Quelltext der Seite Partikelgrößenanalyse

Die '''Partikelgrößenanalyse''' ist ein Teilgebiet der [[Mechanische Verfahrenstechnik|mechanischen Verfahrenstechnik]] und eng gekoppelt mit der [[Werkstoffkunde]]. Sie beschäftigt sich mit der Charakterisierung [[Dispersion (Chemie)|disperser Systeme]] bzgl. Partikelgröße. Diese [[Materialeigenschaft]] ist in der Regel [[Statistische Verteilung|statistisch verteilt]] und bei einigen Systemen zeitabhängig. Primäres Ziel der Partikelgrößenanalyse ist zumeist die Bestimmung der vorherrschenden [[Partikelgrößenverteilung]], wobei unter Partikel ein festes Teilchen ([[Korngröße|Korn]]), ein flüssiges Teilchen ([[Tropfen]]) oder eine [[Blase (Physik)|Gasblase]] verstanden werden kann.

Weitere Bezeichnungen für die Partikelgrößenanalyse sind: '''Dispersitäts-''', '''Korngrößen-''' '''Tropfengrößen-''', '''Blasengrößen-''' und '''Teilchengrößenanalyse''' sowie '''Granulometrie''', wobei letzteres eine deutlich umfassendere Charakterisierung disperser Systeme über die Partikelgröße hinaus umfasst (siehe [[Partikelmesstechnik]]).

Die Partikelgrößenanalyse ist im industriellen Bereich wichtig, da sich Partikeleigenschaften entscheidend auf die Eigenschaften eines Produktes auswirken. Beispielsweise beeinflusst die [[Partikelgröße]] das [[Fließverhalten]] eines [[Schüttgut]]s oder die Stabilität von [[Haufwerk]]en.<ref>Matthias Stiess: ''Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1.'' 3. vollst. neu bearb. Aufl., Springer, 2009, ISBN 978-3-540-32551-2., S. XII.</ref>

Hingegen umfasst die Partikelgrößenanalyse ''nicht'' das Fachgebiet der [[Elementarteilchenphysik]].

== Einleitung ==
In der Mechanischen Verfahrenstechnik bedeutet eine [[Stoffumwandlung]] vor allem eine Änderung des [[Dispersität]]szustandes, d.&nbsp;h. der Feinheit eines dispersen Systems. [[Zerkleinerung]]s- und [[Agglomerieren (Verfahrenstechnik)|Agglomerationsverfahren]] verändern die physikalischen Eigenschaften der erzeugten Produkte über ihre Partikelgrößenverteilung. Beeinflusst werden u.&nbsp;a. die [[Bruchfestigkeit]] und die Durchströmbarkeit.

== Ziel ==
Die o.&nbsp;g. Zusammenhänge führen nach Rumpf<ref>Hans Rumpf: ''Über die Eigenschaften von Nutzstäuben.'' In: ''Staub – Reinhaltung der Luft.'' 27, Nr. 1, 1967, S. 3–13.</ref> zur folgenden Beschreibung des Umfangs der Partikelgrößenanalyse:

:''Die Produkteigenschaften hängen von den Dispersitätseigenschaften ab, d.&nbsp;h., eine Produkteigenschaft ist eine Funktion der Dispersitätseigenschaft.''

Dieser als Eigenschaftsfunktion bezeichnete Zusammenhang zeigt, dass neben der Messung der Produkteigenschaften wie z.&nbsp;B. der Durchströmbarkeit auch deren Abhängigkeit von den Dispersitätseigenschaften untersucht werden muss. Die Partikelgrößenanalyse ist somit ein Teilbereich der Partikelmesstechnik, der sich speziell auf die Messung von Dispersitätseigenschaften fokussiert.

== Anwendungsgebiete ==
=== Allgemeine Anwendungsgebiete ===
Die Partikelgrößenanalyse wird u.&nbsp;a. eingesetzt in:
* der Prozesscharakterisierung (z.&nbsp;B. Zerkleinerung, Agglomeration)
* der [[Qualitätssicherung]] von Produkten (z.&nbsp;B. von [[Filter (Fluidtechnik)|Filter]]n, [[Pigmente]]n)
* der Überwachung der Umwelt (z.&nbsp;B.: [[Feinstaub]]), technischer Anlagen (z.&nbsp;B.: [[Reinraum|Reinräume]]) und von Anlagenteilen (z.&nbsp;B.: Filter, [[Fliehkraftabscheider]]).
In der Forschung und Entwicklung wird die Partikelgrößenanalyse verwendet
* zur Bestimmung von Produkt-Eigenschaftsfunktionen
* zur [[Prozessoptimierung]].

=== Produkteigenschaftsfunktion ===
Die Qualität von [[Schokolade]], welche ein komplex-disperses-System heterogen verteilter Komponenten ist, hängt u.&nbsp;a. von der Feinheit des [[Kakaopulver]]s und der [[Zucker]]<nowiki/>kristalle in der [[Kakaobutter]] ab: überschreiten die dispersen Bestandteile eine bestimmte Partikelgröße, so sind sie unangenehm auf der [[Zunge]] spürbar.

Die Freisetzungsdauer medizinischer [[Wirkstoff]]e oder ihrer [[Trägerstoff]]e im menschlichen Körper wird grundlegend durch ihre Feinheit bestimmt.

== Verfahren ==
[[Messverfahren]] für die Partikelgrößenanalyse basieren primär auf den unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der zu analysierenden Partikelsysteme. Abhängig von der Partikelgröße, der vorherrschenden kontinuierlichen [[Phase (Materie)|Phase]] und der [[Partikelkonzentration]] werden daher unterschiedliche Messverfahren eingesetzt.

{| class="wikitable sortable"
|-
! !! Größenbereich !! Konzentrationsbereich !! Verfahren
|-
| [[Aerosol]] || 0,3 µm bis 40 µm  ||  || [[Photosedimentation]]<ref name="Skoog" />
|-
| Aerosol || 0,005 µm bis 1 µm  || ≤ 50.000 cm<sup>−3</sup> Kanal<sup>−1</sup> || elektrische Mobilitätsanalyse
|-
| Aerosol || 0,005 µm bis 3 µm und größer  || ≤ 50.000 cm<sup>−3</sup> || [[Kondensationspartikelzähler|Kondensationskernzählung]]
|-
| Aerosol ||   ||   || [[Impaktor|Impaktionsabscheidung]]
|-
| Aerosol || 0,3 µm bis 3 mm  ||  || [[Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse|Laserbeugung]]
|-
| [[Emulsion]] ||   ||  || Schalldämpfungsspektroskopie<ref>Frank Babick: ''Schallspektroskopische Charakterisierung von submikronen Emulsionen.'' Dissertation, Technische Universität Dresden, 2005 ([http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/1277/1112809488055-0717.pdf PDF]).</ref>
|-
| [[Schüttgut]] ||   ||  || [[Siebanalyse]]
|-
| Schüttgut || ≥ 1 µm   ||  || [[Lichtmikroskopie]]
|-
| [[Suspension (Chemie)|Suspension]] || 0,3 µm bis 3 mm  ||  || [[Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse|Laserbeugung]]
|-
| Suspension ||  ||  || [[dynamische Lichtstreuung]]
|-
| Suspension || ≥ 1 µm  ||  || [[Lichtmikroskopie]]
|-
| Suspension ||  ||  || [[Photosedimentation]]<ref name="Skoog">Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Crouch, S. R.: ''Instrumentelle Analytik.'', 6. Auflage, [[Springer Science+Business Media|Springer]], Berlin/Heidelberg, 2013, ISBN 978-3-642-38169-0, S.&nbsp;931–934.</ref>
|-
| Suspension ||  ||  || [[Ultraschalldämpfungsspektroskopie]]<ref>Andreas Richter: ''Ultraschalldämpfungsspektroskopie grobdisperser Systeme.'' Dissertation, Technische Universität Dresden, 2008 ([http://d-nb.info/990752860/34 PDF]).</ref>
|}

== Siehe auch ==
* [[Partikelmessung]]

== Literatur ==
* Matthias Stieß: ''Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1.'' 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-32551-2.
* Kurt Dialer, Kurt Leschonski, Ulfert Onken: ''Grundzüge der Verfahrenstechnik und Reaktionstechnik''. Hanser Fachbuch, München 1986, ISBN 3-446-14560-5
* Kurt Leschonski: ''[http://books.google.de/books/about/Grundlagen_und_moderne_Verfahren_der_Par.html?id=ep95cgAACAAJ&redir_esc=y Grundlagen und moderne Verfahren der Partikelmesstechnik]''. Institut für mechanische Verfahrenstechnik und Umweltverfahrenstechnik, Technische Universität Clausthal, 1988
* Hans Rumpf, Kurt Leschonski: [http://books.google.de/books?id=3sgxAAAAIAAJ&q=inauthor:%22K.+Leschonski%22&dq=inauthor:%22K.+Leschonski%22&hl=de&sa=X&ei=vYmQT8HxGsnKsgaJqriVBA&ved=0CDIQ6AEwAA ''Vorträge des 1. Europäischen Symposions "Partikelmesstechnik" in Nürnberg 17.–19. September 1975.''] (= ''DECHEMA Monographien.'' Band 79) Verlag Chemie, 1976.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Partikelgrossenanalyse}}
[[Kategorie:Partikelmesstechnik]]
[[Kategorie:Dimensionale Messtechnik]]
[[Kategorie:Physikalisches Analyseverfahren]]
[[Kategorie:Dispersion (Chemie)|*]]
[[Kategorie:Ingenieurgeodäsie]]
[[Kategorie:Bodenkunde]]