پارتیکل کانتر سایز آنالایزر

کنترل و اندازه گیری ذرات در بسیاری از فرآیندهای آزمایشگاهی و صنعتی، تنها به شمارش تعداد ذرات محدود نمی شود. در برخی کاربردها لازم است مشخص شود ذرات موجود در یک نمونه چه تعداد هستند، در چه محدوده ای قرار دارند و توزیع اندازه آن ها چگونه است. پارتیکل کانتر سایز آنالایزر یکی از تجهیزات تخصصی برای تحلیل و بررسی ذرات است که می تواند در کنترل کیفیت مواد، تحقیق و توسعه، صنایع دارویی، شیمیایی، غذایی، محیط زیست و بسیاری از فرآیندهای تولیدی مورد استفاده قرار گیرد.

در این دسته، دو گروه اصلی محصول ارائه می شود:  پارتیکل کانتر سایز آنالایزر مایع و پارتیکل کانتر سایز آنالایزر جامد. تفاوت اصلی این دو محصول به ماهیت نمونه، روش انتقال ذرات به مسیر اندازه گیری و شیوه آماده سازی نمونه مربوط می شود.

انتخاب میان این دو گزینه باید بر اساس نوع ماده، محدوده اندازه ذرات، هدف آنالیز، مقدار نمونه و روش مورد استفاده در آزمایشگاه انجام شود.

نقش پارتیکل کانتر سایز آنالایزر در کنترل ذرات

وجود ذرات با اندازه های مختلف می تواند ویژگی های فیزیکی و عملکردی یک ماده را تحت تأثیر قرار دهد. برای مثال، در یک ماده پودری، توزیع اندازه ذرات می تواند بر جریان پذیری، اختلاط، تراکم و رفتار فرآیندی اثرگذار باشد. در یک نمونه مایع نیز تعداد و اندازه ذرات معلق می تواند در کنترل کیفیت، بررسی آلودگی ذره ای یا ارزیابی پایداری اهمیت داشته باشد.

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر با استفاده از سیستم نوری و پردازش سیگنال، اطلاعات مربوط به ذرات عبوری از مسیر اندازه گیری را ثبت می کند. بسته به طراحی دستگاه و روش اندازه گیری، اطلاعات حاصل می تواند برای تعیین تعداد ذرات در بازه های اندازه ای مختلف یا بررسی توزیع اندازه آن ها مورد استفاده قرار گیرد.

در نتیجه، این تجهیزات می توانند بخشی از یک سیستم کنترل کیفیت یا فرآیند تحقیقاتی باشند که هدف آن شناخت دقیق تر وضعیت ذرات موجود در نمونه است.

تفاوت شمارش ذرات با تحلیل اندازه ذرات

یکی از نکات مهم هنگام انتخاب تجهیزات این حوزه، تفاوت میان Particle Counting  و Particle Size Analysis است.

پارتیکل کانتر معمولاً بر تعداد ذرات موجود در یک نمونه و دسته بندی آن ها بر اساس کانال های اندازه تمرکز دارد. در این روش می توان مشخص کرد چه تعداد ذره در محدوده های مشخص قرار گرفته اند.

در مقابل، دستگاه های آنالیز اندازه ذرات با روش هایی مانند پراش لیزری می توانند توزیع اندازه ذرات را در یک بازه گسترده محاسبه کنند و پارامترهایی مانند  D10، D50  و D90 را ارائه دهند.

بنابراین پیش از انتخاب دستگاه باید مشخص شود که هدف اصلی آزمایشگاه:

• شمارش ذرات و تعیین غلظت آن ها است؛
• بررسی توزیع اندازه ذرات است؛
• یا ترکیبی از این اطلاعات مورد نیاز است.

این تفاوت از نظر روش آزمون و نوع خروجی اهمیت زیادی دارد و انتخاب اشتباه می تواند باعث شود دستگاه نتواند نیاز واقعی آزمایشگاه را پوشش دهد.

فناوری های مورد استفاده برای اندازه گیری ذرات

پارتیکل کانتر سایز آنالایزرها از فناوری های مختلفی برای شناسایی ذرات استفاده می کنند. یکی از روش های متداول، پراکندگی نور است.

در این روش، ذرات هنگام عبور از مسیر نور باعث تغییر در شدت یا زاویه نور می شوند. آشکارسازهای نوری این تغییرات را دریافت کرده و سیگنال حاصل توسط نرم افزار پردازش می شود.

بسته به طراحی دستگاه، اندازه گیری می تواند بر اساس شدت نور پراکنده شده، میزان کاهش نور عبوری یا سایر ویژگی های سیگنال انجام شود.

در سیستم های پیشرفته، حساسیت سیستم نوری، تعداد آشکارسازها، محدوده اندازه گیری، طراحی مسیر نمونه و الگوریتم پردازش داده ها همگی در کیفیت نتیجه نقش دارند.

اهمیت محدوده اندازه گیری

یکی از اولین مشخصاتی که هنگام انتخاب پارتیکل کانتر سایز آنالایزر باید بررسی شود، محدوده اندازه گیری است.

این محدوده مشخص می کند دستگاه قادر است ذرات را در چه بازه ای شناسایی و دسته بندی کند. با این حال، تنها توجه به کوچک ترین و بزرگ ترین اندازه اعلام شده کافی نیست.

باید مشخص شود که ذرات اصلی نمونه در چه محدوده ای قرار دارند و آیا دستگاه در همان محدوده حساسیت و دقت مورد نیاز را ارائه می دهد یا خیر.

برای مثال، دستگاهی که برای ذرات بسیار ریز طراحی شده است ممکن است برای یک نمونه با ذرات درشت گزینه مناسبی نباشد و برعکس. بنابراین محدوده واقعی نمونه باید پیش از خرید مشخص شود.

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر مایع

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر مایع برای بررسی ذرات موجود در نمونه های مایع طراحی شده است. در این روش، نمونه مایع وارد مسیر اندازه گیری می شود و ذرات معلق موجود در آن به صورت جداگانه یا در کانال های اندازه ای مختلف شناسایی می شوند.

این نوع تجهیزات می تواند برای نمونه هایی مانند آب، محلول ها، سوسپانسیون ها و سایر مایعاتی که حاوی ذرات معلق هستند مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از مزایای اصلی روش مایع، امکان بررسی مستقیم ذرات معلق در محیط نمونه است. در نتیجه اگر هدف آزمایش بررسی وضعیت ذرات در یک مایع یا کنترل آلودگی ذره ای باشد، این ساختار می تواند گزینه مناسبی باشد.

آماده سازی نمونه های مایع

آماده سازی صحیح نمونه برای دستیابی به نتیجه قابل اعتماد اهمیت زیادی دارد. وجود حباب، آلودگی خارجی، تجمع ذرات یا غلظت بیش از حد می تواند روی نتیجه اثر بگذارد.

در برخی سیستم ها نمونه به صورت مستقیم از مسیر نمونه برداری عبور می کند و در برخی تجهیزات، مخزن و سیستم گردش برای انتقال یکنواخت نمونه استفاده می شود.

همچنین انتخاب حجم نمونه و سرعت جریان باید با مشخصات دستگاه و ماهیت ماده هماهنگ باشد.

کاربردهای اندازه گیری مایع

پارتیکل کانترهای مایع می توانند در حوزه هایی مانند:

• کنترل آلودگی ذره ای
• صنایع دارویی
• تصفیه و کنترل کیفیت آب
• صنایع شیمیایی
• بررسی سوسپانسیون ها
• تحقیق و توسعه
• کنترل فرآیند

به کار گرفته شوند.

در محیط های حساس، تکرارپذیری نمونه برداری و جلوگیری از ورود آلودگی خارجی اهمیت ویژه ای دارد.

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر جامد

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر جامد برای بررسی مواد جامد، پودرها و ذرات خشک طراحی می شود. برخلاف نمونه های مایع، در این تجهیزات نمونه باید به شکلی کنترل شده وارد مسیر اندازه گیری شود تا ذرات بتوانند به صورت مناسب از سیستم نوری عبور کنند.

نحوه انتقال پودر یکی از مهم ترین تفاوت های این گروه با سیستم های مایع است. ذرات ممکن است به دلیل رطوبت، الکتریسیته ساکن یا نیروهای بین ذره ای به یکدیگر بچسبند و آگلومره ایجاد کنند.

اگر این تجمع ها بدون کنترل وارد دستگاه شوند، ممکن است نتیجه اندازه گیری با وضعیت واقعی ذرات منفرد تفاوت داشته باشد.

آماده سازی نمونه های جامد

برای اندازه گیری مواد جامد باید عواملی مانند:

• جریان پذیری پودر
• میزان رطوبت
• چسبندگی
• اندازه ذرات
• شکنندگی
• تمایل به آگلومره شدن

بررسی شوند.

سیستم تغذیه و پراکنده سازی باید به گونه ای انتخاب شود که ضمن ایجاد جریان مناسب، باعث تغییر غیرواقعی در اندازه ذرات نشود.

برای مثال، استفاده از فشار هوای بیش از حد برای یک ماده شکننده ممکن است موجب خرد شدن بخشی از ذرات شود. در این شرایط، دستگاه ممکن است ذرات ایجادشده در اثر شکست را نیز در نتیجه نهایی وارد کند.

مقایسه دو محصول این دسته

این مقایسه یک چارچوب کلی است و مشخصات دقیق هر دستگاه به مدل، فناوری اندازه گیری و متعلقات آن بستگی دارد.

پارامترهای مهم در گزارش نتایج

داده ای که از آنالیز ذرات به دست می آید باید بر اساس هدف آزمون تفسیر شود.

در سیستم های مختلف ممکن است گزارش شامل تعداد ذرات در هر بازه اندازه، غلظت ذرات یا توزیع اندازه باشد. برخی تجهیزات امکان نمایش نمودارهای توزیع و مقایسه نتایج چند آزمون را نیز فراهم می کنند.

در تحلیل توزیع اندازه، پارامترهایی مانند  D10، D50  و D90 می توانند برای توصیف نمونه مورد استفاده قرار گیرند. D50 به عنوان میانه توزیع و D10 و D90 برای توصیف بخش های پایین تر و بالاتر توزیع کاربرد دارند.

البته این پارامترها بیشتر در روش های تحلیل توزیع اندازه به کار می روند و نباید با خروجی شمارش ذرات در یک سیستم کانتری اشتباه گرفته شوند.

کاربردهای پارتیکل کانتر سایز آنالایزر

تنوع نمونه هایی که در آزمایشگاه ها مورد بررسی قرار می گیرند باعث شده تجهیزات آنالیز ذرات در صنایع مختلف کاربرد داشته باشند.

صنایع دارویی

کنترل ذرات در مواد اولیه، فرآورده ها و برخی فرآیندهای تولید دارویی اهمیت زیادی دارد. در برخی کاربردها، شمارش و دسته بندی ذرات می تواند بخشی از کنترل کیفیت یا پایش فرآیند باشد.

صنایع شیمیایی

در مواد شیمیایی جامد و مایع، بررسی ذرات می تواند برای کنترل مواد اولیه، بررسی فرآیند تولید و مقایسه بچ های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

صنایع غذایی

پودرهای غذایی، مواد افزودنی و برخی سوسپانسیون ها از نمونه هایی هستند که می توان ویژگی ذرات آن ها را بررسی کرد.

صنایع معدنی و مواد اولیه

در مواد معدنی، پودرهای صنعتی و مواد اولیه سرامیکی، اندازه ذرات می تواند روی فرآیندهای بعدی مانند اختلاط، فشرده سازی و شکل دهی اثر بگذارد.

آب و محیط زیست

در نمونه های آبی، وجود و تعداد ذرات معلق می تواند در برخی فرآیندهای کنترل کیفیت و پایش مورد توجه قرار گیرد.

عوامل مؤثر بر دقت اندازه گیری

دقت یک سیستم اندازه گیری ذرات فقط به سنسور یا سیستم نوری وابسته نیست. مجموعه ای از عوامل از مرحله نمونه برداری تا پردازش داده ها روی نتیجه تأثیر می گذارند.

1) نمونه برداری

نمونه باید نماینده واقعی ماده باشد. اگر ذرات در مخزن ته نشین شوند یا توزیع یکنواختی نداشته باشند، نمونه برداشت شده ممکن است نماینده کل ماده نباشد.

2) غلظت نمونه

غلظت بسیار بالا می تواند باعث افزایش برخورد ذرات با یکدیگر یا ایجاد شرایط نامناسب برای اندازه گیری نوری شود.

3) آلودگی محیط

در اندازه گیری ذرات ریز، حتی آلودگی ناشی از ظروف، محیط یا تجهیزات نمونه برداری می تواند روی نتیجه اثر بگذارد.

4) آگلومراسیون

تجمع ذرات یکی از منابع مهم خطا در اندازه گیری است. روش آماده سازی باید با ویژگی ماده سازگار باشد.

5)شرایط محیطی

دمای محیط، رطوبت و در برخی سیستم ها شرایط فشار یا جریان هوا نیز می توانند بر عملکرد دستگاه اثر بگذارند.

راهنمای انتخاب پارتیکل کانتر سایز آنالایزر

برای انتخاب دستگاه مناسب، بهتر است ابتدا مشخصات نمونه و هدف آزمون مشخص شود.

 1) نوع نمونه

اولین سؤال این است که نمونه مایع یا جامد است. این موضوع مسیر انتخاب محصول را مشخص می کند.

2) محدوده اندازه ذرات

اندازه تقریبی ذرات باید مشخص شود تا دستگاهی با محدوده مناسب انتخاب شود.

3) هدف اندازه گیری

باید مشخص شود که هدف اصلی شمارش ذرات، تعیین توزیع اندازه یا بررسی هر دو مورد است.

4) مقدار نمونه

مقدار نمونه موجود برای هر آزمون در انتخاب سیستم نمونه برداری اهمیت دارد.

5) رفتار نمونه

چسبندگی، آگلومراسیون، شکنندگی، ویسکوزیته و جریان پذیری از عواملی هستند که باید در انتخاب سیستم مناسب در نظر گرفته شوند.

6) تعداد آزمون ها

برای آزمایشگاه هایی که روزانه تعداد زیادی نمونه بررسی می کنند، سرعت اندازه گیری، اتوماسیون، شست وشوی سیستم و قابلیت تعریف روش های ثابت اهمیت بیشتری پیدا می کند.

7)  نرم افزار و گزارش دهی

امکان ذخیره روش ها، ثبت نتایج، ایجاد گزارش و مقایسه داده ها برای استفاده در کنترل کیفیت اهمیت دارد.

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر در کنترل کیفیت

در یک سیستم کنترل کیفیت، تنها داشتن دستگاه کافی نیست. باید یک روش آزمون مشخص تعریف شود تا نتایج نمونه های مختلف قابل مقایسه باشند.

برای این منظور لازم است شرایطی مانند روش نمونه برداری، حجم نمونه، محدوده اندازه گیری، نحوه آماده سازی، تعداد تکرارها و روش گزارش نتایج تا حد امکان استاندارد و ثابت باشند.

این موضوع به خصوص زمانی اهمیت پیدا می کند که داده های حاصل از دستگاه برای مقایسه بچ های تولیدی یا بررسی تغییرات فرآیند مورد استفاده قرار گیرند.

همچنین کالیبراسیون و نگهداری منظم تجهیزات اندازه گیری ذرات باید مطابق دستورالعمل سازنده و الزامات روش آزمون انجام شود.

نگهداری و مراقبت از دستگاه

تمیزی مسیر نمونه و سیستم نوری از عوامل مهم در عملکرد صحیح تجهیزات آنالیز ذرات است.

در مدل های مایع، باقی ماندن نمونه در مسیر جریان می تواند باعث آلودگی نمونه بعدی شود. بنابراین شست وشوی مناسب مسیر، سل و اجزای در تماس با نمونه اهمیت دارد.

در مدل های جامد نیز تجمع پودر در مسیر تغذیه، نازل یا محفظه اندازه گیری می تواند جریان نمونه را تغییر دهد.

برنامه نگهداری باید شامل تمیزکاری، بررسی مسیر نمونه، کنترل اجزای مصرفی، بررسی عملکرد سیستم و کالیبراسیون طبق توصیه سازنده باشد.

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر در لاله تجهیز آزما

انتخاب تجهیزات آنالیز ذرات باید بر اساس ویژگی واقعی نمونه و هدف آزمایش انجام شود. به همین دلیل در لاله تجهیز آزما، پیش از انتخاب محصول بهتر است نوع نمونه، محدوده اندازه ذرات، مقدار نمونه، روش مورد نیاز و شرایط کاری آزمایشگاه مشخص شود.

تفاوت میان اندازه گیری مایع و جامد، نحوه آماده سازی نمونه و همچنین تفاوت میان شمارش ذرات و تحلیل توزیع اندازه از جمله مواردی هستند که در انتخاب دستگاه باید مورد توجه قرار گیرند.

کارشناسان لاله تجهیز آزما می توانند بر اساس کاربرد مورد نظر، مشخصات نمونه و نیازهای آزمایشگاه، در انتخاب پیکربندی مناسب راهنمایی ارائه دهند.

برای دریافت مشاوره تخصصی و بررسی گزینه های موجود، با کارشناسان لاله تجهیز آزما تماس بگیرید.

جمع بندی

پارتیکل کانتر سایز آنالایزر یکی از تجهیزات تخصصی برای بررسی و تحلیل ذرات در نمونه های مختلف است. این تجهیزات بسته به طراحی می توانند اطلاعاتی درباره تعداد، اندازه و توزیع ذرات ارائه دهند و در کنترل کیفیت و تحقیق و توسعه صنایع مختلف کاربرد داشته باشند.

در این دسته دو محصول پارتیکل کانتر سایز آنالایزر مایع و پارتیکل کانتر سایز آنالایزر جامد قرار گرفته اند. محصول مایع برای نمونه هایی مانند سوسپانسیون ها و مایعات حاوی ذرات و محصول جامد برای پودرها و مواد دانه ای طراحی می شود.

تفاوت در روش انتقال نمونه، آماده سازی، پراکنده سازی و شرایط اندازه گیری باعث می شود انتخاب دستگاه مناسب به نوع نمونه و هدف آزمون وابسته باشد. بنابراین پیش از خرید، بررسی محدوده اندازه ذرات، ماهیت نمونه، مقدار نمونه و نوع خروجی مورد نیاز می تواند به انتخاب دقیق تر تجهیز کمک کند.