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El Mastersizer 3000+ Lab es un sistema de nivel básico para el análisis del tamaño de partícula por difracción láser. Este sistema ofrece mediciones de tamaño sólidas de 0,1 a 1000 micrones y se beneficia de la experiencia principal del software Mastersizer Xplorer.
Descargar folletoEl Mastersizer 3000+ Lab ofrece una experiencia de medición de tamaño de partícula económico de nivel básico rentable que se puede actualizar según sea necesario.
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El Mastersizer 3000+ Lab utiliza la técnica de difracción láser para medir el tamaño de las partículas. Lo lleva a cabo midiendo la intensidad de la luz que se dispersa cuando el haz del láser pasa a través de una muestra de partículas dispersadas. Entonces, esta información se analiza para calcular el tamaño de las partículas que crearon el patrón de dispersión.
Un sistema típico está formado de tres elementos principales:
La fluidez del polvo es importante para mantener la eficiencia de fabricación de muchos procesos. La fluidez inconsistente del polvo puede afectar directamente a las variables de calidad del producto, como la uniformidad del contenido de las presentaciones farmacéuticas o puede provocar variaciones en el proceso a medida que las inconsistencias en el suministro de polvo cambian la eficacia de los procesos de reducción del tamaño de partículas. La fluidez del polvo es una consideración fundamental en la fabricación de productos sintetizados a través de técnicas de fabricación con aditivos o impresión en 3D. En este caso, una fluidez deficiente durante la deposición del lecho de polvo puede producir variaciones en la densidad del lecho de polvo, lo que causa defectos que reducen la resistencia del producto terminado.
El análisis de tamaño de partículas y de distribución de tamaño de partículas son esenciales para comprender las propiedades de fluidez de un polvo, ya que estas características ayudan a predecir cómo las partículas dentro del polvo se comprimirán y se unirán. Los polvos que tienen partículas de gran tamaño con una distribución de tamaño angosto tienden a presentar buena fluidez. Aquellos con un tamaño de partícula pequeño o una distribución de tamaño de partícula amplia tienden a tener menos fluidez debido a la mayor área de superficie de contacto que existe entre las partículas y la capacidad de las partículas finas presentes para llenar los vacíos.
La densidad de compresión de las partículas influye en el éxito de muchos procesos, incluido el relleno de molde en la producción de componentes de cerámica y metal, el recubrimiento en polvo y la carga de sólidos de las suspensiones. La forma en que las partículas se comprimen es una función entre su tamaño y su distribución del tamaño. Las partículas más grandes se comprimen con menos eficiencia que las más pequeñas, lo que genera vacíos más grandes. El ensanchamiento de la distribución de tamaño de partículas mejora la eficiencia de compresión, ya que permite que las partículas más pequeñas llenen los espacios entre las partículas más grandes. Minimizar el vacío es esencial para producir componentes sintetizados sin defectos. En el recubrimiento en polvo, la compresión compacta permite un derretimiento eficiente a temperaturas más bajas, lo que otorga más tiempo para reticulaciones entre las partículas de polímero y permite lograr un mejor acabado.
La compresión de las partículas también influye en la reología de las suspensiones, principalmente en su viscosidad. Una mezcla de partículas grandes y pequeñas tiene el menor impacto en la viscosidad del sistema debido a su mayor eficiencia de compresión, un fenómeno que se puede aprovechar para aumentar la carga de sólidos en las suspensiones, como pinturas y cerámicas.
La estabilidad de las suspensiones y emulsiones utilizadas y producidas en industrias, como la farmacéutica y de alimentos, es importante para garantizar la eficacia, la aceptabilidad y el éxito de los productos. Tanto la estabilidad de dispersión como la separación gravitatoria son elementos fundamentales.
Estabilidad de la dispersión: Para lograr una dispersión estable, se requiere el control de las fuerzas de adhesión y cohesión entre las partículas dentro de un medio. Estas fuerzas pueden causar la floculación de las emulsiones o la creación de aglomerados dentro de suspensiones y polvos. El riesgo de una estabilidad de dispersión deficiente aumenta con una disminución del tamaño de partículas y puede afectar significativamente el procesamiento. Puede llevar a problemas de transporte de polvo dentro de los procesos de fabricación o problemas con el rendimiento final del producto, como la formación de aglomerados que generan imperfecciones en recubrimientos y pinturas. El análisis de tamaño de partículas y la distribución de tamaño de partículas se utiliza para administrar el riesgo de estabilidad de dispersión y para identificar el impacto de los problemas de estabilidad en el rendimiento y la aceptación del producto.
Separación gravitatoria: Mejorar la estabilidad de una suspensión o emulsión a una separación gravitatoria depende de equilibrar la fuerza gravitatoria de las partículas, una función del tamaño y la densidad de las partículas, con el empuje ascendente del líquido de suspensión, que depende de la viscosidad. En las emulsiones, el análisis de tamaño de partículas se utiliza para evaluar la probabilidad de flotación, a la cual las gotas más grandes son propensas, y para monitorear la estabilidad de la floculación y la coalescencia en el tiempo. Debido a que el tamaño de la gota y el grado de floculación también pueden afectar características como la sensación bucal de un alimento o la viscosidad de una bebida, el tamaño de las partículas se debe medir de forma rutinaria cuando se optimizan y fabrican las formulaciones de emulsión.
La viscosidad y el flujo de suspensiones y lechadas dependen de distintas propiedades físicas, como el tamaño de las partículas y su distribución. Si el tamaño de las partículas disminuye (para una fracción de volumen constante) o la distribución de tamaños aumenta, la viscosidad de la muestra aumentará y la muestra fluirá con menos facilidad. La viscosidad es importante para muchas aplicaciones, como las pinturas, los cosméticos y la fabricación de baterías. Por ejemplo, en las baterías, cuyos electrodos se fabrican aplicando una lechada de partículas en suspensión a una lámina metálica. Si la lechada es demasiado viscosa, pueden surgir dificultades en el proceso de recubrimiento.
Las tasas de disolución de los materiales se ven afectadas por el área superficial específica de las partículas. El aumento del área de superficie de partículas específica mediante la reducción de su tamaño acelera el proceso de disolución. Esta correlación cobra especial importancia en productos farmacéuticos, en los que la disolución afecta directamente la biodisponibilidad de una sustancia farmacéutica. Los fabricantes de productos agroquímicos y detergentes también deben controlar el tamaño de las partículas para controlar las tasas de disolución y liberación de los componentes activos dentro de una fórmula.
La facilidad de inhalación es un criterio importante, tanto para prevenir que las personas inhalen partículas dañinas como para optimizar la deposición del medicamento en el tracto respiratorio. Para todos los productos farmacéuticos inhalados por vía oral y nasal (OINDP, del inglés “Orally-Inhaled and Nasal Drug Products”), el tamaño de partículas es un parámetro fundamental, con rangos de tamaño claros y especificados para la deposición y retención en la cavidad nasal y la penetración en distintas áreas de los pulmones. Por el contrario, los fabricantes de productos como materiales de limpieza y laca para el cabello deben controlar las partículas finas a fin de evitar la inhalación, por lo que el análisis del tamaño de partículas es esencial para las pruebas de seguridad.
La velocidad de reacción en sistemas sólidos suele ser una función del área superficial específica de las partículas involucradas. Cuanto más finas sean las partículas, mayor será la relación entre la superficie y el volumen, lo que promueve mayores velocidades de reacción. Esto es importante en industrias tan diversas como la del cemento, en la que el tamaño de las partículas influye en la velocidad de endurecimiento de los productos de cemento, la producción de catalizadores, en la que el tamaño de las partículas debe adaptarse para optimizar las velocidades de reacción o garantizar la eliminación eficaz de contaminantes, y la fabricación de baterías, en la que el tamaño de las partículas debe controlarse para equilibrar la densidad de potencia, los tiempos de carga y la durabilidad de las baterías.
Las propiedades ópticas, como la capacidad de dispersión de luz de las partículas, las aprovechan los fabricantes de pintura, recubrimientos y pigmentos. La forma en que las partículas dispersan la luz depende de su tamaño, por lo que la manipulación del tamaño de las partículas en un recubrimiento de superficie influye en los parámetros de rendimiento, como la tonalidad y la intensidad del matiz, la cobertura del producto y el brillo.
La percepción del consumidor acerca de los productos, como productos alimenticios, a menudo se ve afectada por el tamaño de las partículas. Por ejemplo, el tamaño de las partículas de café y hasta qué punto se muele influyen tanto en el sabor que desprende como en el tiempo necesario para prepararlo. Un tamaño de partículas finas en el chocolate le da una suave sensación bucal que se percibe, a menudo, como superior frente a una textura granulada.
Las propiedades de curado de materiales como el cemento se ven afectadas por el tamaño de las partículas. Las cualidades de curado, y la resistencia a la compresión resultante del cemento, aumentan a medida que disminuye el tamaño de las partículas debido al aumento de la superficie. La difracción láser mide la distribución del tamaño de las partículas, que es tan importante como el tamaño promedio. Si dos muestras de cemento tienen el mismo tamaño promedio o área de superficie, entonces la muestra con la distribución de tamaño más estrecha tendrá una mayor resistencia a la compresión.
| Tamaño de partícula | Suspensiones, emulsiones, polvos secos |
|---|---|
| Principio | Dispersión de luz láser |
| Análisis | Dispersión de Mie y Fraunhofer |
| Velocidad de adquisición de datos | 10 kHz |
| Tiempo típico de medición | <10 seg |
| Dimensiones (ancho, profundidad, altura) | 690 mm x 300 mm x 450 mm |
| Peso | 30 kg |
| Fuente de luz roja | Máx. 4 mW He-Ne, 632,8 nm |
|---|---|
| Fuente de luz azul | Ninguno |
| Disposición de la lente | Fourier reversible (haz convergente) |
| Distancia focal efectiva | 300 mm |
| Arreglo | Arreglo espaciado logarítmico |
|---|---|
| Rango angular | De 0,032 a 60 grados |
| Alineamiento | Automático |
| Tamaño de partícula | De 0,1 a 1000 µm * |
|---|---|
| Numero de clases de tamaño | 100 (ajustable por el usuario) |
| Precisión | Mejor que el 0,6 % ** |
| Precisión/Repetibilidad | Mejor que una variación del 0,5 % * |
| Reproducibilidad | Mejor que una variación del 1 % * |
| Seguridad de laser | Clase 1, IEC60825-1:2007 y CFR Capítulo I: Subcapítulo J: Parte 1040 (CDRH) |
|---|---|
| Pruebas reglamentarias | Cumple con las normas RoHS y WEEE Cumple con las normas CE/FCC Cumple con los requisitos de la norma europea de bajo voltaje |
| Potencia | 100/240 v, 50/60 Hz 50 W (sin unidades de dispersión conectadas) 200 W máximo (2 unidades de dispersión conectadas) |
|---|---|
| Humedad | Un 80 % máximo para temperaturas de hasta 31 °C, con una disminución lineal a 50 % a 40 °C. Sin condensación. |
| Temperatura de operación (°C) | De +5 °C a +40 °C |
| Temperatura de almacenamiento de producto | De -20 °C a +50 °C |
| Patentes | El banco óptico Mastersizer está protegido por patentes basadas en las solicitudes WO2013038161, WO2013038160 y WO2013038159. |
|---|
Configure el Mastersizer 3000+ Lab para su aplicación y requisitos con nuestra gama de opciones de configuración a continuación:
Hydro Insight es un accesorio de adquisición de imágenes dinámico que se ubica junto al Mastersizer 3000+ y proporciona información que va más allá de la distribución del tamaño de las partículas, de imágenes de partículas y de datos cuantitativos de la forma de las partículas.
De esta manera, ayuda a los científicos, investigadores y gerentes de control de calidad a comprender mejor sus materiales, desarrollar métodos más rápido y simplificar la solución de problemas.
Hydro SV es una unidad de dispersión de líquidos sencilla y económica diseñada para permitir el análisis de tamaño de partícula con volúmenes de muestra y dispersante pequeños.
Hydro SM es una unidad de dispersión de muestra de vía húmeda económica diseñada para medir muestras de dispersantes no acuosos, donde debe minimizarse el uso de solventes.
Una unidad de dispersión de muestra de vía húmeda de inmersión única que puede utilizarse con equipo de vidrio de laboratorio estándar. Adecuado para una amplia variedad de volúmenes de dispersante y rangos de tamaño de partícula.
El objetivo de la producción de chocolate es producir un producto con un sabor y una sensación en la boca uniformes, de una manera económica y eficiente. El control del tamaño de partícula y la distribución de tamaño de partícula del cacao y los sólidos de la leche es fundamental para lograr este objetivo. El Mastersizer 3000+ Chocosizer está diseñado con el fin de apoyar la producción y el control de calidad del chocolate con un método simple para un análisis rápido y confiable del tamaño de las partículas de chocolate.
El dispersor de polvo en seco Aero M permite medir muestras de polvo seco a granel. Su diseño simple garantiza la facilidad de uso y mantenimiento para lograr mediciones de distribución de tamaño de partícula sólidas y reproducibles como parte de las operaciones de producción o control de calidad de rutina.
El alimentador de muestra de embudo Aero está diseñado para ayudar a los usuarios a lograr mediciones rápidas y reproducibles de tamaño de partícula de polvo seco a granel, y permite que las muestras se agreguen directamente a las unidades de dispersión de polvo seco Aero S y Aero M sin necesidad de abrir la tapa de la unidad de dispersión. Esto acelera y simplifica el proceso de introducción de muestras para el análisis, y reduce el tiempo requerido para obtener resultados.
Libere el potencial de sus datos
Hasta ahora, los datos de instrumentos con demasiada frecuencia quedan atrapados en registros manuales, hojas de cálculo o servidores para sitios específicos. Si conecta su Mastersizer 3000+ a nuestro Smart Manager y analiza continuamente los datos del instrumento en la nube, podrá liberar todo su potencial. Esta es solo una de nuestras soluciones digitales que forman parte de Smart Manager de Malvern Panalytical.
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