Лазерний аналізатор частинок Mastersizer 3000Е

Mastersizer 3000Е – найбільш використовуваний в усьому світі аналізатор для визначення розподілу часток за розмірами методом лазерного дифракційного аналізу. Аналізатор забезпечує швидке і точне вимірювання розмірів частинок для рідких і порошкоподібних дисперсних матеріалів у широкому діапазоні, від міліметрів до нанометрів.

У надзвичайно компактному корпусі поєднані сучасні інженерні рішення та інтуїтивно зрозуміле і просте у використанні програмне забезпечення.

MALVERN MASTERSIZER 3000Е

Принцип роботи Malvern Mastersizer

Метод лазерної дифракції оснований на кутовій залежності інтенсивності розсіяного світла лазерного променя при проходженні через диспергований зразок. Розміри частинок визначають використанням теорій розсіювання світла Мі та Фраунгофера.

Типова схема аналізатора складається з трьох основних елементів:

Оптичний модуль аналізатора містить вимірювальну комірку, в якій через диспергований зразок проходить промінь лазера на довжині хвилі червоної та синьої частини спектра. Інтенсивність світла, розсіяного частинками диспергованого зразка в широкому діапазоні кутів, вимірюється за допомогою набору з 86 детекторів, розміщених у фронтальній, бічних та зворотній зоні по відношенню до напрямку лазерного випромінювання.

Для диспергування і подачі зразка у вимірювальну кювету використовують серію диспергаторов, що дозволяють проводити вимірювання як в рідині, так і в повітрі, для зразків масою від декількох міліграмів до декількох грамів. Диспергатори розроблені таким чином, щоб належно забезпечити стабільну і коректну концентрацію диспергированного зразка у вимірювальній зоні оптичного модуля.

Програмне забезпечення Mastersizer 3000Е контролює систему в процесі вимірювання і проводить аналіз даних світлорозсіяння для розрахунку розподілу частинок за розмірами.

Редагована форма звітів дозволяє налаштувати відображення результатів вимірювання у вигляді, необхідному для користувача, українською або російською мовою.

Для використання у фармацевтичній галузі програмне забезпечння розроблене з урахуванням вимог 21 CFR ч. 11 з функцією роботи у режимі створення електронних записів та електронних підписів (ER/ES).

Характеристики

• Тип зразків: суспензії, емульсії, сухі порошки
•  Характеристика, що визначається: розмір частинок (гранулометричний склад), питома поверхня
• Принцип аналізу: лазерна дифракція
• Аналіз даних: теорія Мі, наближення Фраунгофера
• Частота реєстрації даних: 10 кГц
• Тривалість стандартного вимірювання: <10 секунд
• Габаритні розміри (Ш, Г, В): 690 мм x 300 мм x 450 мм
• Маса: 30 кг

• Джерело червоного світла: He-Ne лазер, 632.8 нм, максимальна потужність 4 мВт
• Джерело синього світла: напівпровідниковий лазер, 470 нм, максимальна потужність 10 мВт
• Оптична схема: зворотня Фур’є конфігурація
• Фокусна відстань лінзи: 300 мм

• Кількість детекторів: 86
• Кутовий діапазон реєстрації розсіяного світла: 0.015 – 144 градусів
• Оптичне юстування: Автоматичне

• Лазерна безпека: Клас 1 відповідно до IEC60825-1:2007 та частини 1040 підглави J глави I CFR (CDRH)
• Норматив: Відповідність RoHS і WEEE, Відповідність CE / FCC, Відповідність вимогам європейської директиви з низьковольтного обладнання

•  Джерело живлення: 100/240 В, 50/60 Гц, 50 Вт (без підключених диспергаторів), не більше 200 Вт (при підключенні 2 диспергаторів)
• Вологість: не більше 80 %, без конденсації.
• ·Робоча температура: від +5°C до +40°C
• Температура зберігання: від -20°C до +50°C
• Клас захисту від зовнішніх впливів (IP): IP41B

• * Залежить від типу зразка та пробопідготовки
• ** Точність вказана для вимірювання монодисперсних стандартних зразків розміру частинок.

Особливості та переваги
Провідний на ринку аналізатор розміру частинок Mastersizer 3000Е - це універсальний, компактний прилад, який відповідає аналітичним вимогам, обмеженим ресурсам і складним робочим процесам сучасних лабораторій. Поєднуючи в собі досвід інженерії та прикладні ноу-хау, він забезпечує високу продуктивність:

• Найкращу в своєму класі продуктивність визначення розмірів частинок, яка генерує надійні, достовірні дані, які вам потрібні, при цьому найкращим чином використовуючи цінний лабораторний простір
• Інтуїтивно зрозуміле програмне забезпечення з вбудованими експертними знаннями, яке полегшує ваше аналітичне навантаження, дозволяючи розробляти і виконувати різноманітні методи ефективно і результативно
• Гнучкі можливості створення звітів, що дозволяють відображати дані саме в тому вигляді, в якому вони потрібні, з можливістю їх налаштування відповідно до Ваших потреб 
• Швидка та ефективна пробопідготовка суспензій, емульсій і порошків, адаптована до різних вимог до зразків, щоб забезпечити розуміння, необхідне для оптимізації ваших методів і забезпечення постійного контролю.

Унікальне практичне ноу-хау Malvern Panalytical в області лазерного дифракційного аналізу розмірів частинок дозволяє Mastersizer надавати результати, на які ви можете покластися, з аналізом якості даних, який дає можливість як експертам з визначення розмірів частинок, так і новачкам в області вимірювань, отримати розуміння і результати, яким ви можете довіряти. Щоб дізнатися ціну на Mastersizer 3000, будь ласка, натисніть, щоб запросити пропозицію.

Як це працює
Mastersizer 3000 використовує метод лазерної дифракції для вимірювання розміру частинок і гранулометричного складу матеріалів. Це відбувається шляхом вимірювання інтенсивності світла, розсіяного при проходженні лазерного променя через зразок дисперсних частинок. Потім ці дані аналізуються для обчислення розміру частинок, які створили картину розсіювання. Три основні елементи дозволяють системі послідовно і надійно надавати точні, надійні дані про розмір частинок, які є ключовими для ефективної роботи багатьох промислових процесів. 

• Оптичний стенд - Mastersizer 3000 забезпечує вимірювання від 10 нм до 3,5 мм за допомогою єдиного оптичного вимірювального шляху, що робить його придатним для надзвичайно широкого спектру застосувань. Диспергований зразок проходить через вимірювальну зону оптичного стенду, де лазерний промінь висвітлює частинки. Потім серія детекторів точно вимірює інтенсивність світла, розсіяного частинками в зразку, як для червоного, так і для синього діапазону довжин світлових хвиль і в широкому діапазоні кутів. 
• Пристрої для диспергування зразків - Mastersizer 3000 пропонує на вибір шість аксесуарів для мокрого диспергування, що дозволяють працювати з великим діапазоном об'ємів зразків і широким спектром диспергентів. Сучасна система сухого диспергування забезпечує швидке і відтворюване диспергування порошку, навіть для більш крихких матеріалів. Пристрої для диспергування зразків гарантують, що частинки доставляються в зону вимірювання оптичного стенду в правильній концентрації і в відповідному стабільному стані дисперсності для забезпечення точних, відтворюваних вимірювань. 
• Програмне забезпечення Mastersizer - програмне забезпечення Mastersizer 3000 задовольняє зростаючий попит на прості у використанні інструменти, які забезпечують відмінні результати без постійної участі експертів. Програмне забезпечення контролює систему під час процесу вимірювання, аналізуючи дані розсіювання для розрахунку гранулометричного складу. Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс допомагає користувачам на кожному етапі процесу, від вибору надійного методу до рутинних вимірювань і звітування про результати. Вбудовані експертні поради щодо продуктивності методу і якості результатів знижують вимоги до навчання і роблять аналіз гранулометричного складу простішим і швидшим.

Основні сфери застосування
 Сипучість порошку важлива для підтримки ефективності виробництва в багатьох процесах. Нестабільний потік порошку може безпосередньо впливати на змінні якості продукції, такі як однорідність вмісту фармацевтичних лікарських форм, або може призвести до варіабельності процесу, оскільки непослідовність подачі порошку змінює ефективність процесів зменшення розміру частинок. Потік порошку є критично важливим фактором при виробництві спечених виробів з використанням методів адитивного виробництва або 3D-друку. Поганий потік під час осадження порошкового шару може призвести до коливань щільності порошкового шару, що призводить до появи дефектів, які знижують міцність готової деталі.
 Розмір частинок і аналіз гранулометричного складу мають вирішальне значення для розуміння властивостей потоку порошку, оскільки ці характеристики допомагають передбачити, як частинки в порошку будуть упаковуватися і зчіплюватися між собою. Порошки з великим розміром частинок і вузьким гранулометричним складом, як правило, мають хорошу сипучість. Порошки з малим розміром частинок або широким гранулометричним складом мають гіршу сипучість через більшу площу контакту між частинками і здатність дрібних частинок заповнювати порожнечі. 
Щільність упаковки частинок впливає на успішність багатьох процесів, включаючи заповнення форм у виробництві керамічних і металевих компонентів, порошкове фарбування і завантаження твердих частинок у суспензіях. Спосіб, у який частинки упаковуються разом, залежить як від їхнього розміру, так і від гранулометричного складу. Більші частинки упаковуються менш ефективно, ніж менші, створюючи більші порожнечі. Розширення гранулометричного складу покращує ефективність пакування, дозволяючи меншим частинкам заповнювати проміжки між більшими. Мінімізація пустот має вирішальне значення для виробництва бездефектних спечених компонентів. У порошковому покритті щільне упакування забезпечує ефективне плавлення при нижчих температурах, що дає більше часу для реакцій зшивання між частинками полімеру для кращої обробки.
 Упакування частинок також впливає на реологію суспензій, головним чином на їх в'язкість. Суміш великих і малих частинок має найменший вплив на в'язкість системи через їхню більшу ефективність пакування - явище, яке можна використати для збільшення вмісту твердих частинок у суспензіях, таких як фарби та кераміка.  
 Стабільність суспензій та емульсій, що використовуються і виробляються в таких галузях, як фармацевтика і харчова промисловість, важлива для забезпечення ефективності, прийнятності та успіху продукту.  Дисперсійна стабільність і гравітаційне розділення є ключовими елементами.

Стабільність дисперсії: Досягнення стабільної дисперсії вимагає контролю сил адгезії та когезії, які існують між частинками в середовищі. Ці сили можуть призвести до флокуляції емульсій або створення агломератів у суспензіях і порошках. Ризик поганої стабільності дисперсії зростає зі зменшенням розміру частинок і може суттєво вплинути на переробку. Це може призвести до проблем з транспортуванням порошку у виробничих процесах або до проблем з експлуатаційними характеристиками кінцевого продукту, наприклад, до утворення агломератів, які призводять до недосконалості покриттів і фарб. Аналіз розміру і гранулометричного складу частинок використовується в управлінні ризиком стабільності дисперсії і для виявлення впливу проблем зі стабільністю на експлуатаційні характеристики і приймання продукту.

Гравітаційне розділення: Підвищення стійкості суспензії або емульсії до гравітаційного розділення ґрунтується на балансуванні гравітаційного притягання частинок, яке залежить від розміру і щільності частинок, з висхідною силою суспензійної рідини, яка залежить від в'язкості. В емульсіях гранулометричний аналіз використовується для оцінки ймовірності утворення піни, до якої схильні більші краплі, а також для моніторингу стійкості до флокуляції і коалесценції в часі. Оскільки розмір крапель і ступінь флокуляції можуть також впливати на такі характеристики, як смак їжі або в'язкість напоїв, розмір частинок слід регулярно вимірювати при оптимізації та виробництві емульсійних рецептур.

Швидкість розчинення матеріалів залежить від питомої поверхні частинок. Збільшення питомої поверхні частинок за рахунок зменшення їх розміру прискорює процес розчинення. Ця кореляція особливо важлива для фармацевтичних продуктів, де розчинення безпосередньо впливає на біодоступність лікарської речовини. Виробники агрохімікатів та миючих засобів також повинні керувати розміром частинок, щоб контролювати швидкість розчинення та вивільнення активних компонентів у складі препарату.

Легкість вдихання є важливим критерієм як для запобігання вдиханню шкідливих часток, так і для оптимізації осадження препарату в дихальних шляхах. Для всіх орально-інгаляційних та назальних лікарських засобів (OINDPs) розмір частинок є критичним параметром, з чіткими діапазонами розмірів, визначеними для осадження та утримання в носовій порожнині та для проникнення в різні ділянки легень. На відміну від них, виробники таких продуктів, як миючі засоби та лаки для волосся, повинні контролювати дрібнодисперсність, щоб запобігти вдиханню, що робить аналіз розміру частинок важливим для тестування на безпеку.

Швидкість реакції в твердих системах часто залежить від питомої поверхні частинок, що беруть участь у реакції. Чим дрібніші частинки, тим більше відношення їхньої поверхні до об'єму, що сприяє вищій швидкості реакції. Це важливо в таких різноманітних галузях, як цементна промисловість, де розмір частинок впливає на швидкість твердіння цементних виробів, і виробництво каталізаторів, де розмір частинок повинен бути підібраний для оптимізації швидкості реакції або забезпечення ефективного очищення від забруднюючих речовин. 

Оптичні властивості, такі як здатність частинок розсіювати світло, використовуються виробниками фарб, покриттів і пігментів. Спосіб розсіювання світла залежить від розміру частинок, тому маніпулювання розміром частинок у поверхневому покритті впливає на експлуатаційні параметри, такі як відтінок і міцність тонування, покриття та блиск продукту.

Сприйняття споживачем таких продуктів, як харчові продукти, часто залежить від розміру частинок. Наприклад, розмір частинок кави, ступінь її помелу, впливає як на аромат, що виділяється, так і на час, необхідний для заварювання. Дрібний розмір частинок у шоколаді забезпечує гладке відчуття у роті, що часто сприймається як перевага над зернистою текстурою.