Ситовий аналіз у лабораторній практиці

Для безпосередньої оцінки якості, якщо критеріями є гранулометричний (фракційний, дисперсний) аналіз, а також підготовки сипких і у вигляді порошків матеріалів з метою подальшого дослідження, не обійтися без застосування сит лабораторних - пристосувань простих по конструкції, але важливих, оскільки просіювання значною мірою залежить результат.

Попередня підготовка на лабораторних ситах

Загальна інформація про ситовий аналіз

Ось 2 приклади.

1. Гравіметричний аналіз вологості. Щоб волога всередині сушильної камери шафи випаровувалась із зразків у бюксах рівномірно, потрібно подрібнення та просіювання, щоб усі частинки були одного розміру.
2. Для деяких видів досліджень методом інфрачервоної спектроскопії в кювету аналізатора  потрібно засипати попередньо подрібнений матеріал (це може бути зерно, шрот, макуха, комбікорм). Якщо елементи значно відрізнятимуться за розміром, це збільшить похибку вимірювання.

Просіювання широко застосовується у різних галузях промисловості: збагачення вугілля, промивання золота.

Якщо взяти набір сит із різними діаметрами осередків, то послідовно просіюючи матеріал, на кожному з них залишаться лише частинки заданого об'єму.

У процесі ситового аналізу в лабораторії застосовуються різні види сит: ткані, дротяні шовкові сітки з квадратними отворами (осередками), а також металеві сітки решіткові з пробивними круглими, і прямокутними отворами.

Ситовий аналіз застосовується для матеріалів з розмірами частинок 10-0,04 мм.
У цей діапазон входить наприклад зернові культури, борошно, пісок, цемент.

Як бути з більшими продуктами? Для них використовуються сита, звані гуркотами. Тобто, якщо вище ми говорили про збагачення вугілля, це якраз і проводиться методом грохочення.
Попередньо подрібнений матеріал може надходити як у сухому вигляді, так і у вигляді суспензії в рідкому середовищі (так зване гідророхтування зернистих продуктів).
Щоб через сита пройшли тільки всі елементи за розміром менше ніж комірки, а залишок залишився, необхідно докласти різноманітних зусиль:

Кількість матеріалу, що пройшов через сита, виражається у відсотках від вихідної маси. Кількість фракцій різної крупності визначається як N+1, де N-кількість використовуваних сит. Результати можуть фіксуватися в табличному вигляді, у формі діаграми або звичайних записів.

Види сіток і обечайок

Основна характеристика сит лабораторних це нормований розмір осередків у днищі.
Для дротяних сіток ця величина вимірюється в міліметрах, проте якщо це розмір менше 1 мм, використовується десятковий запис. Тобто наприклад для тонкого дротяного сита значення може бути 0,07 мм.
Чим менший розмір осередків, тим більша ймовірність їх забивання сипучою масою, схильною до злипання, утворення грудок, що призводить до збільшення часу просіювання. Велике значення тут має вологість. Наприклад, якщо борошно вологе, воно швидко заб'є отвори. Такі сита застосовуються для порошків, які добре просіюються.

Сита можуть виготовлятися з шовкових сіток і поділяються на обтяжені та полегшені. Для них встановлено ще одну характеристику: кількість осередків на 1 сантиметр.
Для просіювання крупнозернистих матеріалів, наприклад, каменів, використовуються металопробивні сита (використовуються в основному в будівельних лабораторіях). Форма осередків у них зазвичай кругла.
Дротові сита виробляються з осередками у формі квадрата: нормальної точності, високої та контрольної. Останні потрібні для контролю продуктів, що просіваються при дробленні.

Ситові тканини одягаються на круглу або квадратну обичайку. Кількість продукту, що просівається, залежить як від діаметра обічайки, так і від висоти борту.

Продукт, що прокидається через осередки, потрапляє в піддон. Зверху на сито може одягатися кришка, крім випадків, якщо потрібні допоміжні пристрої, наприклад пензлик.
У продажу представлені не тільки сита, а й їх набори, у кожному з яких сітки мають розмір, що зменшується.

Можна купити сита лабораторні для спеціальних продуктів:

• зерна, олійних, бобових культур, насіння;
• ґрунту, добрив;
• будівельних сумішей.

Як відбувається просіювання

Методика

В даному випадку йдеться про ручний метод.
Відібрану пробу поміщають на найтонше сито. Отримують залишок і послідовно переносять його на сито з великими осередками. Чому не можна навпаки? Можна, але при зазначеному підході більші і важкі частинки продукту прискорюють процес просіювання, додатково впливаючи на дрібні фракції.
В процесі сухого розсіву, матеріал повинен бути попередньо підсушений до температури 105-110°С, як уже було сказано, щоб частинки не злипалися і проходили швидше через комірки. Також необхідно враховувати вологість повітря, особливо для гігроскопічних матеріалів (наприклад, для борошна).

Для круглого сита послідовність дій наступна. Сито беруть однією рукою (з попередньо встановленим піддоном та кришкою), нахиляються на кут 10-20 ° і струшують або ударяють по обичайку з частотою до 2 разів на секунду. Також можуть використовуватися й інші рухи: постукування, повороти.
При використанні сит з дрібними осередками і з матеріалом, який погано і повільно просіюється, необхідно очищати сіточку за допомогою пензлика, щоб через сітку пройшли всі частинки, що скупчилися на дні і приєдналися до виходу в піддоні.
У квадратних ситах механічна дія аналогічна, але їх можна брати в дві руки.

Від чого залежить час ?

1. Розмір осередків.
2. Щільність, вологість, розмір та форма частинок.
3. Об'єм материалу.
4. Активність та різноманітність ручних рухів.
5. Кількість отворів, які забилися матеріалом.

Як чинити з дрібнофракційними продуктами ?

Проблема з ними в тому, що вони швидко забивають отвори, що різко збільшує час просіювання (продукт майже нікуди прокидатися в піддон). У такому випадку необхідно послідовно додавати невелику кількість продукту та використовувати пензлик.

Коли закінчується процес ?

Якщо при черговому просіюванні, кількість матеріалу, що залишився, на сітці сита зменшується не більше ніж на 0,2 %.
Кожну розділену при просіванні фракцію поміщають окремо та зважують.