Mitunter können Messungen der jeweiligen Partikelgrößen für verschiedene Unternehmen entscheidende Vorteile bringen. Dabei kommen verschiedene Techniken zum Einsatz. Wir verraten dir, was es mit diesen auf sich hat und wer von einer Messung profitiert.
Online Messung: Partikelgrößen ganz einfach bestimmen
Wenn wir in unserem Beitrag von Partikel sprechen, meinen wir natürlich nicht den grammatikalischen Begriff. Dabei würde es sich um eine Wortart handeln, wobei dadurch manche Unternehmen vielleicht auch Vorteile gewinnen könnten. Nein, wenn wir von Partikel sprechen, meinen wir natürlich Teilchen im physikalischen Sinne. Denn mit dem Synonym Partikel werden auch Nanoteilchen bezeichnet. Also Teilchen, die aus wenigen Tausenden Atomen bestehen. Bei diesen kleinen Einheiten kann es sich entweder um feste, flüssige oder gasförmige Teilchen handeln. Dabei sind sie dreidimensional, weshalb man zu ihrer jeweiligen Bestimmung auch immer die Angaben der Länge, Breite und Höhe braucht.
Wie funktioniert die Messung von Partikelgrößen?
Je nachdem, wofür die Informationen benötigt werden, gibt es verschiedene Messanalysen. Dabei schwanken die einzelnen Verfahren hinsichtlich ihrer Genauigkeiten und der potenziellen Fehlerquellen. Wir stellen dir die gebräuchlichsten Verfahren kurz vor.
Die Siebanalyse
Bei der Siebanalyse handelt es sich um die klassische Art der Partikelmessung. Hierfür werden mehrere Analysesiebe mit aufsteigender Maschenweite übereinandergestapelt und die Partikelprobe auf das erste Sieb gesetzt. Der „Siebturm“ wird für eine gewisse Zeit in Schwingung versetzt. Dadurch verteilen sich die Partikel der Größe nach auf die verschiedenen Siebe. So kann die jeweilige Größe bestimmt werden. Der größte Vorteil bei dieser Methode ist, dass sie vergleichsweise einfach gegenüber den anderen Messmethoden ist. Auch ist sie weniger stark für Fehler anfällig. Allerdings bestehen normale „Siebtürme“ aus maximal acht Sieben. Daher können auch nur acht Datenpunkte ermittelt werden. Leider lässt sich das Verfahren auch kaum automatisieren und ist daher zeitaufwendig.
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Die dynamische Bildanalyse
Bei dem Ablauf der dynamischen Bildanalyse werden Partikel in kurzer Zeit an einem speziellen Kamerasystem vorbeigeschleust. Die erhobenen Daten werden im Anschluss analysiert. Moderne Geräte können mehrere Hundert Bilder pro Sekunde in Echtzeit analysieren. Das entspricht einer Einzelerfassung von Millionen Partikel innerhalb weniger Minuten. Zwar ist die Methode deutlich schneller als die Siebmethode, hat jedoch auch ihre Tücken. Denn es werden fehlerfrei unterschiedliche Partikelgrößen erkannt, bei der Zuordnung kommt es allerdings oft zu Messfehlern. Daher müssen bestimmte Messalgorithmen kontinuierlich angepasst werden.
Die statische Laserstreulichtanalyse
Die statische Laserstreulichtanalyse wird oft auch als Laserbeugung bezeichnet. Hierbei kommt es zu einer indirekten Messung der Partikelgröße. Dabei kommt Laserlicht zum Einsatz. Dieses wird durch die jeweiligen Partikel abgelenkt, also gestreut. Dabei gibt es einen Zusammenhang zwischen Streuung und Partikelgröße. Während große Partikel das Licht zu kleinen Winkeln streuen, bewirken kleine Partikel einen großen Streuwinkel. Die Systematik zeigt auch gleich die Vor- und Nachteile des Messverfahrens. Denn der größte Vorteil der Laserbeugung ist, dass es sich um ein schnelles Verfahren handelt.
Der große Nachteil ist jedoch, dass je kleiner die Proben werden, die Messungen mitunter ungenau werden, da sich einzelne Streusignale überlagern. Nichtsdestotrotz handelt es sich bei der Laserbeugung um ein etabliertes Verfahren, denn die Analysen und Durchführungen lassen sich weitgehend automatisieren.
Die dynamische Lichtstreuung
Eine weitere Methode stellt die Dynamische Lichtstreuung dar. Sie basiert maßgeblich auf dem Prinzip der Brown’schen Bewegung. Dieses Prinzip beschreibt die Bewegung von Partikeln innerhalb von Flüssigkeiten. Dem Prinzip zur Folge bewegen sich kleine Partikel schneller, größere hingegen langsamer. Durch das gestreute Licht können somit anhand der Diffusionsgeschwindigkeit Rückschlüsse auf die Größe gezogen werden. Das Messverfahren eignet sich besonders für Analyseverfahren, die nicht mittels Laserbeugung durchgeführt werden können. Allerdings kommt dabei die dynamische Lichtstreuung auch, je nach Größe, an ihre Grenzen. Sie kann oft nur zwischen 10 und einem Mikrometer Partikelgröße durchgeführt werden.
Wozu dienen online Messungen der Partikelgrößen?
In erster Linie dienen Messungen der Partikelgröße dem Abgleich verschiedener Stoffe und der Qualitätsbestimmung. Früher wurden solche Messungen meist nur von großen Unternehmen der Chemie oder Konzernen der Lebensmittelindustrie durchgeführt. Diese Zeit ist jedoch vorbei. Da viele Messungen online verarbeitet und ausgewertet werden können, sind die Messverfahren auch für kleinere Unternehmen interessant. Dabei kann das Verfahren gerade bei mittelständischen Unternehmen eine große Rolle spielen. Wer darauf angewiesen ist, immer wieder die gleiche Qualität anzubieten, sollte über die Messung von Partikelgrößen nachdenken. Das Messverfahren zeichnet sich schließlich durch kurze Messzeiten, eine hohe Präzision und einer Reproduzierbarkeit der Messerergebnisse aus.
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