Tầm quan trọng của phân bố kích thước hạt (PSD)

Phân bố kích thước hạt (PSD) đề cập đến danh sách các giá trị được sử dụng để minh họa lượng tương đối của các kích thước hạt trong một mẫu sản phẩm dạng hạt. Sau khi kích thước hạt cần thiết được hoàn thiện cho một sản phẩm dạng hạt cụ thể, các thử nghiệm được tiến hành để xác định thiết bị phù hợp để đạt được kết quả mong muốn ở quy mô sản xuất. Sau đó, thiết bị này được sử dụng để đạt được kích thước hạt đồng nhất và kết quả là sản phẩm hoàn thiện sẽ thể hiện các đặc điểm và tính chất cần thiết.

Tại sao dữ liệu phân bố kích thước hạt lại quan trọng?

• Dữ liệu PSD đóng vai trò tối quan trọng trong việc xác định mức độ thành phần dược phẩm hoạt tính (API) trong quy trình sản xuất dược phẩm.
• Dữ liệu PSD được theo dõi trong nhiều quy trình sản xuất thực phẩm – sự phân bố kích thước hạt có thể ảnh hưởng đến hương vị và hình thức của sản phẩm cuối cùng.
• Dữ liệu PSD rất quan trọng để đánh giá hiệu suất vật liệu, đặc biệt là trong kỹ thuật dân dụng (chẳng hạn như khả năng chịu lực và cường độ của đất và đá).

Ứng dụng sản xuất dược phẩm

Các kỹ sư quy trình trong ngành dược phẩm đặc biệt chú ý đến PSD trong các mẫu vật liệu. Như đã đề cập ngắn gọn ở trên, sự biến động về kích thước hạt có thể dẫn đến những thay đổi không mong muốn đối với thành phẩm – chẳng hạn như tỷ lệ thuốc có trong tuần hoàn của một cá nhân (và do đó khả năng có tác dụng tích cực của thuốc) và độ ổn định của sản phẩm cuối cùng trên kệ (độ ổn định trên kệ). Trước khi tiến hành quy trình sản xuất, mỗi loại thuốc riêng lẻ được phân bổ phạm vi kích thước hạt cũng như các giá trị khác như đặc điểm bề mặt hạt. Về mặt kích thước hạt, một phạm vi phân phối hẹp là mong muốn (thuốc sẽ gần với thông số kỹ thuật mục tiêu hơn khi có phạm vi phân phối hẹp).

Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm và đồ uống

Trong quá trình sản xuất nhiều mặt hàng thực phẩm và đồ uống, việc đạt được sự phân bố kích thước hạt hẹp là rất quan trọng. Các đặc tính của thực phẩm có thể bị ảnh hưởng tiêu cực nếu không đạt được điều này (ví dụ, hương vị và độ đặc). Các mặt hàng thực phẩm và đồ uống mà điều này đặc biệt quan trọng bao gồm:

• Bột (như bột mì, thảo mộc, gia vị, sản phẩm khô, trà và cà phê)
• Viên nén (như viên nén, ngũ cốc, thức ăn cho vật nuôi, bữa ăn, đậu và vụn bánh mì)
• Nhũ tương (như dầu ăn)
• Các loại hỗn dịch (như đồ ăn nhẹ ép đùn – dạng mảnh và dạng hình)

Tầm quan trọng của kích thước hạt

Kích thước và hình dạng của các hạt, ví dụ như hạt nhựa được sử dụng trong quy trình ép phun, có thể ảnh hưởng rất lớn đến kết quả của sản phẩm hoàn thiện. Bất kể loại nhựa nào, kích thước và hình dạng của hạt phải hoàn toàn đồng nhất để đảm bảo rằng các hạt được nấu chảy ở tốc độ đồng đều. Trên hết, các hạt rất nhỏ (hạt mịn) tan chảy nhanh hơn và gây ra sự không đồng nhất không chỉ về màu sắc mà còn về tính chất của sản phẩm. Theo cách này, PSD cuối cùng ảnh hưởng đến chất lượng tổng thể của các bộ phận được đúc.

Kích thước của các hạt polyme cũng quan trọng đối với tuổi thọ của thiết bị sản xuất. Các viên lớn hơn có thể tạo ra tắc nghẽn hoặc khiến máy trục trặc. Tốt nhất là sản xuất chậm lại hoặc dừng lại trong khi thiết bị được vệ sinh. Tuy nhiên, theo thời gian, thiết bị sẽ hỏng hóc, tốn kém để sửa chữa hoặc thay thế.

Kích thước hạt được đo như thế nào?

Có một số kỹ thuật có thể dùng để xác định kích thước hạt, xác định phạm vi và kích thước hạt trung bình. Các máy phân tích kích thước hạt (PSA) được sử dụng, chẳng hạn như:

• Phân tích chuyển động Brown
• Xử lý hình ảnh độ nét cao

Phân bố kích thước hạt được đánh giá như thế nào?

Để có được dữ liệu phân bố kích thước hạt, người ta thường sử dụng phân tích sàng (thường được gọi là thử nghiệm phân cấp). Trong quá trình phân tích, vật liệu mẫu được đưa qua một loạt sàng. Khi vật liệu di chuyển qua các sàng, kích thước mắt lưới giảm dần. Sau đó, mức vật liệu thu thập được ở mỗi mức được cân và người thử nghiệm có thể thấy tỷ lệ nào của toàn bộ khối lượng vật liệu đã được “giữ lại” hiệu quả ở mỗi mức. Sau đó, có thể cung cấp sự phân tích kích thước hạt cho các bên liên quan có liên quan để phân tích. Nếu PSD phù hợp với các yêu cầu của người thử nghiệm, bước tiếp theo là đạt được sự phân bố kích thước hạt nhất quán ở quy mô lớn.

Đạt được sự phân bố kích thước hạt đồng đều ở quy mô lớn

Việc đạt được sự phân bố kích thước hạt đồng nhất ở quy mô lớn là rất quan trọng – tuy nhiên, hiệu quả về mặt chi phí của phương pháp này cũng phải được xem xét. Để hiểu rõ về chi phí và đưa ra các khuyến nghị phù hợp, các thử nghiệm được tiến hành. Các thử nghiệm này cho phép chúng tôi nêu rõ số tấn mỗi giờ có thể được xử lý (và chi phí là bao nhiêu).

Sau các thử nghiệm, chúng tôi cung cấp vật liệu sàng lọc và sàng lọc thích hợp. Các ví dụ gần đây bao gồm:

• Sàng lọc chất xúc tác vôi: Khách hàng của chúng tôi yêu cầu một giải pháp cho phép họ đạt được kích thước hạt chính xác trong quá trình sản xuất thiết bị lọc không khí. Để cung cấp đủ diện tích bề mặt để đạt được phản ứng mong muốn cần thiết để loại bỏ CO2, các hạt phải có kích thước nhất định. Nếu vật liệu bao gồm các cục lớn, diện tích bề mặt sẽ quá nhỏ. Nếu các hạt không đủ lớn, không khí sẽ không thể đi qua các khoảng trống với tốc độ yêu cầu.
• Sàng lọc ngũ cốc ăn sáng: Khách hàng của chúng tôi yêu cầu một giải pháp để đạt được kết cấu đồng nhất của ngũ cốc ăn sáng phổ biến làm từ gạo. Nếu không có độ đồng nhất này, sản phẩm cuối cùng sẽ không đáp ứng được kỳ vọng của người tiêu dùng.
• …

---

Liên hệ với SWOER:

• Hotline: 0347 103 200
• Email: sales@swoer.vn
• Website: www.swoer.vn
• Địa chỉ: Số 4, Dã Tượng, Đường Lê Văn Thịnh, Phường Suối Hoa, Thành phố Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh