Granulométrie avec une dispersion adaptée au produit
Les systèmes de particules se composent d’une phase dispersée (particules solides, gouttelettes liquides et bulles), qui est distribuée dans un milieu de dispersion gazeux ou liquide. Dans la plupart des cas, ce sont les propriétés physiques (telles que la taille ou la forme des particules) et les caractéristiques de distribution des particules individuelles (distribution de fréquence et densité de distribution) dans la phase dispersée qui sont intéressantes pour caractériser ces systèmes dispersés. Cependant, les particules solides sont soumises à divers mécanismes de liaison qui, en fonction de la taille des particules, des propriétés de la substance, de la concentration en particules et du milieu de dispersion, entraînent l’agglomération des particules individuelles. Le but de la dispersion est de surmonter les forces de liaison entre les particules agglomérées, afin de rendre les particules primaires mesurables par le granulomètre. En principe, l’énergie de liaison entre les particules, et donc l’inertie des agglomérats, augmente lorsque la taille des particules diminue. Ainsi, des forces de dispersion plus importantes sont généralement nécessaires pour des particules de taille plus petite.
La qualité de la dispersion détermine la pertinence et la fiabilité de l’analyse. Une analyse adaptée au produit implique que les systèmes de particules actuels soient, autant que possible, mesurés dans leur état d’origine. Le granulomètre doit être adapté aux particularités du produit et, si possible, analyser l’échantillon dans son état d’origine, sans aucune préparation d’échantillon élaborée qui modifierait inutilement le système de particules. Pour cette raison, il est préférable de mesurer les produits disponibles à l’état sec, tels que les poudres, les fibres ou les granulés, en voie sèche, tout comme les systèmes à dispersion liquide tels que les suspensions, les émulsions ou les gels doivent être caractérisés en voie liquide. Par conséquent, pour être adapté au produit, les sprays et les inhalants doivent être mesurés sous forme d’aérosols solides ou de gouttelettes.
Nos granulomètres innovants basés sur la diffraction laser et l’analyse d’images dynamique sont modulaires et adaptés aux applications sèches et liquides à l’aide de systèmes de dispersion et de systèmes de dosage adaptés au produit. Des procédures de dispersion innovantes et flexibles sont disponibles pour tous les produits secs ou liquides, allant du submicrons à quelques millimètres. Grâce à l’utilisation et à la combinaison de différents principes de dispersion, l’énergie de dispersion requise est introduite de manière précise et reproductible dans le système de particules à mesurer. Les particules primaires idéalement dispersées alimentent le granulomètre avec un débit massique constant. Cela est tout aussi efficace pour des agglomérats solides composés de très petites particules que pour des grosses particules métastables.
Forces d’attraction entre les particules
Les forces gravitationnelles les plus fréquemment observées sont les forces de Van der Waals (interactions dipolaires atomes-molécules) efficaces sur les surfaces adjacentes. Celles-ci ont une petite plage mais, en cas de contact étroit entre de très petites particules solides inférieures à 10 µm, elles sont extrêmement importantes et jouent un rôle dans les milieux tant gazeux que liquides. De plus, des forces de liaison résultant de ponts liquides sont formées si des particules plus grosses sont exposées à un liquide (humidité résiduelle) dans des environnements autrement secs et gazeux. La tension superficielle du liquide crée un vide capillaire qui tire les particules les unes vers les autres. L’attraction électrostatique a également lieu entre des particules dont les surfaces sont chargées de manière opposée ; cela peut jouer un rôle important notamment dans le cas de micro-grains inférieurs à 50 µm. De plus, certains matériaux eux-mêmes ont des propriétés magnétiques, ce qui augmente encore les forces de liaison et la tendance à la liaison.
Cependant, avec des tailles de particules supérieures à 50 µm, ce sont principalement les forces d’inertie (gravité, force centrifuge et inertie) ou les forces de surface (flux en amont et flottabilité) qui dominent et vont à l’encontre des forces de liaison et de la formation d’agglomérats, en particulier si les systèmes dispersés sont en mouvement. Ici, une accélération modérée des particules (dans un injecteur ou dans une conduite en chute libre) ou une circulation et un flux en amont dans un circuit de mesure suffisent dans la plupart des cas. Pour des tailles de particules inférieures à 50 µm, l’introduction ciblée et adaptée au produit de forces de dispersion efficaces revêt une importance croissante dans la séparation des particules.
Les tailles de particules indiquées ne sont utilisées que pour information générale et pour illustrer l’importance des forces interférentes ou opposées. Les forces de liaison réelles doivent toujours être évaluées en fonction du produit.
