Cómo seleccionar un analizador de partículas

Para elegir entre diferentes técnicas, el rango de tamaño suele ser el factor principal. La técnica elegida debe identificar no solo el tamaño mediano, sino el rango completo de tamaños en la distribución. En casos donde más de un instrumento cubre el rango de tamaño deseado, considera otras posibles muestras y posibles desarrollos futuros. Por ejemplo, en el futuro puede introducirse un nuevo producto con un tamaño de partícula mayor. Esto puede sugerir que el analizador con el límite superior superior de tamaño es una mejor opción que un analizador con un límite inferior menor. La Figura 1 muestra los rangos de tamaño de algunas técnicas.

Una nota de precaución: El rango de tamaño declarado para un analizador no se aplica a todas las muestras ni a todos los casos. Elegir un analizador de modo que el tamaño de la partícula de la muestra esté en el medio del rango de tamaño del instrumento es casi siempre sensato. En general, los datos son mejores y puedes trabajar mejor con variaciones en el tamaño de las partículas respecto a tu valor esperado.

El material a analizar es importante a la hora de elegir una técnica, ya que las propiedades del material son relevantes al presentar la muestra al analizador. Aquí tienes algunas preguntas que debes hacer:

¿El material es de flujo libre? ¿Soluble en agua? ¿Un polvo seco? ¿Una dispersión (qué líquido)? ¿Una emulsión?

¿Hay consideraciones de seguridad y medio ambiente?

Diferentes técnicas analíticas permiten el uso de distintos accesorios o sistemas de muestreo que pueden ser más apropiados para el material de interés. La consulta con los expertos del proveedor ayudará a determinar la selección más adecuada. Por ejemplo, un polvo aglomerado frágil o un material altamente soluble se analizaría mejor como polvo seco mediante instrumentos estáticos de dispersión de luz.

Los materiales con disponibilidad limitada o que son tóxicos o caros requerirían una celda de medición de pequeño volumen disponible con varios sistemas analizadores diferentes.

Analizadores de diferentes tamaños de partículas presentan información distinta sobre la muestra. Si esta información adicional es importante, merece la pena saber si la muestra es adecuada para una técnica que proporciona esa información. Por ejemplo, si el tamaño de la partícula es lo suficientemente grande, el análisis de imagen puede utilizarse para determinar tanto el tamaño como la forma de la partícula. O, si el interés principal es la disolución o la actividad catalítica, entonces la superficie es crítica y un analizador de superficie SA-9600 puede ser una opción más sensata que un analizador de tamaño.

La información deseada también puede incluir diferentes puntos sobre la distribución. Por ejemplo, si cuantificar impurezas de partículas grandes en un material con partículas pequeñas es importante, entonces la difracción láser suele ser mejor que la dispersión dinámica de la luz. O, si la única información importante es el tamaño de las partículas más grandes, un medidor Hegman económico puede ser la mejor opción.

Una gran cantidad de información es útil para rastrear problemas de procesos. Un análisis rápido significa que un científico de formulación puede identificar rápidamente qué estrategia funciona. Todo esto requiere rendimiento, ya sea para procesar muchas muestras en un día o para permitir una toma de decisiones más rápida. El rendimiento se considera mejor en términos del proceso global de medición, desde la preparación de la muestra hasta la medición y la presentación de informes, hasta que el instrumento esté limpio y listo para el siguiente análisis.

La difracción láser tiene el rendimiento más rápido de las principales técnicas de análisis, seguida de dispersión dinámica de luz y después análisis dinámico de imágenes.

Algunos materiales se fabrican por toneladas. Parte se sintetiza por miligramo. Diferentes analizadores y técnicas de partículas requieren distintas cantidades de muestras, desde microgramos hasta gramos. Por tanto, la cantidad de muestra puede ser un factor a considerar. A menudo, pequeñas cantidades de muestra requieren analizadores ligeramente más caros. Y las celdas de muestra más pequeñas con volúmenes medidos en microlitros requieren una limpieza cuidadosa.

Para muestras submicron, los volúmenes más bajos se logran mediante dispersión dinámica de luz y solo se requieren unos pocos microgramos de partículas. Para partículas de mayor tamaño, los resultados de difracción láser pueden lograrse con miligramos de material.
 

El coste de resultados de análisis deficientes o lentos (como la baja calidad de fabricación) debe equilibrarse con el coste del análisis, incluyendo la compra de equipos, consumibles y mano de obra de laboratorio. Otras consideraciones son el coste y la frecuencia de los tiempos de inactividad. Y por último, la disponibilidad de materiales de formación y clases ayudará a garantizar que el personal se mantenga actualizado y que el nuevo personal sea formado rápidamente. Es decir, los costes de formación se minimizan.

Los analizadores modernos tienden a incorporar características que reducen drásticamente los costes operativos mientras aumentan ligeramente los costes iniciales. Por ejemplo, la alta fiabilidad, precisión y disponibilidad continua de formación y soporte implican una mayor productividad debido a un control más estricto sobre los procesos de producción. Las mediciones automatizadas pueden proporcionar retroalimentación constante, reducir el error del operador y permitir que el operador se centre en eventos inusuales o mejoras de procesos en lugar de actividades rutinarias de medición.

Conocer las respuestas a las preguntas anteriores permitirá al analista identificar rápidamente las técnicas adecuadas de análisis de partículas. Esta información, junto con los resultados de análisis en un laboratorio de aplicaciones de proveedores o demostraciones in situ, permitirá identificar con seguridad la mejor técnica e instrumento para un laboratorio concreto.