partikelikokoalueilla

Partikelikokoalueet ovat hiukkasjoukon koon mukaan jaettuja luokkia, joiden alaraja ja yläraja määrittävät kunkin koon. Ne ovat osa hiukkasjakauman kuvaamista ja antavat tiivistetyn käsityksen siitä, millaisia hiukkasista koostuu kyseisessä aineessa tai tuotteessa. Kokoalueita käytetään sekä tutkimuksessa että teollisuudessa erilaisten prosessien ja ominaisuuksien ymmärtämiseen ja hallintaan.

Käyttökohteet ja merkitys. Partikelikokoalueiden tunteminen vaikuttaa esimerkiksi suodatukseen, ruiskutukseen, majoitus- ja täytteisprosesseihin sekä lopputuotteen luettavuuteen, tunkeutumiseen ja biologiseen hyödyntämiseen. Farma- ja elintarviketeollisuudessa hiukkaskoko vaikuttaa liukenemiseen, imuun ja säilyvyyteen; ympäristötutkimuksessa pienemmät hiukkaset voivat siirtyä ilmasta veteen tai maaperään eri tavoilla. Kokoalueiden määrittely on myös keskeistä standardeissa ja laatujärjestelmissä.

Yleiset kokoaikojen luokitukset. Yleisesti jaotellaan suurempia hiukkasia suurempi- ja karkeammilla luokilla sekä pienempiä hiukkasia pienempi- ja hienojakoisilla alueilla. Tarkat rajat vaihtelevat teollisuuden tai tutkimuksen mukaan, mutta esimerkillisesti ovat yleisiä luokkia kuten makro/karkeat (>100 μm), hienot (1–100 μm) ja ultrafine tai nano-kokoalueet alle noin 1 μm (alle 1000 nm). Eri aloilla käytetyt rajat on syytä tarkistaa kyseisen standardin mukaan.

Mittaus ja kuvaaminen. Partikelikokoalueita määritetään erilaisten mittausmenetelmien avulla. Perinteisiä ovat siivilä- tai mikroskopiaanalyysit suurille hiukkasille. Instrumentaalisista menetelmistä käytetään yleisesti laser-diffractionia sekä dynamic light scatteringia pienemmille hiukkasille; suuremmissa ja monimutkaisissa seoksissa voidaan käyttää myös muita tekniikoita. Eri menetelmillä saavutettavat kokoalueet ja tulosten tulkintatavat voivat poiketa toisistaan, joten mittaustulosten vertailussa on kiinnitettävä huomiota käytettyihin menetelmiin.

Datan tulkinta ja haasteet. PSD-käyrä ja siihen liittyvät tilastolliset mittarit, kuten D10, D50 ja D90 sekä jakauman levey, kuvaavat hiukkasten koon jakautumista. Haasteina ovat hiukkasten agglomeroituminen, kosteuden vaikutus sekä valmistus- ja mittausolosuhteiden epäjatkuvuudet, jotka voivat vääristää tuloksia. Siipien ja teknisten rajojen ymmärtäminen on oleellista luotettavan kokojakauman varmistamiseksi.