체 분석

입자 크기 분포 워크플로우의 디지털 화 및 자동화

체 분석 또는 그라데이션 테스트는 입상 재료의 입자 크기 분포를 평가하는 중요한 방법입니다. 입자 크기는 흐름 및 이송 거동(벌크 재료의 경우), 반응성, 마모성, 용해도, 추출 및 반응 거동, 맛, 압축성 등과 같은 재료 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 입자 크기 측정은 식품, 건설, 플라스틱, 화장품 및 제약과 같은 광범위한 산업에서 공정 엔지니어링을 최적화하고 최종 제품의 품질과 안전을 보장하는 데 필수적입니다.

입자 크기 분포를 측정하기 위해 샘플 재료, 예상 입자 크기 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 광 산란 (SLS), 동적 광 산란 (DLS) 및 체 분석이 포함됩니다. 체 분석은 입자 크기 분포를 측정하는 데 가장 많이 사용되는 전통적이고 가장 사용되는 방법입니다.

체 계량이 중요한 이유

체 분석의 장점은 사용하기 쉽고, 최소한의 투자 비용이 필요하며, 비교적 짧은 시간에 정확하고 재현 가능한 결과를 제공하며, 입자 크기 분획을 분리할 수 있다는 것입니다. 차등 체 계량에 의한 체 분석 절차는 지루하고 오류가 발생하기 쉬운 프로세스입니다. 편리한 기능과 디지털 데이터 관리로 정확한 저울을 사용하면 빠르게 성과를 거둘 수 있습니다.

체 분석 워크플로우를 단순화하고 자동화하고 싶으십니까?

체 분석을 수행하는 방법

이 비디오를 시청하여 입자 크기 분석이 왜 그렇게 중요한지, 그리고 체 분석을 단계별로 수행하는 방법을 알아보십시오.

입자 크기 분포의 영향은 엄청날 수 있으며 체 계량을 통한 분석은 지루하고 오류가 발생하기 쉬운 프로세스입니다. 체 분석 워크플로우를 자동화하십시오: 안내 프로세스 및 디지털 데이터 관리를 모든 체 계량의 필수적인 부분으로 만드십시오!

체 분석을 수행하는 방법? 일반적인 절차 및 노하우

체 분석을 위한 일반적인 워크플로우

체 스택은 메쉬 크기가 증가함에 따라 여러 개의 체가 서로 겹쳐진 것으로 구성되며, 샘플은 상단 체에 놓입니다. 체질은 각 체의 시료 질량이 변하지 않는 지점(= 일정한 질량)까지 수행됩니다. 각 체의 무게를 측정하고 각 분획의 부피를 중량 백분율로 계산하여 질량 기반 분포를 제공합니다.

준비 단계

방법 개발: 테스트할 재료에 따라 적합한 표준 방법을 선택하고 스택에서 적절한 체를 선택하여 각 체에 균일한 분포를 보장하고 필요한 샘플 양을 결정합니다. 예비 테스트는 이러한 매개변수를 지정하는 데 도움이 될 수 있습니다
체 또는 스택의 준비, 예: 체의 사전 기록(식별 및 용기 중량)
견본 추출
시료 준비(예: 사전 건조, 컨디셔닝 또는 시료 분할)

체 계량 단계

아래에서 위로 또는 팬(A), 가장 작은 메쉬 크기(B)에서 가장 큰 메쉬 크기(E)까지 빈 체의 무게를 잰다. 모든 체를 식별하고 용기를 빼십시오.
샘플 추가
체질(수동 또는 체 쉐이커 사용)
위에서 아래로 또는 가장 큰 메쉬 크기에서 가장 작은 메쉬 크기까지 모든 체의 백 계량 분획
결과 분석, 평가 및 해석

장비 유지 보수
실험실의 다른 정밀 측정 기기와 마찬가지로 테스트 체는 성능 표준을 유지하기 위해 정기적인 관리가 필요합니다.

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

입자 크기 및 분포를 분석하는 일반적인 방법

입자 크기와 분포를 결정하기 위해 선택하는 방법은 대상 물질과 예상 입자 크기에 따라 다릅니다.

입자 크기 분석 방법:

체 분석
직접 이미지 분석, 정적(SIA) 또는 동적(DIA)
레이저 회절(LD)이라고도 하는 정적 광 산란(SLS)
동적 광산란(DLS)

입자 크기 분석 방법	설명 및 사용 사례	일반적인 입자 크기 범위	관련 표준
체 분석: 건식 체질 습식 체질 에어 제트 체질	입자 크기 분포를 결정하는 전통적인 방법입니다. 125mm에서 20μm에 이르는 크기의 고체 입자는 표준 테스트 체를 사용하여 건식 또는 습식 체질을 통해 빠르고 효율적으로 측정할 수 있습니다.	40 μm—125 mm 20 μm—20 mm 10 μm—0.2 mm	다양한, 포함. ISO 3310 인증 ASTM C136 ASTM D422
정적 이미지 분석(SIA)	주로 좁은 크기 분포를 측정하는 데 사용되며 매우 미세한 입자를 특성화하는 데 중점을 둡니다. 크기와 모양에 대한 매우 정확한 설명을 허용하는 고해상도 입자 이미지를 제공하지만, 시간이 많이 걸립니다. SIA는 주로 연구 개발에 사용됩니다.	0.5 μm—1.5 mm	ISO 13322-1 인증
동적 이미지 분석(DIA)	약 1μm보다 큰 샘플에 적용할 수 있는 숫자 기반 입자 특성화 방법입니다. 더 작은 입자도 측정해야 하는 경우 레이저 회절(LD)이 선택되는 방법입니다. DIA는 벌크 제품, 분말, 과립 및 현탁액의 일상적인 측정에 이상적으로 적합한 최신 입자 크기 특성화 방법입니다. 많은 산업 분야에서 DIA는 이미 기존의 체 분석을 대체했습니다.	1 μm—30 mm	ISO 13322-2 인증
정적 광 산란(SLS) 또는 레이저 회절(LD)	액체 및 슬러리의 부피 기반 분포, 의약품(API) 및 PSD를 결정할 수 있습니다. LD는 전통적인 체 분석 이외의 입자 크기 분포를 측정하는 가장 일반적인 방법입니다. 이는 액체 또는 공기 흐름에 분산된 입자 앙상블에 의한 레이저 빔의 편향을 기반으로 합니다.	10nm—4mm	ISO 13320 인증
동적 광산란(DLS)	용액 내 분산 입자의 브라운 운동을 기반으로 합니다. 일반적으로 서브미크론 범위의 분자와 입자의 크기와 크기 분포를 측정하기 위한 비침습적 기술입니다.	1 nm—10 μm	ISO 22412 인증

체 분석 표준

체 분석 은 입자 크기 분포를 결정하는 전통적인 방법입니다. 125mm에서 20μm에 이르는 크기의 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 명시되어 있습니다. 키워드 "체"를 빠르게 검색하면 ASTM 웹사이트에서 150개 이상의 개별 표준 결과를, ISO 웹사이트에서 130개 이상의 결과를 얻을 수 있습니다. 이러한 결과는 특정 재료에 필요한 체 크기에 대한 정보를 제공합니다. 각 표준은 샘플 크기, 테스트 기간, 예상 결과 및 승인 방법을 포함하여 입자 크기 테스트를 수행하는 방법을 자세히 설명합니다.

표준의 예:

ASTM C136: 미세 및 거친 골재의 체 분석을 위한 표준 시험 방법
ASTM D422: 토양의 입자 크기 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 결정할 수 있습니다. 동적 이미지 분석과 정적 이미지 분석의 결정적인 차이점은 정적 이미지 분석에서는 입자가 캐리어에 위치하며 현미경과 같이 획득하는 동안 카메라에 대해 이동하지 않는 반면, 동적 이미지 분석에서는 입자가 검출기를 통과하여 이동한다는 것입니다.

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체 분석의 과제와 해결책

체 분석에서 체 계량의 과제

체 분석과 관련된 단계는 다음과 같습니다.

빈 체의 무게를 측정하십시오.
샘플 추가
5-10분 동안 체로 치십시오.
백 웨이트
체를 청소하십시오

표준 체 스택은 일반적으로 5-10개의 체로 구성되므로 전체 프로세스에 상당한 시간이 걸립니다.

체 분석의 과제는 다음과 같습니다.

체가 섞이는 것을 피하거나 방지하는 방법은 무엇입니까? 체의 순서가 항상 올바르게 지켜졌습니까?
프로세스 단계를 건너뛰지 않았거나 두 번 측정된 것이 없는지 확인하는 방법은 무엇입니까?
모든 것이 올바르게 기록되었습니까? 모든 결과가 오류 없이 기록되었습니까?
계산이 올바르게 수행되었는지 확인하는 방법은 무엇입니까?

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

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

체 계량 워크플로우를 자동화하고 디지털화하여 프로세스 속도를 높이고 오류 발생 가능성을 줄입니다. LabX™ 실험실 소프트웨어 에 연결된 XPR 정밀 저울 에 투자하여 공정 속도를 높이고 처리량을 늘리며 샘플당 비용을 절감하여 빠른 투자 수익을 얻을 수 있습니다.

안내 및 자동화된 프로세스

이 프로세스는 저울의 터치스크린에서 시작할 수 있습니다. 사용자는 전체 워크플로에 걸쳐 안전한 단계별 지침을 받습니다. 자동 중량 감지를 사용하여 키를 건드리지 않고도 체의 무게를 연속적으로 측정할 수 있습니다. 모든 용기 중량은 정확하고 완전하게 저장됩니다.
SmartTracTM 그래픽 계량 보조 장치를 사용하면 시료를 특정 목표 값으로 쉽게 계량할 수 있으며 체에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있습니다.
역계량의 경우 저울 화면에서 작업을 재개하고 화면의 안내에 따라 올바른 순서로 적재된 체의 계량을 측정하기만 하면 됩니다. 중량 값은 안정적인 값에 도달하면 자동으로 기록됩니다.

효율적인 계량

AutoZero 기능과 자동 결과 기록을 통해 계량은 타의 추종을 불허하는 빠르고 안전합니다. 고유한 SmartPan™ 계량 팬이 제공하는 높은 안정성은 표준 계량 팬에서 계량하는 것보다 최대 2배 더 빠르게 결과를 얻을 수 있음을 의미합니다. 데이터 및 결과는 내장 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 PC 또는 기타 시스템으로 쉽게 내보낼 수 있습니다.

오류 없는 문서

LabX™는 포괄적인 데이터 관리와 완전한 추적성을 제공합니다. 모든 데이터와 계산을 자동으로 처리합니다. 마지막 계량 단계가 완료되면 최종 결과가 준비됩니다. 전체 솔루션은 개별 프로세스 요구 사항에 맞게 조정될 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.

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자주 묻는 질문

체 분석에 사용할 권장 샘플 크기는 얼마입니까?

체 분석 실험에서는 테스트 결과가 더 정확해질 것이라고 가정하기 때문에 너무 큰 샘플을 사용하는 경향이 있는 경우가 많습니다. 그러나 이는 각 개별 입자가 테스트 체 표면에 나타날 기회가 없기 때문에 결과의 정확성을 저하시킵니다. 일반적으로 25-100g 샘플이 권장됩니다. 시료 스플리터를 사용하여 시료를 다양한 중량(25g, 50g, 100g, 200g)으로 줄이고 다양한 중량 범위에서 시료를 테스트하는 등 적절한 시료 크기를 설정하는 데 도움이 되는 절차가 있습니다. 50g 샘플을 사용한 테스트에서 25g 샘플과 거의 동일한 비율로 미세 체를 통과하는 비율을 나타내는 반면 100g 샘플은 훨씬 낮은 비율을 나타내는 경우 이는 50g 샘플이 적절한 샘플 크기임을 나타냅니다.

ASTM 표준 vs. ISO/BS 표준에서 체 직경의 차이점은 무엇입니까?

ASTM 표준에서 체 직경은 인치 단위로 측정되는 반면 ISO/BS 표준에서는 밀리미터가 사용됩니다. 8인치와 200mm 또는 12인치와 300mm 직경 사이에는 약간의 차이가 있습니다. 실제로 8인치는 203mm이고 12인치는 305mm입니다. 따라서 직경 8인치와 200mm의 테스트 체는 중첩할 수 없으며 직경 12인치와 300mm의 테스트 체도 중첩할 수 없습니다.

ASTM 표준 vs. ISO/BS 표준에서 메쉬 번호와 와이어 간격의 차이점은 무엇입니까?

메쉬 번호는 인치(25.4mm)당 와이어 수를 나타냅니다. 짠 와이어 체는 메쉬 번호 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 미치나요?

매우 건조한 조건에서는 미세 분말이 체 구성 요소 모두에 부착되고 강한 정전기 전하로 서로 부착될 수 있습니다. 이상적으로는 상대 습도(% RH)가 45%에서 60% 사이여야 합니다.

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

체 분석의 장점은 낮은 투자 비용, 쉬운 취급, 비교적 짧은 시간에 정확하고 재현 가능한 결과, 입자 크기 분획을 분리할 수 있는 능력 등입니다. 따라서 이 방법은 레이저 광이나 이미지 처리를 사용하는 방법 대신 일반적으로 사용됩니다.

체 분석의 한계는 무엇입니까?

한 가지 제한 사항은 얻을 수 있는 크기 분수의 수로, 이로 인해 분해능이 제한됩니다. 표준 체 스택은 최대 8개의 체로 구성되며, 이는 입자 크기 분포가 단 8개의 데이터 포인트를 기반으로 한다는 것을 의미합니다. 또 다른 한계는 이 기술이 건조한 입자에서만 작동하고 최소 측정 한계가 50μm이며 이 방법이 다소 시간이 많이 걸릴 수 있다는 것입니다.

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