Setacciatura a getto d'aria di materiali sfusi

L'analisi granulometrica e la distribuzione granulometrica sono criteri importanti per il controllo della qualità dei materiali sfusi. In un processo di produzione in corso, i risultati di un controllo di qualità devono essere disponibili rapidamente per consentire un adeguamento immediato dei parametri di produzione. A seconda delle dimensioni delle particelle previste e del volume del campione, per l'analisi sono adatti diversi metodi di setacciatura e macchine di setacciatura. Il metodo utilizzato per l'analisi granulometrica è determinato principalmente dalla finezza del materiale da setacciare. I metodi classici di setacciatura di prodotti sfusi con setacciatori a vibrazione, orizzontali o a rubinetto sono limitati a dimensioni superiori a 40 micron. Quando si utilizzano vibrovagli per la setacciatura a umido, è possibile spingere il limite a 20 micron. Tuttavia, questo metodo prevede la dispersione del campione in un liquido, la filtrazione dopo la setacciatura, l'essiccazione e infine la pesatura delle frazioni ottenute.

Il principio della setacciatura a getto d'aria

Per la setacciatura a secco di campioni con particelle di dimensioni inferiori a 40 micron, la setacciatura a getto d'aria è il metodo preferito. Può anche essere un'alternativa più rapida alla setacciatura a vibrazione per particelle di dimensioni fino a 200 micron. Tutti i metodi qui menzionati sono adatti a determinare la dimensione delle particelle (frazione di setaccio) e la distribuzione granulometrica di un campione. A differenza di altri metodi, la setacciatura a getto d'aria viene solitamente effettuata con un solo setaccio. Insieme al materiale del campione, il setaccio viene posizionato sull'unità e coperto con un coperchio. Un potente aspiratore industriale genera un forte getto d'aria che disperde le particelle sul setaccio attraverso l'ugello a fessura che ruota sotto la maglia del setaccio. In questo modo le particelle si disperdono a ogni rotazione e si distribuiscono su tutta la superficie del setaccio. A questo punto si verificano due effetti:

1. Il getto d'aria provoca un continuo nuovo orientamento delle particelle sulla superficie del setaccio. Le particelle di dimensioni inferiori alle aperture del setaccio vengono aspirate dall'aspiratore.
   
   
2. Quando si utilizzano setacci di 25 mm di altezza, l'aria in entrata fa sì che le particelle impattino sul coperchio, contribuendo a distruggere gli agglomerati.

La velocità dell'ugello che ruota sotto il setaccio è solitamente fissa. Tuttavia, una variazione della velocità, come quella offerta dal getto AS 200 di RETSCH, può essere molto utile. I campioni sensibili, ad esempio, dovrebbero essere setacciati con una velocità bassa per ridurre al minimo le sollecitazioni sul materiale. Questo può essere ulteriormente ridotto utilizzando un setaccio di 50 mm di altezza, perché l'impatto del campione contro il coperchio è meno forte. Per i campioni che tendono ad agglomerarsi, la setacciatura ad alta velocità è più efficace. La frequenza d'impatto delle particelle contro il coperchio aumenta notevolmente e anche gli agglomerati più forti vengono dissolti dopo brevi tempi di setacciatura.

Riproducibilità e prestazioni

I setacci a maglia fine sono particolarmente sensibili alle cosiddette particelle quasi-mesh che bloccano la rete del setaccio. Questo non solo ha un effetto negativo sui risultati della setacciatura, ma porta anche a un'usura prematura del setaccio. La funzione Open Mesh del getto AS 200 si è rivelata una caratteristica molto utile per mantenere le prestazioni del setaccio e, di conseguenza, la riproducibilità dei risultati e per ridurre al minimo i tempi e gli sforzi di pulizia. Questa funzione consente all'ugello di muoversi secondo il principio "due passi avanti, un passo indietro", il che significa che l'ugello si muove prima in avanti di 20° e poi indietro di 10° invece di ruotare uniformemente. In questo modo le particelle vicine alla maglia vengono soffiate in modo molto efficace dalla rete, poiché nessun materiale sulla superficie del setaccio ostruisce il getto d'aria.

La figura mostra la griglia di un setaccio da 45 micron dopo la setacciatura di sabbia di quarzo con e senza la funzione Open Mesh. È chiaramente visibile che alcune aperture del setaccio sono bloccate da particelle quando la setacciatura è stata effettuata senza la funzione Open Mesh, mentre sono completamente libere quando è stata attivata la funzione OMF. Pulendo delicatamente il setaccio, questa funzione speciale contribuisce a migliorare la riproducibilità dell'analisi del setaccio e la durata dei setacci, rispetto ad altre macchine di setacciatura a getto d'aria.

Distribuzioni dimensionali delle particelle

Sebbene con il setacciatore a getto d'aria si possa utilizzare un solo setaccio, è comunque possibile determinare le distribuzioni granulometriche con questa unità. A tale scopo si possono utilizzare due metodi diversi:

1. Metodo standard: L'intera quantità di materiale da setacciare viene posta sul setaccio con la maglia più fine. Dopo aver setacciato e pesato la frazione, il materiale in eccesso viene posto sul setaccio successivo più grande e setacciato di nuovo. Questa procedura viene continuata fino a quando il campione completo viene separato in frazioni.
   
   
2. "Metodo svizzero: Il campione viene prima diviso nel numero di classi dimensionali da determinare e poi ogni parte viene setacciata individualmente con il setaccio corrispondente. Questo metodo può fornire risultati affidabili solo se la divisione del campione è stata effettuata in modo rappresentativo per mantenere identica la distribuzione granulometrica in tutti i campioni di pezzi. I migliori risultati si ottengono con i divisori rotativi, come il PT100 di RETSCH, che dividono il materiale iniziale in 6, 8 o 10 campioni identici.

Per il metodo standard è necessario un minor numero di campioni, mentre il metodo svizzero è più preciso. La valutazione basata su software non solo facilita e accelera l'elaborazione dei dati, ma elimina anche gli errori dell'utente durante il trasferimento dei dati e il calcolo. Il software (ad esempio EasySieve® di RETSCH) guida l'utente attraverso l'intero processo di setacciatura. Controlla il setacciatore e legge i dati di pesatura per generare un protocollo conforme agli standard.