체 분석을 위한 주요 계량 솔루션: LabX™ 실험실 소프트웨어에 연결된 우수한 수준의 정밀 저울
  6. 무료 eGuide: 체 분석을 통한 입도 분포 측정
  7. FAQ - 체 분석에 대해 자주 묻는 질문

 

체 분석 작업흐름

체 분석의 일반적인 워크플로

Sieve Stack은 메쉬 크기가 증가하면서 서로 쌓인 여러 개의 체로 구성되며 샘플은 상단 체에 배치됩니다. 체질(Sieving)은 각 체의 샘플 질량이 변하지 않는 지점(= 일정한 질량)까지 수행됩니다. 각 체의 무게를 측정하고 각 분획의 부피를 중량%로 계산하여 질량 기반 분포를 제공합니다.

준비 단계
1. 방법 개발: 테스트할 재료에 따라 적절한 표준 방법을 선택하고, 각 체에 균일한 분포를 보장하기 위해 스택에서 적절한 체를 선택하고, 필요한 샘플 수량을 결정합니다. 예비 테스트는 이러한 파라미터를 지정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
2. 체 또는 더미 준비(예: 체 사전 기록(식별 및 용기 중량))
3. 샘플링
4. 샘플 준비(예: 사전 건조, 컨디셔닝 또는 샘플 분할)

Sievie Weighing 단계
5. 빈 체를 아래에서 위로 또는 팬(A)부터 가장 작은 메쉬 크기(B)부터 가장 큰 메쉬 크기(E)까지 무게를 측정합니다. 모든 체를 식별하고 용기를 뺍니다.
6. 샘플 추가
7. 체질(수동으로 또는 체를 사용하여)
8. 위에서 아래로 또는 가장 큰 메쉬 크기에서 가장 작은 메쉬 크기까지 모든 체의 분획을 다시 계량합니다.
9. 결과 분석, 평가 및 해석

장비 보수
실험실의 다른 정밀 측정 장비와 마찬가지로 테스트 체는 성능 표준을 유지하기 위해 정기적인 관리가 필요합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 매 실행 후 세심한 청소
  • 사용 전 성능 점검 및 정기적인 일상 점검(예: 숙련도 테스트 샘플을 사용한 테스트)
  • 교정: 시험용 체의 정기적인 교정 및 재인증(ASTM E11 또는 ISO 3310-1).

 

입도 및 분포를 분석하는 일반적인 방법

입도와 분포를 측정하기 위해 선택하는 방법은 대상 물질과 예상 입도에 따라 다릅니다.

입도 분석 방법:

  1. 체 분석
  2. 정적(SIA) 또는 동적(DIA)의 직접 이미지 분석
  3. 레이저 회절(LD)이라고도 하는 정적 광산란(SLS)
  4. 동적 광산란(DLS)

체 분석은 입도 분포를 측정하는 전통적인 방법입니다. 125mm에서 20μm 크기 범위의 고체 입자는 표준 테스트 체를 사용하여 건식 또는 습식 체질을 통해 빠르고 효율적으로 측정할 수 있습니다.

체 분석은 다양한 분석 및 산업 공정에 대한 필수 테스트 방법으로 여러 국내 및 국제 표준에 지정되어 있습니다. "체(Sieve)"라는 키워드를 빠르게 검색하면 ASTM 웹사이트에서는 150개 이상의 개별 표준 결과가, ISO 웹사이트에서는 130개 이상의 결과가 나옵니다. 이 결과는 특정 소재에 필요한 체 크기에 대한 정보를 제공합니다. 각 표준에는 샘플 크기, 테스트 기간, 예상 결과 및 승인 방법을 포함하여 입도 테스트를 수행하는 방법이 자세히 설명되어 있습니다.

표준의 예:

  • ASTM C136: 잔골재와 굵은 골재의 체 분석을 위한 표준 시험 방법
  • ASTM D422: 토양의 입도 분석을 위한 표준 시험 방법

이러한 표준의 대부분은 사용되는 체가 ISO 3310 또는 ASTM E11/E 323과 같은 특정 체 표준에 설명된 특정 기술 요구 사항을 충족해야 한다고 요구합니다.

직접 이미지 분석을 통해 개별 입자의 물리적 특성(크기, 모양 및 표면 형태)을 측정할 수 있습니다. 동적 이미지 분석과 정적 이미지 분석의 중요한 차이점은 정적 이미지 분석에서는 입자가 캐리어에 위치하며 획득 중에 현미경 등을 사용하여 카메라를 기준으로 움직이지 않는 반면, 동적 이미지 분석에서는 입자가 검출기를 통과하여 움직인다는 것입니다.

정적 이미지 분석(SIA, Static Image Analysis)은 매우 미세한 입자의 특성 분석에 중점을 두고 좁은 분포를 측정하는 데 주로 사용됩니다. 크기와 모양을 매우 정확하게 설명할 수 있는 고해상도 입자 이미지를 제공하지만 시간이 많이 걸립니다. SIA는 주로 연구개발에 사용됩니다.
표준: ISO 13322-1.

동적 이미지 분석(DIA, Dynamic Image Analysis)은 숫자 기반 입자 특성화 방법으로, 약 1μm보다 큰 샘플에 적용할 수 있습니다. 더 작은 입자도 측정해야 한다면 레이저 회절(LD)을 선택하는 방법입니다. DIA는 벌크 제품, 분말, 과립 및 현탁액의 일상적인 측정에 이상적으로 적합한 현대적인 입도 특성화 방법입니다. 많은 산업 분야에서 DIA는 이미 전통적인 체 분석을 대체했습니다.
표준: ISO 13322-2.

정적 광산란(SLS, Static Light Scattering) 또는 레이저 회절(LD, Laser Diffraction)를 사용하면 액체 및 슬러리의 부피 기반 분포, 의약품(API) 및 PSD를 확인할 수 있습니다. 레이저 회절은 전통적인 체 분석 외에 입도 분포를 측정하는 가장 일반적인 방법입니다. 이는 액체 또는 공기 흐름에 분산된 입자 집합에 의한 레이저 빔의 편향을 기반으로 합니다.
표준: ISO 13320.

동적 광산란(DLS, Dynamic Light Scattering)은 용액에 분산된 입자의 브라운 운동을 기반으로 합니다. 이는 일반적으로 서브미크론 범위에 있는 분자의 입도와 분포를 측정하기 위한 비침습적 기술입니다.
표준: ISO 22412.

 

Sieve Analysis Experts

조언이 필요하십니까?

다음을 알고 싶으시다면:

  • 체 분석을 더 쉽고, 더 빠르고, 더 오류 가능성이 적도록 실행하는 방법
  • 처리량을 늘리고 샘플당 비용을 줄이는 방법

메틀러 토레도 전문가 팀은 항상 도움과 조언을 제공할 준비가 되어 있습니다. 주저하지 말고 연락해 주십시오.

 

Sieve Analysis Challanges

체 분석에서 Sieve Weighing 측정의 과제

체 분석과 관련된 단계는 다음과 같습니다.

  1. 빈 체의 무게를 잰다
  2. 샘플 추가
  3. 5~10분간 체에 거른다
  4. 역칭량한다
  5. 체를 세척한다

표준적인 Sieve Stack은 일반적으로 5-10개의 체로 구성되므로 전체 프로세스에 상당한 시간이 소요됩니다.

체 분석의 과제는 다음과 같습니다.

  • 체 혼합을 피하거나 방지하는 방법은 무엇입니까? 체의 순서는 항상 올바르게 지켜졌습니까?
  • 프로세스 단계를 건너뛰지 않았는지, 두 번 측정했는지 확인하는 방법은 무엇입니까?
  • 모든 것이 올바르게 기록되었습니까? 모든 결과가 오류 없이 기록되었습니까?
  • 계산이 올바르게 수행되었는지 확인하는 방법은 무엇입니까?

 

Sieve Analysis - Balances and Software

체 분석을 위한 주요 계량 솔루션: Labx™ 실험실 소프트웨어에 연결된 XPR 또는 XSR 정밀 저울

 

Sieve Weighing 워크플로를 자동화하고 디지털화하여 프로세스 속도를 높이고 오류 가능성을 줄입니다. 공정 속도를 높이고 처리량을 늘리며 시료당 비용을 절감하여 빠른 투자 수익을 얻으려면 LabX™ 실험실 소프트웨어 에 연결된 XPR 또는 XSR 정밀 저울에 투자하십시오.

가이드 및 자동화된 프로세스

프로세스는 저울의 터치스크린에서 시작할 수 있습니다. 사용자에게는 전체 워크플로에 걸쳐 안전한 단계별 지침이 제공됩니다. 자동 중량 감지 기능을 사용하면 키를 누르지 않고도 체의 중량을 연속적으로 측정할 수 있습니다. 모든 용기 중량은 정확하고 완전하게 저장됩니다.
SmartTrac TM 그래픽 계량 보조 장치를 사용하면 샘플을 특정 목표 값으로 쉽게 계량할 수 있으며 체에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있습니다.
역칭량의 경우 저울 화면에서 작업을 재개하고 화면의 안내에 따라 올바른 순서로 로드된 체의 중량을 측정하면 됩니다. 안정된 값에 도달하면 중량 값이 자동으로 기록됩니다.

효율적인 계량

AutoZero 기능과 자동 결과 기록을 통해 계량은 비교할 수 없을 정도로 빠르고 안전합니다. 고유한 SmartPan™ 계량 팬이 제공하는 높은 안정성은 표준 계량 팬의 계량에 비해 최대 2배 빠른 결과를 얻을 수 있음을 의미합니다. 데이터와 결과는 내장된 결과 프로토콜에 자동으로 기록되므로 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉬운 수동 데이터 입력/출력이 필요하지 않습니다. 다중 인터페이스(USB 4개, LAN 1개)를 통해 결과를 PC나 다른 시스템으로 쉽게 내보낼 수 있습니다.

오류 없는 문서

LabX™는 포괄적인 데이터 관리 및 완전한 추적성을 제공합니다. 모든 데이터와 계산을 자동으로 처리합니다. 마지막 계량 단계가 완료되면 최종 결과가 준비됩니다. 완전한 솔루션은 개별 프로세스 요구 사항에 맞게 맞춤화할 수 있으며 회사의 기존 ERP/LIMS 시스템과 통합되어 작업과 결과를 양방향으로 전송할 수 있습니다. 모든 데이터는 중앙 집중식 데이터베이스에 안전하게 저장되며 언제든지 맞춤형 보고서를 생성할 수 있습니다.

내구성이 뛰어나고 세척이 쉬운 구조

XPR 및 XSR 저울은 열악한 조건을 견디고 도구를 사용하지 않고도 쉽게 분해할 수 있도록 설계되었습니다. 모든 부품은 식기세척기 사용이 가능합니다. 매끄러운 표면과 둥근 모서리 덕분에 저울 세척이 매우 쉽습니다.

 

Sieve Analysis Guide Free PDF

eGuide: 체 분석을 통한 입도 분포 측정

무료 eGuide를 다운로드하고 사용 사례, 워크플로, 모범 사례 및 효율적인 솔루션을 포함한 체 분석의 필수 사항을 알아보세요. 다양한 산업 분야의 사용 사례를 알기 쉽게 제시하고 각 부문에서의 중요성을 설명합니다. 또한 다양한 입도 분석 방법을 비교하고, 체 분석 워크플로를 설명하고, 적절한 체 분석을 위한 7가지 팁과 요령을 포함한 모범 사례를 공유합니다.

지속적 개선 프로세스(CIPs, Continuous Improvement Processes)를 사용한 Lean Lab 접근 방식은 체 분석 프로세스 최적화를 위한 추가 기회를 찾는 데 도움이 됩니다.

이 eGuide에서는 다음 6가지 CIP 목표에 대해 설명합니다.

  1. 속도를 높이기
  2. 신뢰할 수 있는 결과 보장
  3. SOP 준비
  4. 오류 없는 역칭량 보장
  5. 전사 오류 방지
  6. 보고서 표준화

관련된 컨텐츠

자주하는 질문

체 분석에 관해 자주 묻는 질문

체 분석에 사용되는 권장 샘플 크기는 얼마입니까?

체 분석 실험에서 너무 큰 샘플을 사용하는 경향이 종종 있는데, 이는 테스트 결과가 더 정확해질 것이라고 가정하기 때문입니다. 그러나 각 개별 입자가 테스트 체 표면에 나타날 기회가 없기 때문에 이로 인해 결과의 정확성이 저하됩니다. 일반적으로 25~100g의 샘플을 권장합니다. 샘플 분할기를 사용하여 샘플을 다양한 중량(25g, 50g, 100g, 200g)으로 줄이고 다양한 중량 범위의 샘플을 테스트하여 적절한 샘플 크기를 설정하는 데 도움이 되는 절차가 있습니다. 50g 샘플을 사용한 테스트에서 25g 샘플과 미세한 체를 통과하는 비율이 대략 동일한 것으로 나타나는 반면, 100g 샘플의 통과율은 훨씬 낮은 것으로 나타나는 경우 이는 50g 샘플이 적절한 샘플 크기임을 나타냅니다.

ASTM 표준과 ISO/BS 표준의 체 직경의 차이점은 무엇입니까?

ASTM 표준에서는 체 직경을 인치로 측정하고, ISO/BS 표준에서는 밀리미터를 사용합니다. 8인치와 200mm 또는 12인치와 300mm 직경에는 약간의 차이가 있습니다. 실제로 8인치는 203mm이고 12인치는 305mm입니다. 따라서 직경 8인치 및 200mm의 시험용 체는 중첩될 수 없으며 직경 12인치 및 300mm의 시험용 체도 포함될 수 없습니다.

ASTM 표준과 ISO/BS 표준의 메쉬 수와 와이어 간격의 차이점은 무엇입니까?

메시 번호는 인치(25.4mm)당 와이어 수를 나타냅니다. 직조 와이어 체는 메쉬 수 또는 와이어 간격으로 판매됩니다. ASTM 미국 표준은 메쉬 번호를 사용하는 반면, ISO/BS 국제 및 영국 표준은 와이어 간격을 사용하는 경향이 있습니다.

실험실의 공기 습도는 체 분석에 어떤 영향을 줍니까?

매우 건조한 환경에서는 미세한 분말이 체 구성 요소와 강한 정전기 전하로 서로 달라붙을 수 있습니다. 이상적으로 상대습도(%RH)는 45%~60% 사이여야 합니다.

이미지 분석 방법과 같은 대체 기술에 비해 체 분석의 장점은 무엇입니까?

체 분석의 장점에는 낮은 투자 비용, 손쉬운 취급, 상대적으로 짧은 시간에 정확하고 재현 가능한 결과, 입도 부분을 분리할 수 있는 능력이 포함됩니다. 따라서 레이저광이나 영상처리를 이용하는 방법 대신 이 방법을 많이 사용합니다.

체 분석의 한계는 무엇입니까?

한 가지 제한 사항은 얻을 수 있는 크기 비율의 수이며, 이로 인해 해상도가 제한됩니다. 표준 체 스택은 최대 8개의 체로 구성됩니다. 즉, 입도 분포는 단 8개의 데이터 포인트를 기반으로 합니다. 추가 제한 사항은 이 기술이 건조한 입자에만 작동하고 최소 측정 한계는 50μm이며 이 방법은 시간이 많이 걸릴 수 있다는 것입니다.