Análisis de distribuciones de tamaño de partículas

Buscando información sobre como hacer una análisis de distribución de tamaños de partículas para el diseño de un presedimentador me encontré con la siguiente información:

Utilice la tabla siguiente como ayuda para elegir la tecnología y el instrumento de tamaño de partícula adecuados para sus necesidades:

Difracción Laser

En una medición de difracción láser, un rayo láser pasa a través de una muestra de partículas dispersas y se mide la variación angular en la intensidad de la luz dispersada. Las partículas grandes dispersan la luz en ángulos pequeños en relación con el rayo láser y las partículas pequeñas dispersan la luz en ángulos grandes. 

Los datos de intensidad de dispersión angular luego se analizan para calcular el tamaño de las partículas que crearon el patrón de dispersión utilizando la teoría de dispersión de luz de Mie. El tamaño de partícula se informa como un diámetro de esfera equivalente en volumen.

La Difracción Laser es  una técnica reconocida: cubierta por ISO13320 (2009).

Mastersizer 3000

El diseño óptico plegado patentado en el Mastersizer 3000 proporciona un impresionante rango de tamaño de partícula desde 10 nm hasta 3,5 mm utilizando una sola ruta de medición óptica. El Mastersizer 3000 utiliza una combinación secuencial de mediciones con fuentes de luz roja y azul para medir todo el rango de tamaños de partículas.

La medición de partículas grandes la proporciona un diseño de detector de plano focal avanzado capaz de resolver ángulos de difracción muy pequeños. La sensibilidad a las partículas de menos de 100 nm, que dispersan la luz en ángulos amplios, se logra utilizando una óptica avanzada y una potente fuente de luz azul de estado sólido de 10 mW.

Combinado con una gama de accesorios permite la medición de dispersiones húmedas y dispersiones secas.

Propiedades ópticas de la muestra y la Teoría de Mie

La difracción láser utiliza la teoría Mie de la dispersión de la luz para calcular la distribución de tamaño de partícula, suponiendo un modelo de esfera equivalente al volumen.

La teoría Mie requiere que se conozcan las propiedades ópticas (índice de refracción y componente imaginario) de la muestra que se está midiendo, junto con el índice de refracción del dispersante. Por lo general, las propiedades ópticas del dispersante son relativamente fáciles de encontrar a partir de los datos publicados, y muchos instrumentos modernos cuentan con bases de datos integradas que incluyen dispersantes comunes. Para muestras en las que no se conocen las propiedades ópticas, el usuario puede medirlas o calcularlas utilizando un enfoque iterativo basado en la bondad de ajuste entre los datos modelados y los datos reales recolectados para la muestra.

Un enfoque simplificado consiste en usar la aproximación Fraunhofer, que no requiere que se conozcan las propiedades ópticas de la muestra. Esto puede proporcionar resultados exactos para partículas grandes. Sin embargo, debe utilizarse con precaución cuando se trabaje con muestras que puedan tener partículas de menos de 50 µm, o cuando las partículas sean relativamente transparentes.

Fuente:

• https://www.malvernpanalytical.com/es/products/measurement-type/particle-size (20/12/2022)
• https://www.malvernpanalytical.com/es/products/technology/light-scattering/laser-diffraction (20/12/2022)