Rozkład wielkości ziaren

Dwa rodzaje przedstawienia: funkcja rozkładu lub funkcja sumaryczna.

Materiały sypkie są złożonymi układami. Nawet jeśli składają się tylko z jednego składnika, trudno je jednoznacznie opisać. Kluczową cechą jest rozkład wielkości ziaren. Określa on, w jaki sposób rozkładają się wielkości cząstek w obrębie materiału. Dostarcza on zatem ważnych informacji. Może on na przykład dostarczyć informacji na temat płynności, gęstości upakowania, zdolności do zagęszczania i przetwarzalności.

Rozkład wielkości ziaren można przedstawić na różne sposoby. Często podaje się ją jako funkcję rozkładu, która pokazuje udział określonej wielkości ziaren. Alternatywnie można również zastosować funkcję sumaryczną. Opisuje ona całkowitą ilość cząstek, które są mniejsze lub większe od określonej wielkości ziaren. Ta reprezentacja całkowa umożliwia szybki przegląd.

Aby przejrzyście przedstawić duże zakresy wielkości, dane często nanosi się na wykresy logarytmiczne. Dzięki temu można wspólnie przedstawić drobne i grube cząstki, nie tracąc przy tym niewielkich różnic. W przypadku specjalnych zastosowań przyjęły się inne formy przedstawiania. Klasycznym przykładem jest wykres Rosina-Rammlera. Służy on do opisania rozkładu wielkości cząstek rozdrobnionych substancji stałych za pomocą prostej funkcji matematycznej.

Wybór formy przedstawienia zależy od danego procesu. Dla inżynierów procesowych rozkład wielkości ziaren stanowi podstawę do oceny mieszalności, zachowania aglomeracyjnego i specyfikacji produktu. Jest to zatem kluczowy parametr do charakteryzowania materiałów sypkich w praktyce i celowego projektowania procesów uszlachetniania.

Rozkład wielkości ziaren można określić na różne sposoby. Klasycznie odbywa się to poprzez przesiewanie. W tym celu materiał jest rozdzielany za pomocą sit o określonej wielkości oczek i ważony. Metoda ta jest niezawodna, ale ma ograniczone zastosowanie w przypadku drobnych proszków. Nowoczesne metody optyczne wykorzystują światło laserowe lub analizę obrazu. Pozwalają one szybko i dokładnie mierzyć wielkość cząstek, nawet w zakresie mikrometrów. Inne metody wykorzystują sedymentację lub rozpraszanie światła. W praktyce często łączy się kilka metod, aby zapewnić dokładne pokrycie zarówno grubych, jak i drobnych zakresów.