Analyse granulométrique par tamisage

Numériser et automatiser les flux de travail pour la détermination de la distribution de la taille des grains

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Analyse granulométrique - Distribution de la taille des particules

High-Throughput Experimentation (HTE)

 

Flux de travail pour l'analyse des tamis

Étapes de préparation
1. Élaboration de la méthode : en fonction du matériau à tester, choisissez une méthode normalisée appropriée, sélectionnez les tamis appropriés dans la pile afin de garantir une distribution uniforme sur chaque tamis et déterminez la quantité d'échantillon requise. Des essais préliminaires peuvent aider à spécifier ces paramètres
2. Préparation des tamis ou des piles, par exemple, enregistrement préalable des tamis (identification et poids à vide).
3. Échantillonnage
4. Préparation de l'échantillon, par exemple préséchage, conditionnement ou division de l'échantillon

Étapes de la pesée du tamis
5. Pesez les tamis vides, de bas en haut ou à partir du plateau (A), de la plus petite maille (B) à la plus grande (E) ; identifiez chaque tamis, soustrayez la tare.
6. Ajouter l'échantillon
7. Tamiser (manuellement ou à l'aide de la tamiseuse)
8. Pesez les fractions dans chaque tamis, de haut en bas ou de la plus grande à la plus petite taille de maille.
9. Analyse, évaluation et interprétation des résultats

Entretien de l'équipement
Comme d'autres instruments de mesure de précision dans le laboratoire, les tamis de contrôle nécessitent un entretien régulier pour maintenir leur niveau de performance :

  • un nettoyage soigneux après chaque passage
  • des contrôles de performance avant l'utilisation et des contrôles de routine périodiques, par exemple des tests avec des échantillons d'essais d'aptitude.
  • l'étalonnage : L'étalonnage périodique et la recertification des tamis de contrôle (ASTM E11 ou ISO 3310-1).

 

Résultats de l'analyse granulométrique

L'analyse d'images statiques (SIA) est principalement utilisée pour mesurer des distributions de tailles étroites, en mettant l'accent sur la caractérisation des particules très fines. Elle fournit des images de particules à haute résolution qui permettent une description extrêmement précise de la taille et de la forme, mais elle prend beaucoup de temps. La SIA est principalement utilisée dans la recherche et le développement.
Norme : ISO 13322-1.

L'analyse dynamique d'images (DIA) est une méthode de caractérisation des particules basée sur les nombres, applicable aux échantillons de taille supérieure à environ 1 µm. Si des particules plus petites doivent également être mesurées, la diffraction laser (LD) est la méthode de choix. La DIA est une méthode moderne de caractérisation de la taille des particules qui convient parfaitement aux mesures de routine des produits en vrac, des poudres, des granulés et des suspensions. Dans de nombreuses industries, la DIA a déjà remplacé l'analyse traditionnelle par tamisage.
Norme : ISO 13322-2.

La diffusion statique de la lumière (SLS) ou la diffraction laser (LD) permettent de déterminer les distributions basées sur le volume, les produits pharmaceutiques (API) et les PSD dans les liquides et les boues. La diffraction laser est la méthode la plus courante pour la détermination des distributions granulométriques autres que l'analyse traditionnelle par tamisage. Elle est basée sur la déviation d'un faisceau laser par un ensemble de particules dispersées dans un liquide ou un flux d'air.
Norme : ISO 13320.

La diffusion dynamique de la lumière (DLS) est basée sur le mouvement brownien des particules dispersées dans une solution. Il s'agit d'une technique non invasive permettant de mesurer la taille et la distribution des molécules et des particules, généralement dans la plage submicronique.
Norme : ISO 22412.

 

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Les défis de l'analyse granulométrique

 

Analyse granulométrique - Balances et logiciels

 

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FAQ

Questions fréquemment posées sur l'analyse granulométrique

Quelle est la taille d'échantillon recommandée pour l'analyse granulométrique ?

Dans les expériences d'analyse granulométrique, on a souvent tendance à utiliser des échantillons trop grands, car on suppose que cela rendra les résultats du test plus précis. Cependant, cela compromet la précision du résultat, car chaque particule individuelle n'a pas la possibilité de se présenter à la surface du tamis. En général, un échantillon de 25 à 100 g est recommandé. Il existe une procédure pour aider à déterminer la taille appropriée de l'échantillon, en utilisant un diviseur d'échantillon pour réduire l'échantillon à différents poids (25 g, 50 g, 100 g, 200 g), et en testant des échantillons dans les différentes gammes de poids. Si le test effectué avec un échantillon de 50 g montre à peu près le même pourcentage de passage au tamis fin qu'avec un échantillon de 25 g, alors qu'un échantillon de 100 g montre un pourcentage de passage beaucoup plus faible, cela indiquerait que l'échantillon de 50 g est la taille d'échantillon appropriée.

Quelle est la différence entre les diamètres des tamis dans les normes ASTM et les normes ISO/BS ?

Dans les normes ASTM, les diamètres des tamis sont mesurés en pouces, alors que les normes ISO/BS utilisent des millimètres. Il existe une légère différence entre 8 pouces et 200 mm ou 12 pouces et 300 mm de diamètre. En réalité, 8 pouces équivalent à 203 mm et 12 pouces à 305 mm. Par conséquent, les tamis de contrôle d'un diamètre de 8 pouces et 200 mm ne peuvent pas être emboîtés, pas plus que les tamis de contrôle d'un diamètre de 12 pouces et 300 mm.

Quelles sont les différences entre le nombre de mailles et l'espacement des fils dans les normes ASTM et les normes ISO/BS ?

Le nombre de mailles représente le nombre de fils par pouce (25,4 mm). Les tamis à fils tissés sont vendus soit en fonction du nombre de mailles, soit en fonction de l'espacement des fils. Les normes américaines ASTM utilisent le nombre de mailles, tandis que les normes internationales et britanniques ISO/BS ont tendance à utiliser l'espacement des fils.

Comment l'humidité de l'air dans le laboratoire affecte-t-elle l'analyse des tamis ?

Dans des conditions très sèches, les poudres fines peuvent adhérer à la fois aux éléments du tamis et les unes aux autres avec de fortes charges électrostatiques. Idéalement, l'humidité relative (% HR) devrait se situer entre 45 % et 60 %.

Quels sont les avantages de l'analyse granulométrique par rapport à d'autres techniques, telles que les méthodes d'analyse d'images ?

Les avantages de l'analyse granulométrique sont les suivants : coûts d'investissement peu élevés, manipulation aisée, résultats précis et reproductibles en un temps relativement court et capacité à séparer les fractions granulométriques. C'est pourquoi cette méthode est couramment utilisée à la place des méthodes utilisant la lumière laser ou le traitement d'images.

Quelles sont les limites de l'analyse granulométrique ?

L'une des limites est le nombre de fractions granulométriques que l'on peut obtenir, ce qui limite la résolution. Une pile de tamis standard comprend un maximum de 8 tamis, ce qui signifie que la distribution de la taille des particules est basée sur seulement 8 points de données. D'autres limites sont que cette technique ne fonctionne qu'avec des particules sèches, que la limite minimale de mesure est de 50 µm et que la méthode peut prendre beaucoup de temps.