2020-04-15
硬脂酸鎂含量對乳糖產(chǎn)品電荷的影響
一、介紹
1、概論
顆粒狀材料和精細(xì)粉體在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，為了控制和優(yōu)化加工方法，必須對這些材料進(jìn)行精確表征。表征方法既與顆粒的性質(zhì)（粒度、形態(tài)、化學(xué)成分等）有關(guān)，也與粉體的行為（流動性、密度、共混穩(wěn)定性、靜電性能等）有關(guān)。然而，關(guān)于散裝粉末的物理性能，大多數(shù)在研發(fā)或質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室使用的技術(shù)是基于舊的測量技術(shù)。在過去的十年中，我們更新了這些技術(shù)，以滿足研發(fā)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)部門目前的要求。特別是測量過程自動化并開發(fā)了嚴(yán)格的初始化方法，以獲得可重復(fù)和可解釋的結(jié)果。利用圖像分析技術(shù)提高了測量精度。
一些可對所有工業(yè)加工粉體和顆粒材料的測量方法應(yīng)運(yùn)而生，本應(yīng)用中著重介紹GranuCharges：
GranuCharges測量粉體靜電特性。
2、GranuCharge
粉體在流動過程中會產(chǎn)生靜電荷。電荷的出現(xiàn)是由于摩擦電效應(yīng)，這是兩個固體接觸時的電荷交換。粉末在設(shè)備（攪拌機(jī)、料倉、輸送機(jī)等）內(nèi)流動過程中，摩擦電效應(yīng)發(fā)生在顆粒之間的接觸處，顆粒與設(shè)備之間的接觸處。因此，粉末的特性和用于制造設(shè)備的材料的性質(zhì)是重要的參數(shù)。
GranuCharge能夠自動準(zhǔn)確地測量粉末與選定材料接觸過程中產(chǎn)生的靜電荷量。
粉末樣品在震動的V形管中流動，落入與靜電計相連的法拉第杯中。靜電計測量粉末在V形管內(nèi)流動時所獲得的電荷。為了獲得可重復(fù)的結(jié)果，GranuCharge使用旋轉(zhuǎn)或振動裝置有規(guī)律地給V形管進(jìn)料。
二、粉體選擇
實(shí)驗(yàn)樣品：乳糖粉InhaLac400。本產(chǎn)品由Meggle Pharma提供。InhaLac400是高質(zhì)量晶體乳糖粉體，專為干粉吸入制劑設(shè)計。
在這個應(yīng)用中研究了混合了不同質(zhì)量濃度（0、1、3、4、5%）的硬脂酸鎂（抗靜電劑）所獲得的五種混合物。
三、GranuCharge分析
1、實(shí)驗(yàn)過程
利用GranuCharge研究粉末的摩擦電效應(yīng)。每次顆粒裝藥實(shí)驗(yàn)均使用不銹鋼316L管和振動給料裝置。
圖1、振動/旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和不銹鋼管
每次測量使用的粉末質(zhì)量為20-30g，測量后未重復(fù)使用。所有粉末在標(biāo)準(zhǔn)條件下（43%RH和21.2℃）進(jìn)行分析。
在試驗(yàn)開始時，通過將粉末引入法拉第杯來測量初始粉末電荷密度
（qi，nC/g）。一旦這個步驟完成，粉末就被倒入旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，隨后實(shí)驗(yàn)開始。并再實(shí)驗(yàn)結(jié)束時測量終電荷密度（qf，nC/g）。
表1 GranuCharge的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總。指出電荷密度變化，終電荷（qf）和初始電荷（q0），密度(Δ??=????−??0,nC / g)：
表1 GranuCharge分析結(jié)果
下圖顯示了電荷密度隨硬脂酸鎂質(zhì)量濃度的變化。直線顯示變化趨勢。
圖2 硬脂酸鎂含量對InhaLac400乳糖粉電荷密度的影響
2、結(jié)果解讀
圖2顯示了添加硬脂酸鎂對InhaLac400與不銹鋼316L管道接觸后獲得電荷的影響。我們可以看到，如果只使用InhaLac400產(chǎn)品，粉體是高敏感的電荷(Δq = -4.6nC/g)。然而，當(dāng)我們增加硬脂酸鎂的質(zhì)量濃度時，我們可以看到電荷密度變化的減少。此外，當(dāng)硬脂酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近3%時，就會達(dá)到一個平衡（電荷密度變化接近-0.750nC/g）。
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