Partikelmeßtechnik

Partikelmeßtechnik
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Die Partikelmesstechnik ist ein Teilgebiet der Mechanischen Verfahrenstechnik. Sie untersucht Partikeleigenschaften jedweder Art, da diese sich oft entscheidend auf die Eigenschaften eines Produktes auswirken. Beispielsweise spielt die Partikelgröße, häufig auch als Korngröße bezeichnet, eine wichtige Rolle, wenn das Fließverhalten eines Schüttguts oder die Stabilität von Haufwerk beurteilt werden soll.

Hingegen umfasst die Partikelmesstechnik nicht das Fachgebiet der Elementarteilchen-Physik.

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Im Bereich der Mechanischen Verfahrenstechnik bedeutet eine Stoffumwandlung vor allem eine Änderung des Dispersitätszustandes, das heißt der Feinheit eines dispersen Systems. Misch-, Trenn-, Zerkleinerungs- und Agglomerationsverfahren verändern die physikalischen Eigenschaften der erzeugten Produkte über ihre Partikelgrößenverteilung. Beeinflusst werden unter anderem die Bruchfestigkeit, die Durchströmbarkeit und viele andere Eigenschaften.

Ziel der Partikelmesstechnik

Die oben geschilderten Zusammenhänge führen nach Rumpf zur folgenden Beschreibung des Umfangs der Partikelmesstechnik:

Die Produkteigenschaften hängen von den Dispersitätseigenschaften ab, d.h. eine Produkteigenschaft ist eine Funktion der Dispersitätseigenschaft.

Dieser als Eigenschaftsfunktion bezeichnete Zusammenhang zeigt, dass neben der Messung der Produkteigenschaften wie zum Beispiel der Durchströmbarkeit auch deren Abhängigkeit von den Dispersitätseigenschaften untersucht werden muss. Letzteres geschieht im Rahmen der Dispersitätsanalyse, häufig auch Korngrößenanalyse oder Partikelgrößenanalyse genannt.

Die Beschränkung der Partikelmesstechnik auf die Messung von Dispersitätseigenschaften wird ihrer Bedeutung indes nicht vollständig gerecht. Vielmehr kommt die Messung weiterer für die Anwendung bedeutender Produkteigenschaften, die nicht ausschließlich von der Dispersität abhängen, hinzu:

  • Optische Eigenschaften
  • Elektrische Eigenschaften
  • Raumausfüllung
  • Schüttgutverhalten
  • Agglomerationsverhalten
  • Durchströmungsverhalten
  • Rheologisches Verhalten
  • Filtrierverhalten
  • Verschleißverhalten
  • Oberflächenreaktionen
  • Mischbarkeit

und viele andere mehr.

Anwendungsgebiete

Die Ergebnisse der Partikelmesstechnik werden verwendet, um

  • Zerkleinerungen oder Agglomerationen zu charakterisieren und zu kontrollieren,
  • Förderungs- oder Rieselfähigkeit sicherzustellen (z.B. im Silo),
  • die Wirksamkeit eines Stoffes als Katalysator zu prüfen (Messung der spezifischen Oberfläche),
  • Trommelfilter oder andere verfahrenstechnische Maschinen auszulegen,
  • Reinräume oder Filter zu überwachen (Partikelzählung),
  • die Produktqualität mit Hilfe von Partikelgrößenverteilungen auch quantitativ erfassen zu können.
Beispiele
  • Die Qualität von Schokolade hängt neben anderen Faktoren von der Feinheit des gemahlenen Kakaos und Zuckers ab. Kaum jemand mag Schokolade, bei der man das Gefühl hat, Sand zu essen.
  • Die Feinheit eines medizinischen Wirkstoffs oder seines Trägerstoffes beeinflusst dessen Freisetzungsdauer im menschlichen Körper.

Verfahren

  • Siebanalyse
  • Automatische Bildanalyse
  • Oberflächenbestimmung
  • Kaskadenimpaktor
  • Laserbeugung
  • optischer Einzelpartikelzähler
  • Sedimentation
  • Sichtung

Literatur

  • Hans Rumpf: Staub - Reinhaltung der Luft 27(1), 1967, S. 3-13
  • Albrecht F. Braun: Die genetische Deutung natürlicher Haufwerke mit Hilfe des doppeltlogarithmischen Körnungsnetzes nach ROSIN, RAMMLER und SPERLING (DIN 4190). In: Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften 126, Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung/Science Publishers, Stuttgart 1975, S. 199–205 (Abstract)

Siehe auch


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