Luftstrahl-Siebanalysator für die Partikelgröße von Pulvern

TOB-MK-200 Standard-Luftstrahlsieb mit integriertem Wägesystem für eine umfassende Pulverpartikelgrößenanalyse

Produktübersicht und ideale Anwendungen
Ein Luftstrahlsieb verwendet einen kontrollierten Unterdruck-Luftwirbel, um Pulverpartikel durch ein Präzisionsprüfsieb zu fluidisieren, zu entagglomerieren und zu klassifizieren. Im Gegensatz zu mechanischen Vibrationssieben, die auf Schwerkraft und Rütteln angewiesen sind und häufig Schwierigkeiten mit feinen, kohäsiven oder leichten Pulvern haben, erzeugt das TOB-MK-200 einen hochreaktiven, elektronisch gesteuerten Luftwirbel, der jedes Partikel einzeln gegen ein Siebgewebe treibt und sicherstellt, dass nur Partikel, die tatsächlich kleiner als die Nennöffnung sind, hindurchgehen. Das Unterkornmaterial wird anschließend in einem Probenbehälter gesammelt, während der Siebrückstand von einer integrierten elektronischen Waage (0,01–600 g) automatisch gewogen wird und das System sofort die Prozentsätze von Rückstand, Durchgang und Größenfraktion berechnet.

Das Gerät basiert auf einem aus den USA importierten elektronischen Wirbelgenerator und arbeitet unter streng reguliertem Druck (0 bis –10 kPa) und Zeit (bis zu 9999 min 99 s). Es deckt einen Messbereich von 3 µm bis 5000 µm mit einer Genauigkeit und Wiederholbarkeit von jeweils besser als 1 % ab und eignet sich damit sowohl für F&E-Charakterisierung als auch für die Qualitätskontrolle in der Produktion. Die gesamte Testsequenz, von der Probenwägung über das Sieben bis zur Datenberichterstattung, wird über eine Farbtouchscreen-Schnittstelle mit passwortgeschützter Benutzerverwaltung, Echtzeit-Drucküberwachung und -anpassung sowie automatischer Erstellung von TXT-Format-Berichten gesteuert, die auf ein USB-Laufwerk exportiert oder auf einem angeschlossenen Nadeldrucker ausgedruckt werden können.

Ideal für:

1. Batteriematerial-Laboratorien zur Charakterisierung von Kathodenpulvern (NMC, LFP, LCO), Anodenpulvern (Graphit, Hartkohlenstoff, Silizium), Festelektrolyten (LATP, LLZO) und leitfähigen Additiven (Ruß, CNTs), bei denen bereits wenige grobe Partikel die Qualität der Elektrodenbeschichtung und die Zellkonsistenz beeinflussen können.
2. F&E und Qualitätskontrolle in der Pharmaindustrie für Hilfsstoffe und APIs, vollständig konform mit den Anforderungen der Chinesischen Pharmakopöe 2025 für Partikelgrößenprüfungen.
3. Hersteller von Pulverbeschichtungen, Zement, Pigmenten, Toner und Lebensmittelzusatzstoffen, bei denen herkömmliches mechanisches Sieben aufgrund von Partikelagglomeration, elektrostatischer Aufladung oder geringer Dichte unwirksam ist.
4. Forschungsinstitute und externe Prüflaboratorien, die eine rückverfolgbare, instrumentierte Siebmethode mit dauerhaften digitalen Aufzeichnungen und integrierter Nachverwiegung benötigen.

Sie sind sich nicht sicher, welche Sieböffnungsgrößen Sie benötigen, um den Grobanteil in Ihrem NMC-Kathodenpulver zu quantifizieren? Kontaktieren Sie unsere Spezialisten für Partikelcharakterisierung – wir können eine Siebsequenz und typische Testparameter für Batteriematerialien empfehlen.

Einordnung des Luftstrahlsiebens in die Qualitätskontrolle von Batteriematerialien

Die Partikelgrößenverteilung ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal für nahezu jedes Batterie-Pulver, von den aktiven Kathoden- und Anodenmaterialien bis hin zu leitfähigem Kohlenstoff und Festelektrolyten. Eine typische Produktionslinie für Batteriematerialien oder ein F&E-Labor verwendet eine Folge von Charakterisierungsschritten:

• Probenahme – Eine repräsentative Probe wird aus der Produktionscharge entnommen.
• Vorbehandlung – Falls erforderlich, wird die Probe getrocknet oder leicht entagglomeriert (z. B. mit dem mitgelieferten Vorbehandlungssieb und Klopfhammer).
• Sieben (die Rolle des TOB-MK-200) – Die Probe wird gewogen, in ein Standardprüfsieb mit der relevanten Maschenweite überführt und dem Luftstrahlsiebverfahren unterzogen. Der auf dem Sieb verbleibende Rückstand stellt den zu kontrollierenden Grobanteil dar.
• Datenanalyse – Der Prozentsatz des Rückstands, des Durchgangs und das Größenfraktionsintervall werden automatisch berechnet und aufgezeichnet.
• Berichterstellung – Die Testdaten werden ausgedruckt oder als TXT-Datei zur Qualitätsdokumentation gespeichert.

Bei Batteriematerialien liegt der Fokus häufig am gröberen Ende der Verteilung: Partikel oberhalb von beispielsweise 20 µm oder 10 µm können Beschichtungsfehler (Streifen, Agglomerate) verursachen oder während des Zyklierens lokal erhöhte Stromdichten erzeugen. Durch das Sieben des Pulvers mit einem Sieb bestimmter Öffnungsweite (z. B. 25 µm, 15 µm) und die Messung des zurückgehaltenen Gewichts liefert das TOB-MK-200 eine schnelle, bedienerunabhängige Messung des „groben Endes“, die die Laserbeugungsanalyse der vollständigen Verteilung ergänzt.

Verarbeitungsvorteile speziell für Batteriepulver:

• Entagglomeration ohne mechanisches Mahlen: Der Luftwirbel zerlegt weiche Agglomerate, die andernfalls von einem Laserbeugungsinstrument als grobe Partikel gezählt würden, und liefert dadurch eine repräsentativere Messung der primären Partikelgrößenverteilung.
• Keine statische Beeinflussung: Der konstante Luftstrom neutralisiert statische Ladungen, die dazu führen, dass feine Pulver an Siebgeweben und Behälterwänden haften – ein häufiges Problem beim manuellen Sieben trockener Kathodenpulver.
• Geschlossener Probenweg: Das Unterkornmaterial wird im Probenbehälter aufgefangen, wodurch der Verlust feiner Fraktionen in die Laborluft verhindert wird – ein Gesundheits- und Kreuzkontaminationsaspekt beim Umgang mit nickel- oder kobalthaltigen Kathodenpulvern.

Funktionsweise des Luftstrahlsiebs – Das Prinzip „Klassifizierung vor dem Sieben“

Das TOB-MK-200 arbeitet nach einem grundlegend anderen Prinzip als ein herkömmlicher mechanischer Siebschüttler. Anstatt einen Siebstapel zu schütteln und sich auf die Schwerkraft zu verlassen, um feine Partikel nach unten zu transportieren, fluidisiert es aktiv das gesamte Pulverbett mit einem präzise gesteuerten Luftwirbel. Die Abfolge ist wie folgt:

1. Systeminitialisierung: Nachdem sich der Bediener mit einem Passwort am Gerät angemeldet hat (zweistufige Verwaltungsberechtigung), wird ein Standardprüfsieb mit der gewünschten Öffnungsweite auf die Schnittstelle des Geräts gesetzt. Die Probe wird auf der integrierten elektronischen Waage gewogen, und das Gerät liest automatisch das Gesamtgewicht der Probe aus.
2. Probenaufgabe:Das gewogene Pulver wird in das Standardprüfsieb überführt und die transparente Siebabdeckung wird befestigt.
3. Parametereingabe:Der Bediener gibt die Sieböffnungsgröße, den Prüfdruck (0 bis –10 kPa) und die Siebzeit (bis zu 9999 min 99 s) über die Touchscreen-Schnittstelle ein.
4. Luftstrahlsieben: Der aus den USA importierte elektronische Wirbelgenerator erzeugt zusammen mit dem Vakuumerzeuger einen starken Unterdruck-Luftwirbel innerhalb der Siebkammer. Dieser Wirbel treibt das Pulver durch die Düse des Luftstrahlsiebs nach oben, bis es mit der transparenten Siebabdeckung kollidiert. Der Aufprall entagglomeriert Partikelcluster. Während der Luftstrom zirkuliert, werden die Pulverpartikel entsprechend ihrer Größe wieder auf das Siebgewebe gezogen: Feinere Partikel passieren die Maschenöffnungen und werden durch den Luftstrom in den Probenbehälter transportiert, während gröbere Partikel auf dem Sieb verbleiben.
5. Echtzeitüberwachung:Während des gesamten Siebvorgangs zeigt der Touchscreen den aktuellen Prüfdruck und die verbleibende Siebzeit an. Beide Parameter können während des Betriebs jederzeit angepasst werden. Eine Pausenfunktion steht zur Verfügung, um den Fortschritt zu überprüfen oder zusätzliches Probenmaterial hinzuzufügen.
6. Automatische Beendigung und Nachverwiegung:Nach Ablauf der eingestellten Siebzeit schaltet sich das Gerät automatisch ab. Die elektronische Waage wiegt die auf dem Sieb verbliebene Restprobe erneut. Die interne Software berechnet automatisch den Prozentsatz des Rückstands, den Durchgangsprozentsatz und den Größenfraktionsprozentsatz für das Intervall.
7. Datenausgabe: Die Ergebnisse können über den angeschlossenen Nadeldrucker ausgedruckt werden, und die Testdaten werden ohne Begrenzung der Anzahl von Datensätzen oder Speicherkapazität im internen Speicher des Geräts im TXT-Format gespeichert. Die Daten können jederzeit auf ein USB-Flash-Laufwerk exportiert werden. Falls eine Testnummer versehentlich doppelt vergeben wird, gibt das System eine Warnung aus, um ein Überschreiben der Daten zu verhindern.

Diese Methode – bei der die Partikelgrößenklassifizierung während der fluidisierten Bewegung erfolgt, bevor die Partikel überhaupt mit dem Siebgewebe in Kontakt kommen – wird als „Klassifizierung vor dem Sieben“ bezeichnet. Dies ist der Hauptgrund dafür, warum das Luftstrahlsieben selbst bei Pulvern, die ein mechanisches Sieb innerhalb von Sekunden verstopfen würden, Genauigkeiten von besser als 1 % erreichen kann.

Vollständige technische Spezifikationen

Anwendungsbereiche:

• Pharmazeutika: Hilfsstoffe und Wirkstoffe; Konformität mit den Methoden zur Prüfung der Partikelgröße des Chinesischen Arzneibuchs 2025.
• Energie: Batteriematerialien, Graphit.
• Kunststoffe: Kunststoffe, Harze, Gummi.
• Beschichtungen: Pulverbeschichtungen, metallische und nichtmetallische Beschichtungen.
• Baumaterialien: Zement, Kohlepulver, Gips, Fasern für Asphaltbeläge, Schlacke.
• Prüfeinrichtungen: Wissenschaftliche Forschungsinstitute, technische Überwachungsbehörden, Qualitätsprüfstellen, Mess- und Prüfabteilungen.
• Lebensmittel: Mehl, Gewürze, Lebensmittelzusatzstoffe.
• Andere: Alle Pulver, die aufgrund ihres geringen Gewichts, leichter Agglomeration, leichter Suspension, Neigung zum Verstopfen von Siebgeweben oder statischer Elektrizität beim mechanischen Sieben versagen oder schlechte Ergebnisse erzielen – einschließlich Waschpulver, Pigmente, Farbstoffe, Toner, Keramik, Metallurgie, Bergbau, neue Materialien und Energieerzeugung.

Liste der Produktkonfiguration

Empfohlene Prüfsiebe für Batteriepulver

Diese Maschenweiten werden häufig zur Qualitätskontrolle von Batterieelektroden- und Elektrolytpulvern verwendet. Die genau benötigten Siebe hängen von der spezifischen Verteilung und der kritischen Grobgrenze Ihres Prozesses ab.

Beginnen Sie immer mit dem größten Sieb in Ihrem Prüfplan und arbeiten Sie sich nach unten vor. Verwenden Sie standardmäßig eine Siebzeit von 3–5 Minuten und passen Sie diese anhand der visuellen Beobachtung an: Das Pulver auf dem Sieb sollte gleichmäßig fluidisiert erscheinen.

Warum TOB-MK-200 gegenüber einem standardmäßigen mechanischen Siebschüttler wählen

Warum auf ein Luftstrahlsieb aufrüsten:

Ein mechanischer Siebschüttler liefert eine Zahl; ein Luftstrahlsieb liefert eine Zahl, der Sie vertrauen können. Bei Batteriematerialien, bei denen einige wenige grobe Partikel einen gesamten Beschichtungslauf ruinieren können, ist der Unterschied zwischen „99,5 % passieren“ und „98,0 % passieren“ auf einem 25 µm-Sieb der Unterschied zwischen einer sauberen Beschichtungslinie und einem Tag voller Fehlersuche wegen Streifenbildung. Die integrierte Waage, die automatische Berechnung und die dauerhafte Datenspeicherung des TOB-MK-200 bedeuten außerdem, dass jeder Test dokumentiert, rückverfolgbar und in einem Audit belegbar ist – Funktionen, die ein mechanischer Schüttler einfach nicht bieten kann.

Technisches FAQ — Luftstrahlsieben für Batteriepulver

F1: Kann der TOB-MK-200 einen Laserbeugungs-Partikelgrößenanalysator ersetzen?

Die beiden Geräte ergänzen sich. Die Laserbeugung liefert eine vollständige volumenbezogene Partikelgrößenverteilung über einen breiten Bereich, oft innerhalb weniger Minuten. Das Luftstrahlsieb liefert eine massenbasierte Messung des groben Anteils an einem einzelnen Punkt (oder an mehreren Punkten, wenn mehrere Siebe verwendet werden). Viele Qualitätskontrolllabore für Batterien verwenden die Laserbeugung zur täglichen Überwachung und das Luftstrahlsieb zur regelmäßigen Überprüfung des Grobanteils, insbesondere zur Zertifizierung gegenüber einer Spezifikationsgrenze (z. B. „

F2: Wie sollte ich überprüfen, ob der von mir gewählte Prüfdruck für mein Pulver geeignet ist?

Führen Sie eine Reihe von Tests an derselben Probe mit steigenden Drücken durch (z. B. –3 kPa, –5 kPa, –7 kPa). Tragen Sie den Durchgangsanteil gegen den Druck auf. Der richtige Druck ist derjenige, bei dem die Kurve ein Plateau erreicht – weitere Erhöhungen verändern das Ergebnis nicht wesentlich. Dieses Plateau zeigt an, dass die gesamte durch den Luftstrahl erreichbare Entagglomeration und Klassifizierung erzielt wurde. Ein unnötiges Überschreiten dieses Drucks kann zu Partikelabrieb führen.

F3: Welche Wartung benötigt der Vakuumerzeuger?

Der Vakuumerzeuger enthält ein Filterelement, das wöchentlich überprüft und ersetzt werden sollte, wenn es sichtbar verfärbt ist oder wenn der Druck des Geräts die üblichen Sollwerte nicht erreicht. Der Probensammler und die transparente Abdeckung können mit Wasser und einem milden Reinigungsmittel gewaschen und vor der Wiederverwendung gründlich getrocknet werden. Verwenden Sie keine organischen Lösungsmittel, die die Kunststoffkomponenten angreifen könnten. Die elektronische Waage ist ein Präzisionsinstrument; vermeiden Sie das direkte Verschütten von Pulver auf die Wiegeplatte – wiegen Sie das Sieb immer mit aufgesetzter Abdeckung und führen Sie anschließend die Tarierung durch.

F4: Kann ich eine einzelne Probe nacheinander auf mehreren Sieben testen, ohne die Zwischenfraktionen erneut zu wiegen?

Das Gerät ist dafür ausgelegt, den Rückstand auf jeweils einem Sieb zu messen. Für eine sequenzielle Analyse (z. B. 63 µm → 38 µm → 20 µm) würden Sie das erste Sieb vollständig durchführen, das Untersiebpulver aus dem Probensammler entnehmen, wiegen und diese Unterkornfraktion anschließend auf das nächste Sieb übertragen. Die interne Waage und Software des TOB-MK-200 können dann die Größenfraktionsanteile auf Basis des ursprünglichen Probengewichts und der aufeinanderfolgenden Rückstandsgewichte berechnen. Dieser Ansatz ist zeitaufwändiger als ein Siebstapel, liefert jedoch dieselben Informationen mit deutlich besserer Genauigkeit für feine Pulver.

Bereit, Ihren manuellen Siebprozess durch eine automatisierte, dokumentierte und hochwiederholbare Luftstrahlmethode zu ersetzen? Fordern Sie ein Angebot für den TOB-MK-200 an oder kontaktieren Sie unser Team für Laborinstrumentierung, um die geeigneten Sieböffnungsgrößen für Ihre QA-Protokolle für Batteriepulver zu besprechen.

tob.amy@tobmachine.com  | +86 181 2071 5609

Das benötigen Sie möglicherweise auch

• TOB 304SS Sieb mit 600 Maschen — Ein Präzisionsprüfsieb aus Edelstahl mit 600-Mesh-Öffnung, kompatibel mit dem TOB-MK-200 und anderen Standard-Siebschüttlern. Ideal zur Bestimmung des Feinanteils von Kathoden- und Anodenpulvern bis hinunter zu etwa 20–25 µm.
• Elektrisches TOB-Vibrationssieb — Ein elektrisch angetriebener mechanischer Siebschüttler für das routinemäßige Sieben von Batteriepulvern mit höherem Durchsatz, wenn keine Luftstrahl-Fluidisierung erforderlich ist. Geeignet für gröbere Fraktionen und den Betrieb mit mehreren Sieben im Stapel.
• Kathoden-Aktivmaterialien — Eine vollständige Palette von NMC-, LFP-, LCO-, LMFP-, Natrium-Ionen-Schichtoxid- und Preußisch-basierten Kathodenpulvern, deren Partikelgrößenverteilung mit dem TOB-MK-200 charakterisiert werden kann, um Beschichtungsgleichmäßigkeit und eine konsistente Zellleistung sicherzustellen.
• Anoden-Aktivmaterialien — Graphit, Hartkohlenstoff, Silizium-Graphit-Verbundmaterialien und Lithium-Metall-Anodenmaterialien. Überprüfen Sie den Grobanteil Ihres Anodenpulvers vor dem Mischen der Suspension und der Beschichtung mit dem TOB-MK-200 Luftstrahlsieb.