Tamaño de Partícula

Tamaño de partícula por Difracción láser

También conocida como dispersión de luz estática, es una de las técnicas más utilizadas para medir la distribución del tamaño de partícula.
Las muestras pueden analizarse en suspensión líquida o directamente en polvo. Las partículas interaccionan con un láser y producen un patrón de dispersión de luz.
Los equipos incorporan detectores en ángulos fijos. Estos miden la intensidad de luz dispersada en cada ángulo. Después, se aplica un modelo matemático (Mie o Fraunhofer) para generar la distribución granulométrica.
El resultado suele expresarse como una distribución en volumen de la esfera equivalente. Es decir, la esfera que, con un diámetro determinado, produciría el mismo patrón de dispersión de luz.
El tamaño de partícula por difracción láser está reconocido por numerosos estándares y agencias reguladoras. Entre ellos se incluyen ISO, ASTM, USP, EP y JP.
Esta técnica permite el análisis en dispersión líquida o seca. Su velocidad de análisis la convierte en una opción idónea para aplicaciones generales de medida de tamaño de partícula.
Su amplio rango dinámico abarca desde el rango de micras hasta los milímetros. Esto la hace muy útil en industrias como la cerámica, la farmacéutica, la cementera, la alimentaria y la cosmética.
La difracción láser puede analizar una gran variedad de muestras. Entre ellas, productos farmacéuticos activos (API), excipientes, cenizas volantes, aguas residuales, cacao, café, cemento, productos lácteos y muestras de emisiones ambientales.

Patente DLOI (Dual lenses & Oblique Incidence) junto con Visión

La Serie S3 está equipada con un sistema patentado DLOI, que se ha diseñado en base a una estructura de Fourier para garantizar la medición precisa de partículas ultrafinas de 0,01 micras. Antiguamente se utilizaba un sistema laser dual para poder determinar las partículas finas, con esta nueva patente, este sistema es capaz de llegar a un rango de 10 nm a 3,5 mm con un único laser.
Con esta mejora se gana tiempo y precisión en las medidas.

No sólo incluye esta patente, sino que además el equipo incluye dos cámaras con 2 lentes para poder obtener datos morfológicos de cada partícula y poder ver realmente las partículas que estamos midiendo simultáneamente mediante difracción láser.

Tecnología DLS (Dynamic Light Scattering)

Un método básico para el análisis de tamaño de partícula en el rango nanométrico o submicrónico. Históricamente también se han usado los términos espectroscopia de correlación de fotones (PCS) y dispersión de luz cuasi-elástica (QELS) para nombrar el mismo principio analítico.

Sea cual sea la denominación que utilicemos, esta técnica es ampliamente reconocida en investigación e industria. Aparece registrada en normas internacionales como ISO 22412, ISO 13321 y ASTM E2490-09.

La técnica DLS requiere que las partículas nanométricas se suspendan de forma homogénea en un fluido, acuoso u orgánico. Algunos ejemplos de muestras adecuadas son suspensiones de proteínas, componentes de pigmentos, micelas o gotículas de emulsión en una fase continua.

La muestra se coloca en una cubeta, en el camino óptico de un láser. La luz del láser interacciona con las partículas de la suspensión. Debido a su tamaño, estas partículas se mueven de forma aleatoria, en lo que se conoce como movimiento browniano.

La luz dispersada por las partículas es recogida por uno o varios detectores. Estos registran las fluctuaciones de intensidad a lo largo del tiempo, de ahí que la técnica sea «dinámica». A partir de esas fluctuaciones se determina la velocidad de difusión de las partículas.

Con esa velocidad, se calcula el tamaño hidrodinámico promedio (Z-Average) mediante la ecuación de Stokes-Einstein. El equipo proporciona una distribución de tamaño de nanopartícula ponderada en intensidad de luz.

Las partículas pequeñas se mueven más rápido que las grandes.

La preparación de la muestra es muy importante en los análisis DLS. El principio analítico asume una «dilución infinita», con el fin de limitar el efecto de las interacciones entre partículas.

Por ello, según el instrumento y las propiedades de la muestra, a veces es necesario diluirla para el análisis. Sin embargo, esto requiere una reflexión cuidadosa al desarrollar el método, para no desestabilizar el sistema disperso.

DLS en línea

En procesos de fabricación de nanopartículas, la medida en modo batch implica detener el proceso para tomar muestras alícuotas. Esto conlleva riesgos de contaminación y problemas de esterilidad.
Este tipo de ensayos consume mucho tiempo y es poco fiable. Además, requiere mano de obra para la toma de muestra, el análisis en laboratorio y la evaluación de datos, antes de poder tomar decisiones sobre el proceso.
Hasta ahora, los análisis de procesos de fabricación de nanopartículas se han realizado en modo batch, normalmente con un equipo de laboratorio de DLS (Dynamic Light Scattering).
Todo esto cambia con el equipo Nano Flow Sizer, de la compañía In Process LSP. Es el primer equipo del mercado capaz de realizar ensayos de DLS in-line, directamente en el proceso.

El equipo distingue la dispersión de luz única de la múltiple. Para ello, incorpora algoritmos inteligentes y una adquisición de datos resuelta en el espacio de medida.
De esta forma, el software XsperGo mide sin problemas muestras de alta concentración o alta turbidez. Corrige automáticamente la señal de MLS (Multiple Light Scattering).
Con esta nueva herramienta podrás controlar directamente tu producción. Se trata de un equipo de DLS que sigue la filosofía PAT (Process Analytical Technology).

Morfología en estático

El análisis de partículas mediante imagen es una técnica potente. Puede aportar información adicional sobre una muestra, en comparación con la distribución de tamaño obtenida por granulometría láser.

En el mundo real, las partículas rara vez son esféricas. Por eso, no pueden describirse realmente con un solo número.

Los parámetros adicionales que aporta el análisis de imagen ayudan a comprender mejor propiedades importantes de la muestra. Entre ellas, la disolución, la fluidez, las diferencias de procesado y otras características relevantes.

Como en cualquier técnica analítica, la preparación de la muestra es extremadamente importante. Para ello, disponemos de un sistema de preparación de muestra.

El análisis de imágenes se considera una verdadera técnica de conteo de partículas. Por eso, una mayor resolución o sensibilidad puede aumentar el tiempo de análisis, ya que se necesita contar un número estadísticamente significativo de partículas.

En la imagen estática, las partículas se dispersan sobre un soporte, donde permanecen fijas durante el análisis. Estos sistemas son muy versátiles, ya que permiten analizar distintos tipos de muestra: polvos secos, suspensiones líquidas, partículas capturadas en filtros, cremas y lociones.

Además, los sistemas de imagen estática pueden volver a analizar las mismas partículas más de una vez. Esto permite una investigación más profunda.

Imagen en dinámico

El análisis de partículas mediante imagen es una técnica potente. Puede aportar información adicional sobre una muestra, en comparación con la distribución de tamaño obtenida por granulometría láser.

La mayoría de las técnicas de medida de partículas asumen un diámetro esférico equivalente de alguna propiedad medida. Esta simplificación es ventajosa, ya que una esfera es la única forma que puede describirse con un solo número: el diámetro. Es aceptable en muchas aplicaciones donde solo se necesita comparar muestras.

En el mundo real, las partículas rara vez son esféricas. Por eso, no pueden describirse realmente con un solo número.

Los parámetros adicionales que aporta el análisis de imagen ayudan a comprender mejor propiedades importantes de la muestra. Entre ellas, la disolución, la fluidez, las diferencias de procesado y otras características relevantes.

Como en cualquier técnica analítica, la preparación de la muestra es extremadamente importante.

El análisis de imágenes se considera una verdadera técnica de conteo de partículas. Por eso, una mayor resolución o sensibilidad puede aumentar el tiempo de análisis, ya que se necesita contar un número estadísticamente significativo de partículas.

Tamaño en línea, en tiempo real

La medida en línea, o sistema PAT, es esencial. Con esta técnica podemos analizar en tiempo real el perfil de polvos secos y sólidos, usando el analizador de tamaño de partículas Eyecon 2.

Para procesos que requieren un control continuo de la distribución granulométrica en suspensiones o líquidos, contamos con el BT-online. Es un sistema de difracción láser diseñado para medir en línea, directamente sobre la tubería del proceso.

Esto permite monitorizar en tiempo real cualquier variación en el tamaño de partícula durante la producción. No es necesaria la toma de muestra manual, lo que facilita el control de calidad y la optimización del proceso de fabricación.

Nos servirá para resolver problemas y mejorar los objetivos del producto final, con datos de forma y tamaño de partícula.

Medida por Tamices

Para el análisis granulométrico por tamizado, contamos con equipos que ofrecen precisión y resultados reproducibles en cada ensayo.

Disponemos de tamizadoras de chorro de aire, agitadores electromagnéticos y equipos para tamizado en húmedo o en seco. Pueden procesar desde muestras pequeñas de laboratorio hasta cargas de gran volumen.

Además, ofrecemos el análisis dinámico de imagen como complemento al tamizado tradicional. Esto permite obtener no solo el tamaño, sino también la forma de las partículas, tanto en muestras estáticas como en control de proceso en línea.

Esta combinación de tamizado y análisis de imagen nos permite ofrecer una solución completa para caracterizar cualquier tipo de material a granel. Nos adaptamos a las necesidades específicas de cada sector, garantizando resultados fiables y comparables.