硬脂酸鎂含量對乳糖產品電荷的影響

2020-04-15

硬脂酸鎂含量對乳糖產品電荷的影響
一、介紹
1、概論
顆粒狀材料和精細粉體在工業上有著廣泛的應用，為了控制和優化加工方法，必須對這些材料進行精確表征。表征方法既與顆粒的性質（粒度、形態、化學成分等）有關，也與粉體的行為（流動性、密度、共混穩定性、靜電性能等）有關。然而，關于散裝粉末的物理性能，大多數在研發或質量控制實驗室使用的技術是基于舊的測量技術。在過去的十年中，我們更新了這些技術，以滿足研發實驗室和生產部門目前的要求。特別是測量過程自動化并開發了嚴格的初始化方法，以獲得可重復和可解釋的結果。利用圖像分析技術提高了測量精度。
一些可對所有工業加工粉體和顆粒材料的測量方法應運而生，本應用中著重介紹GranuCharges：
GranuCharges測量粉體靜電特性。
2、GranuCharge
粉體在流動過程中會產生靜電荷。電荷的出現是由于摩擦電效應，這是兩個固體接觸時的電荷交換。粉末在設備（攪拌機、料倉、輸送機等）內流動過程中，摩擦電效應發生在顆粒之間的接觸處，顆粒與設備之間的接觸處。因此，粉末的特性和用于制造設備的材料的性質是重要的參數。
GranuCharge能夠自動準確地測量粉末與選定材料接觸過程中產生的靜電荷量。
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形管內流動時所獲得的電荷。為了獲得可重復的結果，GranuCharge使用旋轉或振動裝置有規律地給V形管進料。
二、粉體選擇
實驗樣品：乳糖粉InhaLac400。本產品由Meggle Pharma提供。InhaLac400是高質量晶體乳糖粉體，專為干粉吸入制劑設計。

在這個應用中研究了混合了不同質量濃度（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、實驗過程
利用GranuCharge研究粉末的摩擦電效應。每次顆粒裝藥實驗均使用不銹鋼316L管和振動給料裝置。

圖1、振動/旋轉給料機和不銹鋼管
每次測量使用的粉末質量為20-30g，測量后未重復使用。所有粉末在標準條件下（43%RH和21.2℃）進行分析。
在試驗開始時，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，粉末就被倒入旋轉給料機，隨后實驗開始。并再實驗結束時測量終電荷密度（qf，nC/g）。
表1 GranuCharge的實驗結果匯總。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分析結果

下圖顯示了電荷密度隨硬脂酸鎂質量濃度的變化。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產品，粉體是高敏感的電荷(Δq = -4.6nC/g)。然而，當我們增加硬脂酸鎂的質量濃度時，我們可以看到電荷密度變化的減少。此外，當硬脂酸鎂的質量分數接近3%時，就會達到一個平衡（電荷密度變化接近-0.750nC/g）。