硬脂酸镁含量对乳糖产品电荷的影响

2020-04-15

硬脂酸镁含量对乳糖产品电荷的影响
一、介绍
1、概论
颗粒状材料和精细粉体在工业上有着广泛的应用,为了控制和优化加工方法,必须对这些材料进行精确表征。表征方法既与颗粒的性质(粒度、形态、化学成分等)有关,也与粉体的行为(流动性、密度、共混稳定性、静电性能等)有关。然而,关于散装粉末的物理性能,大多数在研发或质量控制实验室使用的技术是基于旧的测量技术。在过去的十年中,我们更新了这些技术,以满足研发实验室和生产部门目前的要求。特别是测量过程自动化并开发了严格的初始化方法,以获得可重复和可解释的结果。利用图像分析技术提高了测量精度。
一些可对所有工业加工粉体和颗粒材料的测量方法应运而生,本应用中着重介绍GranuCharges:
GranuCharges测量粉体静电特性。
2、GranuCharge
粉体在流动过程中会产生静电荷。电荷的出现是由于摩擦电效应,这是两个固体接触时的电荷交换。粉末在设备(搅拌机、料仓、输送机等)内流动过程中,摩擦电效应发生在颗粒之间的接触处,颗粒与设备之间的接触处。因此,粉末的特性和用于制造设备的材料的性质是重要的参数。
GranuCharge能够自动准确地测量粉末与选定材料接触过程中产生的静电荷量。
粉末样品在震动的V形管中流动,落入与静电计相连的法拉第杯中。静电计测量粉末在V形管内流动时所获得的电荷。为了获得可重复的结果,GranuCharge使用旋转或振动装置有规律地给V形管进料。
二、粉体选择
实验样品:乳糖粉InhaLac400。本产品由Meggle Pharma提供。InhaLac400是高质量晶体乳糖粉体,专为干粉吸入制剂设计。

在这个应用中研究了混合了不同质量浓度(0、1、3、4、5%)的硬脂酸镁(抗静电剂)所获得的五种混合物。
三、GranuCharge分析
1、实验过程
利用GranuCharge研究粉末的摩擦电效应。每次颗粒装药实验均使用不锈钢316L管和振动给料装置。

图1、振动/旋转给料机和不锈钢管
每次测量使用的粉末质量为20-30g,测量后未重复使用。所有粉末在标准条件下(43%RH和21.2℃)进行分析。
在试验开始时,通过将粉末引入法拉第杯来测量初始粉末电荷密度
(qi,nC/g)。一旦这个步骤完成,粉末就被倒入旋转给料机,随后实验开始。并再实验结束时测量最终电荷密度(qf,nC/g)。
表1 GranuCharge的实验结果汇总。指出电荷密度变化,最终电荷(qf)和初始电荷(q0),密度(Δ𝑞=𝑞𝑓−𝑞0,nC / g):
表1 GranuCharge分析结果

 

下图显示了电荷密度随硬脂酸镁质量浓度的变化。直线显示变化趋势。

图2 硬脂酸镁含量对InhaLac400乳糖粉电荷密度的影响
 
2、结果解读
图2显示了添加硬脂酸镁对InhaLac400与不锈钢316L管道接触后获得电荷的影响。我们可以看到,如果只使用InhaLac400产品,粉体是高敏感的电荷(Δq = -4.6nC/g)。然而,当我们增加硬脂酸镁的质量浓度时,我们可以看到电荷密度变化的减少。此外,当硬脂酸镁的质量分数接近3%时,就会达到一个平衡(电荷密度变化接近-0.750nC/g)。
 

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