Granulare Materie ist ein Sammelbegriff für Ansammlungen von festen Partikeln, einschließlich pulverförmiger Materialien. Im Allgemeinen wird granulare Materie, die größer als 1 mm ist, als Körner bezeichnet und die, die kleiner als 1 mm, als Pulver. Ihre Form und ihr Volumen lassen sich frei verändern. Man kann also sagen, dass Pulver Feststoffe mit flüssigen und gasförmigen Eigenschaften sind. Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über Pulver, erklärt ihre Eigenschaften und stellt Beispiele für ihre Betrachtung und Messung mit einem Digitalmikroskop vor.

Betrachtung und Messung von Pulvern mit einem Digitalmikroskop

Partikelgrößenverteilung von Pulvern

Der Partikeldurchmesser eines Pulvers variiert und der Grad der Variation wird als Partikelgrößenverteilung bezeichnet.
Partikelgrößenverteilungen werden in der Regel grafisch mit dem Partikeldurchmesser [μm] auf der horizontalen Achse und der Häufigkeit [%] auf der vertikalen Achse dargestellt.

Partikelgrößenverteilung und typische Beispiele für Pulver

Normalverteilung

Typisches Beispiel: Aktivkohle in Pulverform

Großer Partikeldurchmesser und kleiner Partikeldurchmesser (zwei Peaks)

Typisches Beispiel: Puder, die leicht verklumpen

Gleichmäßiger Durchmesser

Typisches Beispiel: Toner

Großer Partikeldurchmesser

Typisches Beispiel: Sand, Zucker, Salz

Kleiner Partikeldurchmesser

Typisches Beispiel: Titandioxid, Pigmente, Farbstoffe

Fluidisierung von Pulvern

Pulver, die eine normale Partikelgrößenverteilung aufweisen, halten eher Luft zurück und sind daher leicht zu fluidisieren. Andererseits sind Pulver, die aus Partikeln mit ähnlichen Durchmessern bestehen, schwer zu fluidisieren, da die Luft zwischen den Partikeln hindurchfließt.

Pulver, die leicht zu fluidisieren sind
Pulver, die schwer zu fluidisieren sind

Fließfähigkeit von Pulvern

Der Winkel zwischen der horizontalen Ebene und der geneigten Ebene wird als Schüttwinkel bezeichnet. Pulver mit einer hohen Fließfähigkeit haben einen kleinen Schüttwinkel, während solche mit einer niedrigen Fließfähigkeit einen großen Schüttwinkel haben.

Pulver mit einer hohen Fließfähigkeit bestehen meist aus großen Partikeln, wie z. B. Sand. Diese Pulver verteilen sich auf der horizontalen Ebene und sacken zusammen, wenn sie kegelförmig gehäuft werden.

A: Schüttwinkel

Pulver mit geringer Fließfähigkeit, wie z. B. Weizenmehl, verteilen sich nicht auf der horizontalen Ebene und behalten ihre Form bei, wenn sie zu einer konischen Form gehäuft werden. Pulver mit geringer Fließfähigkeit lassen sich nur schwer aus Trichtern und Silos austragen und können Brücken oder Rinnen bilden.

A: Schüttwinkel
  1. A: Brücke
  2. B: Rinne

Beispiele für die Betrachtung und Messung von Pulvern mit einem Digitalmikroskop

Im Folgenden werden die neuesten Beispiele für die Betrachtung und Messung von Pulvern mithilfe eines Digitalmikroskops der Modellreihe VHX von KEYENCE vorgestellt.

Betrachtung von unverarbeitetem Arzneimittelpulver
500×, Ringbeleuchtung, ohne Tiefenzusammensetzung
500×, Ringbeleuchtung, mit Tiefenzusammensetzung
Die Tiefenzusammensetzung ermöglicht die scharfe Betrachtung aller Partikeloberflächen.
Automatische Flächenmessung von Pulverpartikeln
VH-ZST, 1000×, Ringbeleuchtung, vor der Messung
VH-ZST, 1000×, Ringbeleuchtung, nach automatischer Flächenmessung
Die Funktion der automatischen Flächenmessung erleichtert die Analyse.
Betrachtung von Pulver
VH-Z20, 20×, Ringbeleuchtung
Betrachtung von Pulver
VHX-E300, 200×, Ringbeleuchtung
Betrachtung von feingemahlenem Pulver
VH-Z100, 1000×, Ringbeleuchtung
Betrachtung von Pulver für die Arzneimittelherstellung
VHX-E500, 500×, Durchlicht