Endüstriyel süreçlerde, özellikle toz ve granül malzeme kullanan sektörlerde, parçacık boyutu ve boyut dağılımı kritik öneme sahiptir. Bu özellikleri belirlemenin en temel ve yaygın yollarından biri, elek analizidir. Elek analizinin kalbinde ise mesh ölçüm cihazları yer alır. Peki, bu cihazlar nasıl çalışır ve neden bu kadar önemlidirler? "Mesh Ölçüm Cihazları Nasıl Çalışır?" başlıklı bu blog yazımızda, elek analizi prensiplerinden cihaz tiplerine, doğru kullanım ipuçlarından uygulama alanlarına kadar her şeyi detaylıca inceleyeceğiz.
Mesh kelimesi, birim inç başına düşen tel sayısını ifade eder. Örneğin, 100 mesh bir elek, bir inçlik alanda 100 telin bulunduğunu ve bu tellerin arasında 100 adet boşluk (göz açıklığı) olduğunu gösterir. Mesh sayısı arttıkça elek göz açıklığı küçülür, dolayısıyla daha ince parçacıkları ayırabilir.
Parçacık boyutu, bir malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini doğrudan etkiler:
Akışkanlık: Tozların huni veya borulardan ne kadar kolay akacağını belirler.
Çözünürlük ve Reaktivite: Daha küçük parçacıklar genellikle daha geniş yüzey alanına sahip olduğundan, daha hızlı çözünür ve kimyasal reaksiyonlara daha çabuk girer.
Sıkıştırılabilirlik: Tabletleme gibi süreçlerde parçacık boyutu dağılımı önemlidir.
Ürün Performansı: Boya pigmentlerinin örtücülüğü, ilaçların biyoyararlanımı, kahvenin demlenme kalitesi gibi birçok ürün özelliği parçacık boyutuna bağlıdır.
Bu nedenle, mesh ölçüm cihazları kullanılarak parçacık boyutu dağılımının doğru bir şekilde belirlenmesi, ürün kalitesini ve süreç verimliliğini garantilemek için hayati bir adımdır.
Elek analizi, belirli bir malzeme örneğinin, giderek küçülen göz açıklıklarına sahip bir dizi elekten geçirilerek farklı boyutlardaki fraksiyonlara ayrılması işlemidir. Bu işlem genellikle bir elek sallayıcı (sieve shaker) adı verilen bir mesh ölçüm cihazı ile yapılır.
Temel Çalışma Prensibi:
Numune Hazırlığı: Analiz edilecek toz veya granül malzemenin temsili bir numunesi alınır. Numunenin kuru ve serbest akışkan olması önemlidir.
Elek Dizilimi: En büyük göz açıklığına sahip elek en üste, en küçük göz açıklığına sahip elek ise en alta gelecek şekilde bir dizi elek (genellikle 5-10 adet) üst üste yerleştirilir. En altta ise en ince parçacıkların toplandığı bir toplama tavası (tava veya kova) bulunur.
Yerleştirme ve Sabitleme: Numune, en üstteki eleğin üzerine konulur ve elek seti, elek sallayıcı cihazına sıkıca sabitlenir.
Sallama (Titreşim): Cihaz, elek setini belirli bir süre boyunca (genellikle 5-15 dakika) ve belirli bir frekansta hem yatay hem de dikey yönlerde titreştirir. Bu titreşimler, parçacıkların elek gözlerinden geçmesini veya eleğin üzerinde kalmasını sağlar.
Ayırma ve Tartım: Belirlenen sürenin sonunda cihaz durdurulur ve her bir eleğin üzerinde kalan malzeme miktarı ayrı ayrı tartılır. Toplama tavasındaki malzeme de tartılır.
Veri Analizi: Her eleğin üzerindeki ve tavada biriken kütleler kullanılarak, numunenin parçacık boyutu dağılımı (örn. kümülatif yüzde geçiş veya kümülatif yüzde kalış) hesaplanır ve genellikle bir grafik veya tablo halinde sunulur.
Piyasada farklı çalışma prensiplerine sahip çeşitli elek sallayıcılar bulunur:
Titreşimli (Elektromanyetik) Elek Sallayıcılar: En yaygın tiptir. Bir elektromıknatıs yardımıyla elek setini yüksek frekansta dikey ve bazen yatay titreşimlerle sallar. Genellikle daha ince tozlar için uygundur ve hassas sonuçlar verir.
Mekanik (Rotasyonel/Çalkalayıcı) Elek Sallayıcılar: Elek setini hem döner hem de sallama hareketiyle çalıştırır. Daha büyük parçacıklar ve daha hacimli numuneler için tercih edilebilir. Daha sağlam ve endüstriyel kullanıma uygun modelleri bulunur.
Hava Jetli Elek Sallayıcılar: Özellikle çok ince ve topaklanmaya meyilli tozlar için kullanılır. Elek gözlerinin altından yukarı doğru hava üfleyerek parçacıkların birbirinden ayrılmasını ve elekten geçmesini kolaylaştırır. Elek tıkanmasını önler.
Islak Elek Sallayıcılar: Su veya başka bir sıvı kullanarak tozların eleklerden geçmesini kolaylaştırır. Özellikle su içinde çözünen veya topaklanan tozlar için idealdir. Ayırma sonrası malzemenin kurutulması gerekir.
Temsili Numune Alma: Analiz sonuçlarının doğru olması için tüm partiyi temsil eden bir numune almak esastır. Bölücü (splitter) veya çeyrekleme gibi yöntemler kullanılabilir.
Elek Kalibrasyonu: Kullanılan eleklerin göz açıklıklarının standartlara uygun olduğundan emin olunmalıdır. Zamanla elek telleri aşınabilir veya deforme olabilir.
Karıştırma Süresi ve Frekansı: Numunenin ve elek sallayıcının tipine göre optimum sallama süresi ve frekansı belirlenmelidir. Çok kısa süre yetersiz ayırmaya, çok uzun süre ise parçacık aşınmasına yol açabilir.
Numune Miktarı: Eleklerin aşırı yüklenmesi, etkin ayırmayı engeller. Her elek için maksimum yükleme kapasitesine uyulmalıdır.
Temizlik ve Bakım: Eleklerin düzenli olarak temizlenmesi ve hasar görmemiş olması, doğru sonuçlar için önemlidir. Elek gözlerinde kalan parçacıklar sonuçları yanıltabilir.
Çevresel Koşullar: Özellikle nem, bazı tozların topaklanmasına ve elek gözlerini tıkamasına neden olabilir. Kontrollü bir laboratuvar ortamında çalışmak önemlidir.
Mesh ölçüm cihazları ve elek analizi, çok çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılır:
İlaç Endüstrisi: Tablet ve kapsül üretimi, etken madde boyutu kontrolü.
Gıda Endüstrisi: Un, şeker, kahve, baharat gibi ürünlerin partikül boyutu kontrolü.
İnşaat Malzemeleri: Çimento, kum, agrega, alçı gibi malzemelerin kalite kontrolü.
Kimya Endüstrisi: Katalizörler, pigmentler, polimer tozları gibi kimyasalların analizi.
Madencilik ve Mineral İşleme: Cevher ve mineral tozlarının sınıflandırılması.
Kozmetik Endüstrisi: Pudra, fondöten gibi ürünlerin tekstür ve uygulama özelliklerinin belirlenmesi.
Metalurji: Metal tozlarının özellikleri ve alaşım üretimi.
Mesh ölçüm cihazları, toz ve granül malzemelerin karakterizasyonunda vazgeçilmez araçlardır. Elek analizi, basit prensiplere dayansa da, doğru uygulandığında bir malzemenin kalitesi, performansı ve işlenebilirliği hakkında kritik bilgiler sunar. Bu cihazlar sayesinde, "toz" olarak gördüğümüz maddeler, endüstriyel süreçlerin ve nihai ürünlerin kontrol altına alınmasında önemli bir rol oynar. Doğru cihaz seçimi ve analiz prosedürlerine uyulması, sektörlerde standartların ve yüksek kalitenin sürdürülmesini sağlar.
