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，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）。