更深入地研究纤维和颗粒

Digging more deeply into fibers and particles

Eastern Finland 大学希望借助维美德纤维图像分析仪的新型超高清成像和分类功能,更深入地研究纤维的反应性能,并分析纤维与产品性能之间的关系。

利用37年的实验室和在线纤维测量经验,维美德于2019年6月为维美德纤维图像分析仪(Valmet FS5)推出了全新设计的光学模块。超高清光学器件可以以更高的分辨率测量更多光纤,从而扩展了分析应用领域并改善了 测量精度。

凭借37年的实验室和在线光纤测量经验,维美德于2019年6月为维美德FS5分析仪推出了完全重新设计的光学模块。

自2013年推出模块以来,Valmet FS5 分析仪提供了精确的标准化的纤维形态测量,无需特殊培训,样品制备或实验室设施。全新的光学元件现在具有以下特点:更宽的测量单元,改进了对纤维束颗粒的测量;更大面积的图像区域,可测量更多和更长的纤维;超高清摄像头,提供更快的纤维分析和更高的清晰度,从而更好地检测原纤维和细小颗粒组分。

维美德与 Eastern Finland 大学(UEF)合作,在新光学模块开发阶段研究新的测量应用,  目的是验证新的超高清(UHD)光学器件在识别各种微粒中的能力。

该大学现在正在继续寻求对纤维反应性的更详细的了解,并分析纤维与产品性能之间的关系。

与我们21世纪初购买的设备相比,现在可以观看到更细微的细节。

 

超高清晰度提高细小颗粒检测能力

快速、可靠的纤维特性分析已有数十年的应用历史,但由于受光学和摄像系统的限制,对细小颗粒和不同类型细小纤维组分的识别一直受限。以前有可能用显微镜手动测量这些不同的颗粒,这是缓慢而乏味的工作,并且难以获得足够数量的颗粒和纤维以得到可靠的结果。


“ 我们正在探索的纤维和细小纤维的细微细节,这是很难观察到的,在光学检测和颗粒分类方面高度复杂。” Eastern Finland 大学(UEA)副教授 Antti Haapala 说。 UEF 的老式分析仪技术缺乏的“观察”和/或识别小颗粒的能力,如纤维原纤化和薄壁细胞。“与我们21世纪初购买的设备相比,现在可以观看到更细微的细节。” Haapala教授继续说。

 

 

自动识别非纤维状颗粒

从维美德 FS5 的原始高清到超高清光学元件的飞跃,使较小的颗粒可见。测量颗粒的最小尺寸接近 1μm。这种准确性可以很好地识别出木浆中的不同细小纤维组分颗粒。然而,仅光学测量能力是不够的。木浆和非木浆还含有纤维以外的颗粒组分。Valmet FS5 分析仪具有独特的内置神经网络功能,称为 Teach Tool。借助这种直观且易于使用的功能,可以通过用户输入希望测量的颗粒类型,指导分析仪识别各种非纤维状颗粒。

Haapala 教授和他团队使用这个功能从样本中获取更多的信息。“Valmet FS5 分析仪按颗粒类型分类检测的新功能,正在用于检测不同的木材细胞类型,例如,管胞、导管和薄壁组织。后两者通常被视为细小纤维组分颗粒。” Haapala 教授解释说。完成分析仪训练后,就可以轻松获得分类颗粒的结果。使用标准的 Valmet FS5 分析仪,可以检测数十或数百个此类颗粒,平均只需五分钟即可完成分析,并获得样品分析结果。

易于安装

“Valmet FS5 的安装非常简单,一切都很顺利。在检查了标准纤维和用户级问题咨询后, 我们的实验室技术人员在同一天开始处理我们的样品。”Haapala 教授说。

同时应用于学术界和工业界

纸浆细小纤维的分类和组成分析与工业过程的监测有关, 如筛选和磨浆, 以及对某些产品性能进行定量分析。细小纤维的形态描述了它们从纤维中产生的方式,而对原纤化细小纤维的检测可以分析纤维细胞壁的分层。当制备各种微纤维素和纳米纤维素产品时,验证了同样的方法可以有效的评估化学预处理对纤维结构的影响。纤维降解程度的分析,是评价预处理效率和反应动力学的良好指标,为进一步的原纤化工艺提供了充足的处理时间。

分析的要求因所分析的材料而异:在植物样品中,区分细胞类型或详细评估某些解剖特征可能是最重要的; 在纤维素原纤化中,人们的兴趣是观察纤维在加工过程中如何溶胀或分层。 “总的来说,我们关注的是纤维如何与化学系统,机械研磨或其他微粉化过程反应。 细度分析在许多工业应用中被认为是重要的。 因此,多功能性和自定义分析的能力对我们非常重要。” Haapala 笑着说

除了在生产设施中日常使用外,Valmet FS5还是许多工业研究机构和大学选择的分析仪,它提供有关纤维性能的基本数据和具有先进功能的新见解。 维美德正在与客户合作进行研究,以提高测量应用和较小颗粒测量以及新工业应用的标准。

 

 

作者和图片: Samar Yacoub 和 Antti Haapala

纤维图像分析仪

采用新技术,测量范围更为广泛,使用方便并改善了连接性。