Los analizadores de densidad por toma convencionales obtienen el volumen de un material levantando y dejando caer una probeta graduada varias veces hasta que el lecho de la muestra deja de compactarse. Se trata de un proceso ruidoso que requiere que un operario estime el nivel en una probeta graduada con una precisión de décimas de mililitro.
El GeoPyc emula los analizadores de densidad de toma convencionales aplicando una fuerza constante a través de un lecho de muestra, mientras gira una cámara. Este proceso es más silencioso, más rápido y ofrece una mayor repetibilidad. La presión axial transversal (P.A.T.) se refiere a la forma en que la cámara gira y agita la muestra mientras se compacta.
Emular la densidad del grifo
La lactosa monohidratada, la sacarosa, el talco y el dióxido de titanio se analizaron en un analizador de densidad de toma convencional para determinar la densidad de toma. Cada muestra se analizó cinco veces para obtener una media. Los resultados pueden verse en la imagen 1.
Los parámetros que deben determinarse para emular los valores obtenidos con los analizadores convencionales son el tamaño de la cámara, la masa de la muestra, los ciclos de preparación, los ciclos de análisis y la fuerza de consolidación.
Los tres tamaños de cámara recomendados para las mediciones de T.A.P. son 25,4 mm, 38,1 mm y 50,8 mm. La cámara de 25,4 mm se seleccionó para minimizar la cantidad de muestra necesaria. La cantidad de muestra se determinó llenando la cámara hasta una altura aproximadamente igual al diámetro de la cámara. En todas las ejecuciones posteriores se utilizó una masa similar. Se seleccionaron dos ciclos de preparación y cinco de análisis para proporcionar un análisis rápido y repetible.
La fuerza de consolidación que debe utilizarse se determina mediante ensayo y error. Se realizaron análisis utilizando las condiciones mencionadas anteriormente y variando la fuerza hasta que la densidad T.A.P. y los resultados de la densidad de toma fueron similares. Si el valor de densidad T.A.P. medido era superior al esperado, se reducía la fuerza de consolidación. Del mismo modo, se aumentaba la fuerza de consolidación si el valor de la densidad T.A.P. era inferior al esperado.
La fuerza de consolidación aplicada al polvo de talco se incrementó hasta que el valor de densidad T.A.P. produjo resultados equivalentes a los del analizador de densidad por toma convencional. La tabla 1 muestra los valores de densidad T.A.P. en función de la fuerza de consolidación.
En la imagen 1 se muestran los resultados de densidad T.A.P. para lactosa monohidratada, sacarosa, talco y dióxido de titanio. La repetibilidad de estas mediciones se compara con el método convencional.
Duración del análisis
El analizador de densidad por toma convencional realiza cinco tomas por segundo. El procedimiento consiste en realizar un número determinado de tomas hasta que la muestra deja de compactarse. Inicialmente, se realizan 10 tomas, seguidas de 500 tomas y, a continuación, 1250 tomas hasta que dos lecturas consecutivas son iguales.
El GeoPyc requiere realizar un análisis en blanco, con cada análisis de densidad T.A.P., en la cámara de muestras para determinar el número de pasos que tarda un motor en empujar un émbolo hasta el fondo de la cámara de muestras. Una vez determinada la fuerza de consolidación, el blanco puede realizarse por separado para reducir el tiempo de análisis. El tiempo de análisis de las pruebas realizadas en este experimento fue de entre tres y cuatro minutos cada una.
Conclusión
La densidad T.A.P. es un análisis rápido, silencioso y fácil de realizar. Los resultados son más repetibles
que los adquiridos a través de las mediciones de densidad de toma convencionales.
