穩定性分析儀

穩定性分析儀的功能: 穩定性分析儀的用途: 目前的穩定性分析方法主要有兩大類:第一類為傳統分析方法,第二類為儀器分析法。

定義

穩定性分析儀,是專為配方研究及液體穩定性控制而研製的儀器,憑藉全新的垂直掃描工作原理以及方便的操作,目前已成為膠體實驗室在進行分散體系穩定性實驗並進行機理研究的首選儀器。
它能在不穩定現象所發生的初期的定性定量地分析出現象的機理和速度,不僅為我們判斷配方的可行性及產品的質量穩定性提供有效準確的數據,而且大副度縮短我們的實驗時間。

功能

穩定性分析儀的功能: 用於測量樣品的分離、沉降、懸浮或澄清、浮離、聚集、凝聚或產品存放期(Shelf life determination)。穩定性分析儀可以測量以下產品:瀝青, 原油, 柏油, 生物科技, 醫藥, 膠囊,陶瓷, 原油, 乳膠, 食品與飲料, 潤滑劑, 冷卻劑, 油漆塗料, 粒子特性, 化妝品, 表面活性劑, 水處理與廢水處理, 泥漿, 爛泥等。。。
穩定性分析儀的用途: 懸浮液配方之研究及開發; 乳化液及泡沫液之研究及開發;非穩定懸浮液之偵測及改良;產品儲存穩定性預測(Shelf life prediction);分離過程之加速及監控;沉降劑最佳用量之決定及控制;適用於各種工業之品管;諸如工業油品,泥漿,藥品,化妝品,食品,塗料,染料,化學懸浮液,CMP's, 軟顆粒,膠體 ,聚合懸浮液,農化產品,潤滑劑廢水處理,泥漿分離,紙漿及造紙工業等。

分析方法介紹

目前的穩定性分析方法主要有兩大類:第一類為傳統分析方法,第二類為儀器分析法。

傳統分析方法

傳統分析方法主要有三種方法:
一種是自然放置,就是將樣品放置在容器中一定時間後,通過肉眼觀察樣品的分層情況,再根據分層厚度的高低來判斷樣品的穩定性的好壞;
第二種方法為高溫加速法,就是將樣品放置在容器中後,並將樣品置於一定的溫度下(目前普遍套用的溫度為45攝氏度左右),放置一段時間後,同樣通過肉眼來觀察分層厚度的高低來判斷樣品的穩定性程度;
第三種方法為離心法,就是將樣品取一定量,放入離心池中,在一定轉速一定離心時間條件下,通過肉眼來觀察樣品分層厚度來判斷樣品的穩定性程度的好壞。總體來說這三種方法首先在最後都是通過肉眼來觀察分層厚度的高低,因為人的肉眼的解析度較低,導致定量能力較差。而且單單通過觀察分層厚度的高低來判斷樣品的穩定性本來就是片面的,因為樣品的不穩定主要集中在兩個方面:一方面是樣品中粒子的上下移動情況,最後將導致沉澱或上浮的出現;另一方面是樣品中粒子粒徑大小的變化情況,對於乳液就是破乳現象,對於懸浮體系就是絮凝現象,樣品粒子大到一定程度,會使得樣品的口感變差,感官效果變差,樣品粒子大到一定程度同樣也有可能導致樣品的分層情況。然而僅僅通過肉眼的觀察是很難觀察到粒徑的變化情況的,另外單單從分層厚度的觀察,僅僅能得到一定的粒子移動情況,而且結果的準確性較差,另外不能得出樣品不穩定的原因是什麼,因為樣品分層一種可能是樣品中的粒子直接的上浮或下沉導致的,另一種可能就是樣品中粒子的粒徑先變大,大到一定程度後再上浮或沉澱導致的。對於這兩種不同的原因,在改進樣品的不穩定性時所採用的方法是不同的,比如如果是由於粒子的直接上浮或者沉澱導致的不穩定,那么正確的處理方法是從阻止樣品中粒子的上下移動入手,比如增加樣品的粘度等等;如果是由於樣品中粒子粒徑變大導致的不穩定,那么就要從阻止粒子的變大入手,比如增加分散劑等。另外對於高溫法或者離心法都是在破壞樣品的前提下,進行分析的,首先得到的結果的準確性上較差,比如高溫法:是通過增加溫度,提高樣品中粒子的震動速度,增加粒子的聚集速度,並據此來判斷樣品的穩定性的好壞,首先不同的物質對於穩定的敏感程度是不同的,有的物質在常溫條件下是很穩定的,但是在高溫條件下缺變的很不穩定,這樣本來在常溫下是穩定的體系,在高溫下得出的結果就有可能是不穩定的體系,與事實有一定的偏離。對於離心法,是通過增加離心力來增加粒子的向下運動速度,正常的我們要觀察的時在一個重力加速度情況下,垂直放置樣品的穩定性情況,而離心法,至少要在幾個重力加速度條件下,進行離心後才能較快的分析出結果,在幾個加速度的情況下,粒子的運動情況,完全與粒子的密度相關,這種加速方法得出來的結果的準確性與實際情況偏離最大。
總體來說,這三種方法,自然放置法相比來說最接近實際,得出的結果也比另兩種方法準確,但是費時最長,導致研發周期加長;高溫加速法在結果準確度和觀測時間上來說都居於中等;離心加速法在觀測時間上來說是在這三種方法中用時最短的,但是結果準確度是最差的。目前對於沒有採用儀器分析法的企業中多是採用自然放置或者高溫加速方法,基本淘汰離心方法。

儀器分析法

目前在國際國內穩定性分析市場上的穩定性分析儀主要有兩種:一種是法國FORMULACTION公司生產的全能穩定性分析儀TURBISCAN,另一種是德國LUM公司生產的LUMI穩定性分析儀。在中國市場上主要也是這兩種儀器。從市場份額上來說,TURBISCAN穩定性分析的市場份額占有90%以上,LUMI穩定性分析儀占有不到10%的市場份額。TURBISCAN穩定性分析儀的用戶主要集中在食品藥品、漿料、塗料、農藥、化妝品、電池、墨水、橡膠、石油、污水處理等眾多行業,並在此類行業中占有絕對主要的市場份額。
TURBISCAN穩定性分析儀:
其採用了先進的多重光散射原理,以及垂直掃描模式,和龐大的軟體支持,提供了樣品穩定性程度的定性定量到樣品不穩定原因剖析所涉及的所有參數。由於多重光散射原理以及同步雙檢測器(透過光和散射光檢測器)的套用使得可分析樣品的濃度最高可以達到95%,粒子粒徑可以達到50nm到1000um之間,可以在非破壞,無接觸樣品情況下,客觀的,快速的分析出樣品的穩定性情況。由於垂直掃描模式的套用可以全程的監測樣品從樣品池底部到樣品池頂部的整體變化情況,與樣品的實際情況(因為所有的樣品生產出來後都是自然放置在貨架上的)更加接近。
LUMI穩定性分析儀:
微處理器控制掃描光譜儀。適用於配方穩定性之鑑定及固-液、液-液分離過程之記錄與分析。可用於多種類型的配方,如工業油品、泥漿、懸浮液、分散液、乳化液、泡沫液、膠體液等。
連續記錄樣品透光率之動態變化。高感度及高解析度全樣品體積掃描,使配方穩定度之鑑定效果遠勝於肉眼觀察。可一次掃描8或者12個不同配方樣品。
此產品使用加速分離速度達到傳統方法的10倍以上,而無需使用額外機械力。此產品使用視窗 (WindowsTM) 軟體,SEPView,來實時處理顯示掃描結果,使研究人員監看其配方之穩定性及全程分離步驟,既迅速又可靠。藉此儀器,可協助研究人員了解、歸納、並可定量導致不穩定之可能因素,如沉降、浮離、聚集、凝聚、結合及結晶。可同時監看8個不同的樣品並可作比較分析。
但由於在分析原理,掃描方式上的缺陷導致了其不能廣泛的被客戶所接受。首先在工作原理方面,其僅僅是通過透光率來判斷體系的穩定性情況,分析不夠全面。因為有些樣品是不透光的。工作模式上其採用的是離心法,對於離心法的缺點在傳統的分析法中已經描述,此處不做贅述。而且其不具備粒徑分析功能,導致其不能全面的剖析樣品的不穩定的原因。
總體來說TURBISCAN穩定性分析儀由於其採用了最先進的多重光散射原理,以及最接近實際的垂直放置掃描模式,和透過光、散射光同步雙檢測器相結合,等先進技術,使得其即可以準確的定性定量分析出樣品的穩定性程度,又可以分析出樣品的不穩定的原因,即可以套用於質量控制也可以套用於配方研發,比如在食品飲料領域,可以通過TURBISCAN分析產品的穩定程度,判斷其是否滿足貨架期的要求,也可以在配方開發過程中,快速的判斷出最佳的配方,對於不穩定的配方,也可以分析出其不穩定的原因,為配方的改進,提供指導,可以大大的提高研發的周期。為好的產品儘快占據市場提供了強有利的保障。

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