sedimentatieanalyse

Sedimentatieanalyse is een verzamelnaam voor analytische procedures die de grootteverdeling en het bezettingsgedrag van vaste deeltjes in een suspensie bepalen door hun snelheid van neerslag onder gewicht of onder centrifugale kracht te observeren. De methode vindt toepassing in milieutechniek, bodemkunde, materiaalwetenschap, farmaceutische kwaliteitszorg en industriële kontrollen van suspensies.

Principe en theorie: bij stapelende, laminaire stroming wordt de neerslag van bolvormige deeltjes in een Newtoniaanse vloeistof beschreven met Stokes’ wet: v = (Δρ g d^2)/(18 μ). Uit gemeten neerslagtijden of -hoogtes kan de corresponderende deeldiameter worden afgeleid. Praktische toepassing vereist kennis van de deeltjes- en vloeistofdichtheden, temperatuur en deeltjesconcentratie, en houdt rekening met afzetting van aggregaten, vlokvorming en niet-gestructureerde deeltjesvorm.

Methoden: graviteitsgebaseerde sedimentatie gebruikt kolommen, gevulde bekers of hydrometers/pipetten om de hoogte van het bezonken residu of het solids-gehalte in de tijd te volgen. Centrifugale sedimentatie versnelt de scheiding en verkort de testduur, vaak met geautomatiseerde uitlezing van de bezonken hoogte of lichttransmissie. Bij bodemonderzoek (hydrometer- of pipetmethode) en in industrieën zoals bouwmateriaal of farmacie komen dergelijke procedures routinematig voor.

Toepassingen en data: sedimentatieanalyse levert een particle-size distributie op, met kenmerken zoals D10, D50 en D90, en vaak een bezettingskaart of sedimentatiecurve H(t). Uitgangen zijn nuttig voor ontwerp van bezinktanks, kwaliteitscontrole van suspensies en karakterisering van ruimtelijke heterogeniteit in slurries.

Voordelen en beperkingen: de methode is relatief eenvoudig en goedkoop voor grotere deeltjes, maar beperkt bij zeer fijne deeltjes, sterke vlokvorming of hoge concentraties. Verfijningen vereisen correcties op de vorm, dichtheid en Brownse beweging. Standards bestaan in bodem- en wateranalyse en in materiaalkunde.