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研发、品控、运输的多面手,为什么粒径测量为众多行业所采用?

来源:点击:524发布时间:2019-04-16

分类:化工,食品,颗粒特性,制药,医药和生物技术。

如今粒度测量成为很多行业必不可少的分析方法,不仅因为颗粒特性会直接影响生产过程,也会影响产品的最终性质。现阶段有很多测量粒径的方法,为用户进一步了解样品的性质提供帮助。

水泥的沉降性,巧克力的口感,癌细胞的有效靶向性,油漆的遮盖能力之间有何共性?无论是水泥颗粒,可可脂液滴,脂质体药物制剂还是色素颗粒,他们都受颗粒特性的强烈影响。

微米技术,纳米技术并不是现代发明,这些技术对人类手工制品的性质有深远的影响。过去的几十年来,微米,纳米颗粒粒径测量的手段日渐丰富,这让我们得以改善生产工艺,运输条件,储存条件,有效期等,甚至是决定产品的最终性质。动态光散射技术和激光衍射技术如今被广泛应用于纳米颗粒和微米颗粒粒径测量。粒径测量广泛应用于各行各业,比如:食品饮料,制药,化工,建筑行业等。

食品行业:

许多食品在生产过程中,都会以一种形态体现,可以是悬浮液,粉末或乳剂。对于粉末样品,颗粒大小影响体积密度,从而影响粉末流动性;同样,在悬浮液样品中,颗粒大小对剪切粘度有影响,这反过来又会影响原材料的泵送,混合和运输。

咖啡粉和牛奶的颗粒可能会影响咖啡的口感,同样颗粒大小也会影响食品的储存和稳定性。如果颗粒大小没有控制好,对于粉末样品来说就可能会结块,对于乳剂样品来说(牛奶),就有可能变质了。

颗粒大小也会强烈影响食物的外观,质地和口感,人类舌头能够分辨出几微米的颗粒,因此食物颗粒大小的调整,会影响人们对食物的接受程度。

制药工业:

粒度是制药过程中的一个关键工艺参数,应用于粉末状活性药物成分(API),乳液,靶向药物等。

输液以及注射剂中的粒度分析是安全静脉注射应用中的重要参数。对于粉末状原料药来说,药物的溶解速度以及生物利用度主要受粒度影响。这尤其影响机体中某种药物成分需要被控制或缓释的情形。

给药后药物在机体内的分布,沉降,吸收率等也与颗粒大小有关,当针对靶向细胞用药时(比如癌细胞,内皮细胞等),这一点尤其重要,因为不同的靶向细胞对不同粒径颗粒吸收效果不同。脂质体是由磷脂双分子层组成的小泡状颗粒,被广泛用于靶向药物制剂,因此囊泡的大小起至关重要的作用,且具有明显的动态光散射的样品特性,过去几年,许多类似的囊泡(被称为外泌体),作为癌症靶向治疗的候选药物,已经引起了人类极大关注。

另外,正如其他行业,颗粒大小也会影响药物粉末,颗粒悬浮液和乳剂的流动性,影响运输包装,配方性能等。

油漆和涂料:

在光学性能方面,颜料粒径影响颜料的色强,比如已知颜料与另一种颜料混合后的效果。此外他还会影响涂料散射光纤的方式,这对涂料的遮盖力和表面光洁度(亮面,哑光等)都有影响。

由于涂料是含颗粒液体,其流变性能不仅仅取决于颗粒浓度,还取决于颗粒形状和大小。因此,颗粒大小对于预测涂料在运输,储存和应用过程中的流动行为非常重要。颜料颗粒与基质的相互作用决定了颜料乳液的稳定性,这样,颗粒大小也会影响颜料的保质期。

建筑材料

粒度测量的另外一个应用方向为建筑材料的生产过程。例如在水泥生产过程中,研磨是一个非常耗能的过程,缩小粒度分布有助于节约能源,控制成本。混凝土的粒度测量需要坚固且易于清洗的仪器,除此以外,粒度对最终产品的性能也有很大的影响。粒径分布与其化学成分和比表面积一样,是影响水泥水化曲线和硬化强度的主要因素。具体来说,平均粒径的减小,会导致凝结时间缩短,早期硬化强度提高,相反,随着水泥逐渐老化,较粗颗粒逐渐发挥重要作用,粒径分布宽度也决定了水泥等建筑材料的填料密度和吸水量。

总结:

从以上示例中可以发现,众多行业都会涉及粒度测量,这将影响生产过程乃至最终产品性质。在众多测量技术中,应用动态光散射原理的安东帕Litesizer系列纳米粒度仪,以及应用激光衍射原理的PSA系列微米粒度仪能够有效帮助用户了解样品特性及其行为。