Reproducible Sieve Analysis

L'analyse par tamisage (souvent appelée analyse granulométrique ou tamisage d'analyse) est utilisée pour déterminer la répartition granulométrique de divers produits en vrac. Sa manipulation et son évaluation sont décrites dans un grand nombre de normes internationales. En outre, elle est considérée comme un procédé important et encore indispensable aujourd'hui dans l'assurance qualité. L'analyse par tamisage se subdivise en tamisage à sec et en tamisage humide. Comme mouvement de tamisage, il existe les principes du tamisage par jet, du tamisage plan, du tamisage à battements, du tamisage par jet d'air et du tamisage par ultrasons. Le tamisage manuel n'est pas facilement reproductible en raison des influences individuelles de celui qui le pratique (endurance, vitesse, force).

Il est important de connaître la distribution granulométrique des produits en vrac de différentes formes et tailles pour pouvoir les caractériser. Les propriétés des produits, telles que le comportement en solution, le comportement d'écoulement et la réactivité, sont ainsi influencées de manière déterminante.

Analyse granulométrique

Dans de nombreux domaines d'application, comme l'industrie alimentaire, pharmaceutique et chimique, l'analyse granulométrique classique s'est établie pour les contrôles de production et de qualité des produits en vrac sous forme de poudre et de granulés. Parmi les avantages de l'analyse granulométrique, on peut citer la simplicité d'utilisation, les faibles coûts d'investissement, la mise à disposition rapide de résultats précis et reproductibles ainsi que la possibilité d'obtenir des fractions granulométriques individuelles. Ainsi, cette méthode peut tout à fait concurrencer avec les méthodes d'analyse modernes telles que la diffusion de la lumière laser ou les procédés de traitement d'images.

Pour toutefois pouvoir garantir une reproductibilité et une fiabilité élevées, les tamiseuses et les accessoires doivent répondre à des exigences élevées et satisfaire à des normes nationales et internationales. Cela signifie que les tamis de contrôle et les tamiseuses ainsi que tous les autres dispositifs de mesure (par exemple la balance) nécessaires à la caractérisation de la répartition granulométrique doivent pouvoir être calibrés et être soumis à la surveillance des moyens de contrôle dans le cadre des systèmes de gestion de la qualité. En outre, il est indispensable d'accorder également suffisamment de soin à la préparation des échantillons, car c'est la seule façon d'obtenir un résultat de tamisage qui permette de caractériser un produit de manière fiable.

Tamiseuses Tamis d’analyse

Methodes de Tamisage

Lors du processus de tamisage, l'échantillon est mis en mouvement vertical (tamisage par propulsion) ou horizontal (tamisage plan). Dans les tamiseurs d'analyse, les deux mécanismes se superposent. Le mouvement permet de comparer les particules avec les mailles de tamisage de chaque tamis. La probabilité de passage de chaque particule dépend de sa taille par rapport à l'ouverture du tamis, de son orientation et du nombre de comparaisons entre la particule et la maille du tamis.

Le choix du procédé de tamisage à utiliser dépend avant tout du degré de finesse de l'échantillon. Les tamisages à sec classiques sont réalisés dans une plage de granulométrie de 40 µm à 125 mm. Toutefois, la limite de mesure inférieure est également influencée par les propriétés de l'échantillon, telles que la formation d'agglomérats, la densité et la charge électrostatique.

TAMISAGE PAR PROPULSION

Lors du tamisage par jet, la matière à tamiser est projetée vers le haut par la vibration du fond de tamis et retombe ensuite sur la toile de tamisage sous l'effet de la gravité terrestre. L'amplitude indique l'amplitude de vibration verticale du fond de tamis. Lors du tamisage par jet des tamiseuses RETSCH, l'échantillon est soumis à un mouvement tridimensionnel, c'est-à-dire qu'un mouvement de rotation est superposé au mouvement de projection vertical.

L'échantillon est par conséquent réparti uniformément sur toute la surface du fond de tamis, les particules subissant une accélération dans le sens vertical, pouvant effectuer des rotations libres et être ainsi comparées de manière statistiquement orientée avec les ouvertures de maille lors de leur retombée.

Tamisage plan

Le tamisage plan est un mouvement horizontal et circulaire dans un plan. Les tamiseuses planes sont utilisées de préférence pour les particules qui s'écartent considérablement d'une géométrie sphérique, comme par exemple les produits à tamiser en forme d'aiguilles, de plaquettes, allongés ou fibreux. Le mouvement planaire du tamis garantit que les particules conservent en grande partie leur orientation sur le tamis. </p> ;

Tamisage par battements

Lors du tamisage à battements, un mouvement horizontal circulaire se superpose à un mouvement vertical déclenché par une percussion. Les tamiseurs à battements sont prescrits par une série de normes. Le nombre de comparaisons avec les mailles du tamis est nettement plus faible sur les tamiseuses à battements que sur les tamiseuses à jet (2,5 s-1 contre ~50 s-1), ce qui explique que les temps de tamisage soient plus longs. D'un autre côté, les particules reçoivent une plus grande percussion lors du processus de battement, c'est pourquoi on obtient un tamisage plus élevé, par exemple pour les abrasifs. Pour les particules légères, comme le talc ou la farine, une tamiseuse à battements permet d'obtenir un tamisage plus faible en termes de particules fines.

TAMISAGE PAR JET D'AIR

Le tamis à jet d'air est une machine de tamisage simple, c'est-à-dire qu'un seul tamis est utilisé pour chaque processus de tamisage. Le tamis lui-même n'est pas déplacé pendant le processus.Le matériau sur le tamis est déplacé par un jet d'air rotatif : Un aspirateur relié à la machine de tamisage génère un vide à l'intérieur de la chambre de tamisage et aspire de l'air frais par une buse à fente rotative. En passant par la fente étroite de la buse, le flux d'air est accéléré et soufflé contre les mailles du tamis, dispersant les particules. Au-dessus de la grille, le jet d'air est réparti sur toute la surface du tamis et est aspiré à faible vitesse à travers la grille. Les particules les plus fines sont ainsi transportées à travers les ouvertures du tamis dans l'aspirateur ou, éventuellement, dans un cyclone.

Dans le cas du tamisage à jet d'air, on utilise un seul tamis qui ne bouge pas pendant le processus de tamisage. Une buse rotative située sous le tamis dirige un flux d'air sur le produit à tamiser, ce qui permet de désagglomérer les particules et de les aspirer ensuite à travers le tamis. Le tamisage à jet d'air convient pour des dimensions allant de 10 µm à 4 mm.

Tamisage à sec

Le tamisage à sec est la méthode la plus populaire pour l'analyse reproductible de tamisage, y compris le tamisage vibratoire, horizontal et par tap. Le tamisage à jet d'air fait également partie du tamisage à sec, mais il s'agit d'un procédé spécial, voir ci-dessous. L'échantillon est éventuellement séché au préalable afin d'éviter la formation de grumeaux. Il est pesé avant le tamisage, puis placé dans le système de tamisage et pesé à nouveau à un moment ultérieur.

Lors de ce que l'on appelle la coupe granulométrique, on détermine à l'aide d'un tamis le pourcentage de l'échantillon qui reste sur le tamis ou qui est plus petit que la taille de maille choisie. Si l'on veut déterminer la taille des particules des différentes fractions (tamisage par lots), on utilise une tour de tamisage qui contient plusieurs tamis de différentes tailles de mailles (40 µm - 125 mm).

Pour que la reproductibilité soit garantie sans aucun doute, la machine doit être réglée de manière entièrement numérique. En outre, l'unité de régulation intégrée doit être contrôlée en permanence afin d'éviter toute modification ou déviation involontaire pendant le test.

Tamisage humide

Le tamisage humide sert à déterminer la taille des particules dans des échantillons humides, gras ou huileux. Même si le produit à analyser est déjà en suspension et ne doit pas être séché, le tamisage humide est la solution à privilégier, de même que pour les particules ayant tendance à s'agglomérer (généralement < ; 45 µm), qui obstrueraient sinon les ouvertures du tamis.

Le produit à tamiser est mis en suspension et, comme pour le tamisage à sec, déposé sur le tamis supérieur, puis rincé à l'eau sous vibration jusqu'à ce que le liquide s'écoulant sous la tour du tamis ne soit pas trouble. Le tamisage humide est effectué dans une plage de 20 µm à 20 mm.

Analyse granulométrique

La taille formelle des particules individuelles est appelée "granulométrie" ; dans un mélange, l'analyse granulométrique sert précisément à déterminer cette taille. La répartition ultérieure des tailles des particules a une influence déterminante sur les propriétés d'un matériau, tant dans le domaine scientifique que technique.

En raison de nombreuses différenciations et même de différentes méthodes de détermination, l'analyse granulométrique est considérée comme une discipline à part entière de la granulométrie.

Méthodes d'analyse granulométrique

Bien qu'il existe différentes méthodes d'analyse et de détermination de la taille des grains, toutes les variantes déterminent toujours le diamètre équivalent. La méthode finalement utilisée dépend fortement de la question posée, des éventuelles prescriptions et de la plage granulométrique elle-même.

Les particules plus grandes, à partir d'une taille d'environ 40 mm, sont généralement mesurées à la main ou à l'aide de photos, tandis que le tamisage est souvent utilisé pour l'analyse granulométrique des très petites particules, jusqu'à une taille de 10 μm.

Lors du tamisage, des tamis de différentes finesses sont d'abord empilés les uns sur les autres et tendus dans une machine à tamiser. Ensuite, l'échantillon est placé dans le tamis supérieur (avec la plus grande largeur de trous) et soumis pendant un certain temps à un mouvement de tamisage défini afin de garantir un tamisage précis.

Les particules de l'échantillon sont alors séparées en fonction de leur taille sur les tamis. Ensuite, on détermine le pourcentage des différentes fractions qui sont restées sur les tamis avec différentes largeurs de trous. Les pourcentages de masse des fractions individuelles sont désignés par p3. La courbe de somme de répartition Q3 renseigne sur les masses additionnées des fractions individuelles. Il est courant d'indiquer les tailles qui sont inférieures à 90%, 50% et 10% de l'échantillon.

Caractérisation optique des particules

L'analyse granulométrique peut également être réalisée à l'aide d'une technique de mesure optique. Selon la variante de mesure, il est également possible d'obtenir des informations sur la forme des particules. La plage de mesure se situe entre 0,3 nm et 30 mm selon le système. La caractérisation des particules peut être effectuée dans des suspensions, des émulsions, des systèmes colloïdaux, des poudres, des granulés et des produits en vrac.

Notre société sœur MICROTRAC est un leader technologique disposant d'un vaste réseau mondial et d'une offre inégalée dans le domaine de la caractérisation des particules.

MICROTRAC

Analysis of Particle Size Distribution - Présentation des produits

ANALYSE PAR TAMISAGE POUR LE CONTRÔLE DE LA QUALITÉ

Dans le langage courant, le terme « qualité » est généralement associé à la qualité supérieure d'un produit. La phrase suivante donne une définition plus précise de cette expression : « Par qualité, on entend la concordance entre certaines exigences posées à un produit et les propriétés du produit constatées par contrôle.

Cela signifie qu'il s'agit d'un produit de haute qualité si les propriétés souhaitées du produit se situent dans des plages de tolérance prédéfinies lors d'une mesure de contrôle ultérieure. Toutefois, si les résultats de mesure du produit s'écartent des valeurs requises, sa qualité n'est pas irréprochable. Un grand nombre de matériaux présents dans la nature et la technique se présentent sous forme dispersée (matière qui ne forme pas un tout homogène, mais qui est divisée en éléments pouvant être séparés les uns des autres, par exemple un tas de sable). La répartition des tailles de particules au sein d'une quantité de matériau, c'est-à-dire les proportions de particules de différentes tailles, a une influence déterminante sur les propriétés physiques et chimiques importantes

Par exemple, les propriétés suivantes du produit sont influencées par la taille des particules ou la répartition de la taille des particules :

la résistance du béton
le goût du chocolat
le comportement de dissolution des comprimés
les propriétés d'écoulement et de dissolution des poudres de lavage
l'activité de surface pour les matériaux filtrants

Les exemples ci-dessus montrent clairement l'importance de la connaissance de la répartition granulométrique dans le cadre de l'assurance qualité des produits en vrac dans la production. Si la répartition des grains change pendant le processus de production, alors la qualité du produit change également.

Tamiseuses Tamis d’analyse