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耿建芳:坚持做最精良的激光粒度仪

阅读:215发布时间:2016-08-19

  德国新帕泰克有限公司是专业的激光粒度分析仪制造商,首部国际激光粒度仪制造标准ISO13320的主要技术内容就是根据德国新帕泰克公司的技术指标来制定的。该公司研发生产出了世界第一台专利干法激光粒度测试仪HELOS-RODOS,被全球粉体工程界誉为粒度测试领域中的里程碑式的创新;之后,又不断地推出了一系列的模块化设计的各种粒度粒形分析仪。新帕泰克公司提出并形成了 “ 干样干测,湿样湿测;瞬时分散,瞬时测量 " 的测试理念;依据此理念给客户提供最精良的粒度仪。

  2015年6月24日,在“第十五届世界制药原料中国展(CPhI China),暨第十届世界制药机械、包装设备与材料中国展(P-MEC China)”于上海召开之际,仪器信息网(以下简称instrument)就激光粒度仪主要的应用领域、测试方法技术等方面的问题采访了德国新帕泰克有限公司苏州代表处首席代表耿建芳博士

  Instrument:请您介绍一下哪些领域会用到激光粒度仪?

  耿建芳:粒度检测是物料最基本的物理性质检测,在制药、水泥、化工、食品、冶金、磁性材料、矿业、陶瓷、电池等行业有广泛的应用。例如,近几年粒度仪在电池行业的应用也是一个热点,相同的物料生产出的电池,表面看上去没有什么区别,但是实际测出来的电量、循环次数等性能不一样,这与原料的粒度大小和粒度分布、以及颗粒的形状有很大关系;在水泥行业,粒度大小分布不合适,会影响到混凝土的强度和开裂等性能;在牙膏行业粒度仪的应用就更常见了,磨料颗粒的大小和形状会显著影响刷牙效果和牙齿的健康。

  对于新帕泰克来说,医药、化工、水泥,金属材料,高校研究所等领域是我们的主要客户。在国内,激光粒度仪在食品方面的应用还处于刚刚起步阶段,已经有越来越多的厂商开始重视原料的粒度检测。例如一些进口的巧克力之所以口感特别好,控制研磨过程中的粒度是重要因素之一;在国外很多的食品企业,例如雀巢,可口可乐,好利友等都是我们的客户。

  随着人们对生活品质要求越来越高,激光粒度仪的应用会越来越广泛。

  Instrument:在此次制药原料展会上也有众多粒度仪厂家参展,那么请您谈谈粒度仪在制药行业的应用情况。

  耿建芳:在国内,粒度仪在制药行业的应用还处于起步阶段。坦白地讲国内做原研药物研发的单位较少,而做仿制药的单位比较多。在进行新药研发的时候会用到很多新的检测手段、使用最好的仪器来测试原料药和制剂,包括做出的配方等。而仿制药已经形成一种成熟的工艺了,当时由于受限于检测技术的发展水平,国外研发用到的粒度检测方法大多是用湿法激光粒度仪,由于历史原因,现在很多企业仍然沿用这种湿法检测方法。在通常情况下,行业标准、药典等是最低标准,要落后于现代技术,而企业的内控标准都会高于行业标准及国家标准来控制生产质量。

  自干法分散技术问世三十年来,干法激光粒度仪也逐渐被广大制药企业所接受。国内制药企业需要有一个认和改变的过程,只有采用最好的检测手段和最好的技术才能生产出更好的产品。用新的方法评定出的结果可能和老的方法评定出的结果不一样,中间有一个相对误差,这都可以通过一定的方法进行比对。例如浙江一些厂家原料药出口到欧洲,经常会遇到粒度比对的问题。对于粒径在10微米以下的API,用湿法分散很难完全分散开,和国外测试的结果会有比较大的误差,这时必须使用更先进的技术来进行测试。

  Instrument:哪些因素会影响到激光粒度仪的测试结果?

  耿建芳:采用激光粒度仪,要获得一个准确的能够反映出实际生产线上物料的粒度大小和粒度分布,有三个关键的问题:(1)如何从生产线上取到代表性的样品,最大程度地减少取样误差;(2)如何对取到代表性的样品进行完全彻底的分散;(3)采用先进的光学检测系统。要得到正确的粒度分析结果,一定要从这三个方面去进行考虑;如果不提取样、不提分散,只是说这个仪器本身如何好,是不严谨的。

  一般情况下,要获得取样误差小于1%的检测结果,每次测试的样品所包含的颗粒个数要在一百万个以上,由于各种样品的比重差别比较大,粒度大小以及粒度分布也不同,这就要求检测仪器本身要具备能够处理从毫克级到公斤级样品的能力,仪器的进样系统和分散系统都要具备这样的能力。

  干法分散技术是新帕泰克的专利技术,对一些很难分开的颗粒,我们的技术也能够分散开。在新帕泰克刚刚进入中国时,国内已经有很多品牌的粒度仪厂家了,当时大家基本上都没有听说过新帕泰克。我们先从业界公认的最难做的磁性材料行业开始,原因是磁性材料最难分散开,在新帕泰克键入中国之前,磁性材料行业的粒度检测都只有一个平均粒度值,无法检测磁性下来的粒度分布,其原因是现有的粒度仪无法将磁性材料完全分散开。我们的技术人员就是在展会现场演示给客户。目前在全国前100家大型磁性材料生产厂家都是用我们的干法激光粒度仪,在磁性材料行业已经有近200台仪器了。在中国,超过95%的磁性材料工厂,都在选用新帕泰克的干法粒度仪进行质量管控,提升产品质量,包括实验室干法激光粒度仪和在线激光粒度仪。

  一些用户在一开始使用了在设计上有缺陷的干法粒度仪,没有办法把粉末有效地分散开,导致测试结果不准确,就造成了一个错误的认识,认为干法激光粒度仪测试不准确。这种认识是非常可悲的。我们在电池、金属材料等行业都遇到过这样的客户,是因为他们没有找到真正好用的、适合自己产品的干法激光粒度仪,这也是一些用户怀疑干法粒度仪准确性的原因。

  Instrument:作为用户,如何来选择使用干法还是湿法进行粒度测试?

  耿建芳:尽量保持物料在其原始状态下进行检测是最好的选择,所以新帕泰克的理念是“干样干测,湿样湿测”。我们做过这方面的研究,有些样品干法和湿法测试的结果是一致的,有些样品的确有偏差,尤其是那些超细颗粒的药物不太好分散,那么用干法分散会得到比较好的结果,有些样品吸水之后溶胀了,测出的结果与真实值相差较远,这个要具体问题具体分析。

  Instrument:新帕泰克粒度仪的价格相对较高,您怎么看?

  耿建芳:新帕泰克的理念是一个产品开发出来到用户那里至少可以使用十几年甚至是几十年。新帕泰克激光粒度仪的设计是模块化的,一台仪器的功能可以不断地升级。例如,原来客户购买的粒度仪是做保健品的,现在要做咖啡了,只要更换镜头,增加相应的模块就可以了,不需要购买新的仪器,这也是用户购买一台仪器后可以使用几十年的原因之一。我们在国内第一批激光粒度仪客户,已经使用了近二十年,目前仍在正常使用当中。

  仪器的检测精度和使用寿命与仪器的设计和用材密切相关。新帕泰克不会为了降低仪器的制造成本而去牺牲仪器的检测精度和使用寿命。在检测方面,新帕泰克使用的是平行光,一些低价格的产品使用的是收敛光来检测。不管是什么形状的颗粒,通过激光束得到的衍射图形都呈180度对称,所以我们的探测器就做成了180度的一个整体探测器,其目的是不会丢失任何颗粒的衍射信号。一些便宜的产品,做成了离散型的探测器,会有信息丢失;我们的扫描速度是2000次每秒;另外,我们的激光源是要经过纯化的,激光束直径也是可以调节的,没有任何一家厂商的产品的激光束直径是可以改变的。

  综上所述,我们不难看出德国新帕泰克产品的制造部件都是基于客户长远考虑的,很多细节的“不妥协”设计,造就了我们的产品制造成本比较高。但由于德国新帕泰克的仪器使用寿命非常长,如果将这个成本摊到时间轴上,我们的仪器反而是最便宜的,用户的使用成本也是最低的。我希望我们的产品在客户那里能够真正起到作用,提高客户产品的品质,而不是给个数据就可以了。




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