Mastersizer 3000+ Ultra | analizator wielkości cząstek

Analizator wielkości cząstek

Zastosowanie:

Analizator wielkości cząstek od światowego lidera dyfrakcji laserowej

Analizator wielkości cząstek Mastersizer 3000 to następca najpopularniejszego analizatora wielkości cząstek na świecie – słynnego Mastersizera 2000, który przeszedł w 2024 roku kolejne udoskonalenie konstrukcyjne oraz programowe o zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji do opracowania i oceny wyników. Te najnowsze zmiany zostały wyróżnione nową nazwą serii: Mastersizer 3000+. Nową wersją Malvern sprawił, że pomiary wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej stały się tak proste, jak rutynowe czynności laboratoryjne. Pomiar wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej jest doskonałą alternatywą dla innych technik, jak na przykład dla metody sitowej.

Analizator umożliwia pomiar wielkości cząstek w zakresie 0,01 – 3500 µm. Mastersizer 3000 oferowany jest z całą gamą przystawek umożliwiających badania dyspersji cieczowych jak i suchych proszków. System jest jednoobiektywowy i nie wymaga wymiany soczewek podczas pomiaru. Częstotliwość próbkowania równa 10 kHz, a także gwarantowana powtarzalność i odtwarzalność na poziomie ±1 % sprawiają, że Mastersizer 3000 pod względem możliwości pomiarowych jest absolutnym numerem jeden. I to wszystko przy długości aparatu zaledwie 690 mm!

Analizator wielkości cząstek Mastersizer 3000 to nie tylko nowy instrument, ale także odświeżone oprogramowanie posiadające szereg funkcji pomocnych w wypracowaniu optymalnej metody pomiarowej.

Posiadamy analizator demonstracyjny w laboratorium. Świadczymy także usługi pomiaru próbek:

wielkości cząstek nano- i mikrometrowych

Analizator wielkości cząstek Mastersizer 3000 to:

Nowy standard jakościowy pomiarów przy kompaktowych wymiarach instrumentu
Szybkie, niezależne od operatora pomiary wielkości cząstek – wyższa wydajność laboratorium
Jeden aparat do precyzyjnych pomiarów próbek cieczowych i suchych
w zakresie 0,01 – 3500 µm
Proste, intuicyjne,nowoczesne oprogramowanie wykorzystujące algorytmy uczenia maszynowego (sztucznej inteligencji) w języku polskim wyświetlające wyniki w dowolnej formie
Szybkie i wydajne przystawki do dyspersji cieczowych dla specyficznych potrzeb różnych aplikacji
Całkowicie nowa przystawka do dyspersji powietrznych i pomiarów próbek delikatnych oraz silnie zaglomeryzowanych

Analizator wielkości cząstek Mastersizer 3000 wykorzystuje technikę dyfrakcji laserowej, która wykorzystuje zjawisko rozpraszania światła na cząstkach.

Światło trafiając w obiekt ulega rozproszeniu, a kąt ugięcia fali jest ścisle zależny od wielkości cząstki (im mniejsza cząstka, tym większy kąt rozpraszania).

Zarejestrowane widmo rozpraszanego swiatła jest przekształcane do postaci rozkładu wielkości cząstek. Powszechnie stosuje się jeden z dwóch modeli matematycznych: przyblizenie Fraunhofera oraz teorię Mie. Przyblizenie Fraunhofera opiera sie na założeniu, że wszystkie cząstki są znacznie większe niż długość fali padającego światła laserowego. Pod uwagę brane jest wyłącznie rozpraszanie na powierzchni cząstki, co bardzo dobrze sprawdza sie dla większych, nieprzezroczystych cząstek. Teoria ta uwzglednia tylko rozpraszanie pod małymi kątami, co mocno ogranicza jej stosowalność. W przypadku bardzo małych cząstek i materiałów o znacznej przezroczystości norma ISO-13320 zaleca stosowanie teorii Mie. Model ten bierze pod uwagę również rozpraszanie wtórne, czyli uwzglednia nie tylko ugięcie swiatła na powierzchni cząstki, ale także jego załamanie i częściową absorpcję. Teoria ta ma znacznie większy zakres stosowalności, chociaż dla uzyskania prawidłowych wyników konieczna jest znajomość współczynnika załamania swiatła: cześci rzeczywistej i urojonej (absorpcja). Dla wiekszości substancji wartości te są dostepne w literaturze.

Wynikiem końcowym pomiaru metodą dyfrakcji laserowej jest objetościowy rozkład wielkości cząstek. Każda cząstka, niezaleznie od kształtu, jest przedstawiana jako kulka o równowaznej objetości. Zarejestrowany rozkład jest wzglednym rozkładem objetościowym, przedstawiającym procentową zawartość poszczególnych frakcji w całej objetości próbki.

Co mierzy analizator wielkości cząstek Mastersizer 3000+?

Rozkład wielkości cząstek w: zawiesinach, emulsjach i suchych proszkach.

Podstawowe parametry

Technika: dyfrakcja laserowa
Modele obliczeń: teoria Mie, przybliżenie Fraunhofera
Częstotliwość próbkowania: 10 kHz
Czas pomiaru: typowy pomiar <10 sec

Parametry optyczne

Światło czerwone: laser He-Ne, 632.8nm, maks. 4mW
Światło niebieskie: dioda LED, 470nm, maks. 10mW
Układ soczewek: odwrotny Fouriera (zbieżna wiązka)
Rzeczywista odległość ogniskowa: 300mm

Parametry detektora

Układ detektorów: macierz logarytmiczna
Zakres kątowy: 0.015 – 144 stopni
Osiowanie: automatyczne

Parametry pomiarowe

Zakres wielkości cząstek: 0.01 – 3500 µm *
Ilość klas wielkości: 100 (definiowalne)
Dokładność: poniżej 1% **
Powtarzalność: rozbieżność poniżej 0.5% *
Odtwarzalność: lepsza niż 1% *

Ważna cecha oprogramowania

Zgodność z 21 CFR part 11: opcja pracy w trybie asystującym w zachowaniu zgodności ER/ES

Analiza z użyciem adaptacyjnej dyfrakcji laserowej (Size sure) wykorzystującej algorytmy uczenia maszynowego

Zgodność systemu

Klasa lasera: laser klasy 1, IEC60825-1:2007 oraz CFR rozdział I: podrozdział J: część 1040 (CDRH)
Spełnienie wymogów: zgodny z RoHS i WEEE oraz CE/FCC, spełnia także wymagania dyrektywy Europejskiej dot. niskich napięć

Waga i rozmiar urządzenia

Wymiary: 690mm x 300mm x 450mm (dł. x szer. x wys.)
Waga: 30 kg

Parametry urządzenia

Napięcie zasilania: 100/240 V, 50/60 Hz
Pobór mocy: 50W (bez przystawek), 200W maks. (z 2 przystawkami)
Temperatura przechowywania: -20°C to +50°C
Temperatura pracy: +5°C to +40°C
Zakres wilgotności: Nie skraplająca; Maksymalnie 80% w temperaturze do 31°C, pomniejszana liniowo do 50% w 40°C.
Klasyfikacja ochronna IP: IP41B

* Zależne od rodzaju próbki oraz jej przygotowania.

** Dokładność definiowana jako powtarzalność wartości średniej wąskiego rozkładu logarytmicznego. Zależne od rodzaju próbki oraz jej przygotowania.

Patenty: Ława optyczna Mastersizera 3000 jest chroniona patentami: US6,778,271 z powiązanymi regulacjami; GB2,340,932; łącznie z patentami dotyczącymi zastosowań WO2013038161, WO2013038160 i WO2013038159. Przystawki Hydro MV oraz LV chroni patent EP1167946A2 z powiązanymi regulacjami.

3000+ ultra – wersja pełnozakresowa ze wszystkimi funkcjonalnościami i możliwością pomiarów na mokro oraz sucho

Analizator wielkości cząstek 3000+ Pro oraz 3000+ Lab – niskobudżetowe wersje systemu do pomiaru wielkości cząstek „na mokro” w zakresie 0,1-1000µm

Hydro SV

Hydro SV to cela do dyspersji cieczowych wyposażona w kuwetę o pojemności 6 ml (+ 1ml na próbkę). Przeznaczona do zastosowań, w których istnieje potrzeba pomiaru bardzo małych objętości próbki lub tam, gdzie istnieje konieczność zminimalizować wykorzystania medium dyspergującego. Próbka jest zawieszona z pomocą mieszadła magnetycznego sterowanego przez oprogramowanie (500-1800 obr/min). Wymontowanie kuwety nie wymaga użycia narzędzi, czyszczenie odbywa się za pomocą dostarczanej stacji myjącej. Zakres pomiarowy: 0,01 – 200 mikrometrów (zależne od badanej próbki) Sterowanie poprzez SOP ułatwiające obsługę i zapewnia powtarzalne warunki pomiaru.

Hydro EV

Hydro EV to przystawka o zmiennej objętości. Jako zbiornik dysperganta wykorzystywane są standardowe zlewki laboratoryjne o objętościach 250, 600 i 1000 ml. Jest to przystawka do zastosowań badawczych dla Użytkowników mierzących zarówno próbki dyspergowalne w wodzie jak i nierozruszczalne w wodzie.

Hydro MV

Hydro MV to przystawka o objętości 100 – 120 ml; idealna do pomiarów w cieczach innych niż woda. Jest również zalecana wtedy, gdy dostępna jest niewielka ilość próbki. Może być automatycznie napełniana i opróżniana.

Hydro LV

Hydro LV to zautomatyzowana przystawka o dużej objętości zbiornika – 600 ml – dyspergująca próbki w cieczy. Sprawdzi się tam, gdzie potrzebny jest pomiar większych objętości próbek lub w których konieczne jest scharakteryzowanie bardzo polidyspersyjnych materiałów. Wysoka zgodność chemiczna jednostki zapewnia możliwość stosowania szerokiej gamy dyspergatorów, zapewniając szeroki zakres zastosowań. Może być automatycznie napełniana i opróżniana.

Aero s

Aero S to zupełnie nowa jakość w pomiarach suchych proszków. Próbka jest dyspergowana poprzez przyspieszanie cząstek w dyszy Venturiego, poruszających się w strumieniu sprężonego powietrza. Konstrukcja dyszy ma kluczowe znaczenie w celu zdyspergowania cząstek. Do przystawki Aero S opracowano wymienne dysze Venturiego, dzięki czemu możliwości pomiarowe zostały rozszerzone na próbki zawierające zarówno cząstki delikatne, łamliwe jak i silnie zaglomeryzowane. Przystawka zapewnia precyzyjną kontrolę ciśnienia sprężonego powietrza w za kresie 0 – 4 bar z dokładnością do 0,1 bar oraz regulację podawania próbki; jest całkowicie sterowana poprzez oprogramowanie.

Hydro 2000 SM

Hydro 2000 SM – Sterowana ręcznie przystawka dyspergująca do próbek o małej objętości pozwalająca ograniczyć zużycie cieczy dyspergującej. Objętość dysperganta 50 ÷ 120 ml Ręczne sterowanie pracą pompy i mieszadła Zintegrowana pompa odśrodkowa.

Hydro Insight

Hydro Insight to akcesorium do dynamicznego obrazowania, które dostarcza szczegółowych informacji o kształcie cząstek badanej próbki. Przystawka rejestruje ponad 30 parametrów nie tylko kształtu, ale też wielkości cząstek, a czas pomiaru to zaledwie kilkanaście sekund! Hydro Insight charakteryzuje się dwoma zakresami pomiarowymi do wyboru: 1 – 300 lub 10 – 800 μm, wysoką odpornością chemiczną, optyką o wysokiej rozdzielczości, przyjaznym oprogramowaniu i prostej konstrukcji, a także zgodnością z normą ISO 13322-2.

Chocosizer

Mastersizer 3000 Chocosizer Kit to zestaw akcesoriów przeznaczony do szybkiej i powtarzalnej analizy wielkości cząstek w czekoladzie, wspierający kontrolę jakości i pomiary na produkcji. Umożliwia rutynowe pomiary w zakresie 0,01 – 1500 μm (Hydro MV) lub 0,01 – 600 μm (Hydro SM), optymalizując czas procesu począwszy od przygotowania próbki aż do zakończenia pomiaru i wyczyszczenia układu. W zestawie znajdują się m.in. szklane butle i dopasowane dozowniki do podawania odpowiedniej ilości cieczy dyspergującej, zewnętrzna sonda sonikacyjna do właściwego zdyspergowania próbki oraz przewodnik pomiarowy ułatwiający uzyskanie powtarzalnych wyników. Zestaw Chocosizer pomaga utrzymać czystość, przy pracy z olejem oraz pomaga uzyskiwać prawidłowo zdyspergowany stan próbki, dzięki czemu można wykrywać obecność i udział dużych cząstek, które negatywnie wpływają na odczucia sensoryczne, a także śledzić zmiany wielkości cząstek podczas prowadzenia procesów produkcyjnych. To pomaga uzyskiwać właściwą teksturę czekolady przy jednoczesnej optymalizacji kosztów produkcji.

Analizator wielkości cząstek – najczęściej zadawane pytania (FAQ)

Jakie są rodzaje analizatorów wielkości cząstek?

Analizatory wielkości cząstek można podzielić według zastosowanej technologii pomiaru:

Dyfrakcja laserowa (laser diffraction) – najczęściej stosowana metoda w przemyśle i badaniach. Umożliwia szybki i dokładny pomiar szerokiego zakresu wielkości cząstek (od nanometrów do milimetrów).
Przesiewanie (sieving) – klasyczna metoda mechaniczna, dobra dla większych cząstek (powyżej 40–50 µm), ale mniej dokładna i czasochłonna.
Mikroskopia optyczna i elektronowa – umożliwia bezpośrednią obserwację kształtu cząstek, ale jest pracochłonna i stosunkowo droga. Stosowana głównie do celów badawczych.
Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS) – idealne dla bardzo małych cząstek w zawiesinach (1–1000 nm). Metoda bardzo czuła, ale mało precyzyjna przy mieszaninach o szerokim rozkładzie.
NTA (Nanoparticle Tracking Analysis) – technika polegająca na śledzeniu ruchu Browna pojedynczych nanocząstek w roztworze. Umożliwia analizę rozkładu wielkości i koncentracji cząstek w zakresie od ok. 10 do 1000 nm. Doskonała do analizy egzosomów, liposomów, wirusów i nanocząstek w biologii i farmacji.
Sedymetria i analiza obrazu – stosowane w bardziej specjalistycznych przypadkach, np. dla zawiesin lub materiałów, których nie można analizować innymi metodami.

Mastersizer 3000+ Ultra opiera się na dyfrakcji laserowej, która łączy szeroki zakres pomiarowy, wysoką precyzję i krótki czas analizy. W odróżnieniu od metod takich jak DLS czy NTA, które skupiają się na bardzo drobnych cząstkach w cieczach, MS 3000+ Ultra świetnie sprawdza się w analizie zarówno cieczy, jak i suchych proszków, w bardzo szerokim zakresie wielkości – od nanometrów do kilku milimetrów – co czyni go rozwiązaniem niezwykle wszechstronnym.

Jaki analizator wielkości cząstek wybrać?

Wybór analizatora zależy od kilku czynników:

Zakres wielkości cząstek do pomiaru
Typ materiału (suchy, mokry)
Wymagana dokładność i powtarzalność
Potrzeby automatyzacji i szybkości analizy
Budżet i dostępność wsparcia technicznego

Mastersizer 3000+ Ultra to wybór dla tych, którzy szukają urządzenia nowoczesnego, dokładnego i wszechstronnego, o kompaktowej budowie i łatwej obsłudze. Dzięki akcesoriom serii Aero i Hydro oraz inteligentnemu oprogramowaniu – Mastersizer spełnia wymagania większości laboratoriów przemysłowych i badawczych.

Porównanie analizatorów wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej

Na rynku istnieje kilka wiodących analizatorów laserowych: Malvern (Mastersizer 3000+), Horiba LA, Sympatec Helos, Beckman Coulter LS.

Mastersizer 3000+ Ultra wyróżnia się:

Najszybszym czasem pomiaru (poniżej 10 sekund)
Niezwykle kompaktową obudową – oszczędność miejsca
Automatyzacją czyszczenia i kalibracji
Szerokim zakresem pomiarowym (do 3,5 mm – więcej niż wiele konkurencyjnych modeli)
Zaawansowaną analizą i raportowaniem danych dzięki oprogramowaniu Mastersizer
Modularnymi jednostkami dyspergującymi – możliwość pomiaru materiałów suchych i mokrych

Ile kosztuje analizator wielkości cząstek?

Cena analizatora zależy od wybranej konfiguracji i akcesoriów. Jak podaje producent (Malvern Panalytical) ceny analizatorów wielkości cząstek wahają się w przedziale od $35 000 nawet do $100 000. Czynniki wpływające na cenę:

Rodzaj dyspersji (mokra/sucha)
Dodatkowe opcje automatyzacji
Szkolenie, gwarancja, instalacja, serwis

W kontekście ceny do możliwości, MS 3000+ Ultra oferuje najlepszy stosunek jakości do ceny – to inwestycja w niezawodność i długoterminową wartość.

Serwis i kalibracja analizatora wielkości cząstek

Mastersizer 3000+ Ultra oferuje:

Brak konieczności kalibracji – bez konieczności używania wzorców kalibracyjnych
Certyfikowany i doświadczony serwis w Polsce
Zdalną diagnostykę i bezpłatne aktualizacje oprogramowania
Brak konieczności częstych przeglądów dzięki bezobsługowej optyce

To czyni urządzenie niemal bezobsługowym i minimalizuje koszty eksploatacji.

Analizator wielkości cząstek – jaki zakres pomiarowy?

MS 3000+ Ultra oferuje jeden z najszerszych zakresów na rynku: od 10 nanometrów do 3,5 milimetra, bez konieczności wymiany soczewek podczas pomiaru.

Taka elastyczność umożliwia analizę zarówno proszków nanometrowych, jak i dużych granulatów, co ogranicza potrzebę stosowania kilku urządzeń.

Analizator wielkości cząstek – wysoka dokładność

Mastersizer 3000+ Ultra osiąga bardzo wysoką dokładność i powtarzalność, dzięki:

Zaawansowanemu modelowi Mie do analizy rozproszenia
Stabilnej, odpornej na drgania budowie
Automatycznemu osiowaniu przed każdym pomiarem

Dla zastosowań w kontroli jakości, farmacji, materiałach budowlanych czy nanotechnologii, ta precyzja jest kluczowa.

Analizator wielkości cząstek – łatwy w obsłudze

MS 3000+ Ultra został zaprojektowany z myślą o użytkowniku końcowym:

Interfejs graficzny jest intuicyjny i dostępny w języku polskim
System podpowiada kolejne kroki i minimalizuje ryzyko błędów

Obsługa nie wymaga specjalistycznej wiedzy – wystarczy krótkie szkolenie, by rozpocząć pracę.

Analizator wielkości cząstek – przenośny/stacjonarny

Mastersizer 3000+ Ultra to urządzenie stacjonarne, zaprojektowane do pracy w laboratoriach. Jego kompaktowa konstrukcja (mniejsza niż większość konkurencyjnych modeli) pozwala zaoszczędzić miejsce na stole laboratoryjnym, ale nie jest to sprzęt mobilny.

Dla użytkowników szukających przenośnych rozwiązań, Malvern oferuje inne modele (np. Morphologi 4-ID), ale pod względem wydajności, zakresu i wszechstronności, MS 3000+ Ultra pozostaje bezkonkurencyjny.