تحليلات حجم الجسيمات: التعريف والأساليب والسعر

يلعب محللون حجم الجسيمات المختبري دورًا مهمًا في توفير قياسات دقيقة وموثوقة ومتكررة لحجم الجسيمات. تعتمد المختبرات ومرافق التصنيع على تحليلات حجم الجسيمات لإجراء قياسات دقيقة. تلتزم Scitek بتزويدك بالخبرة والمعدات التي تحتاجها للحفاظ على مراقبة الجودة الفعالة.

بغض النظر عن صناعتك ، فإن معرفة حجم الجسيمات في منتجك هو جانب مهم من مراقبة الجودة. لذلك ، من الأهمية بمكان أن تقوم بتنفيذ طرق تحليل الجسيمات الموثوقة في عملية التصنيع الخاصة بك. في هذه المدونة ، سنستكشف كيفية عمل تحليلات حجم الجسيمات والعوامل الرئيسية التي تؤثر على السعر عند اختيار أداة.

ما هو تحليل حجم الجسيمات؟

تحليل حجم الجسيمات (PSA) هو تقنية لقياس وتقييم توزيع حجم الجسيمات الصلبة في عينة. يتم استخدامه لتحديد حجم ونطاق التوزيع وعدد الجسيمات بما يتناسب مع حجمها ، وهو اختبار حاسم في أبحاث المواد ومراقبة الجودة وعمليات الإنتاج.

يمكن تطبيق التحليل على مجموعة واسعة من أنواع العينات مثل المساحيق والتعليق والمستحلبات. وتشمل التطبيقات الشائعة الأدوية ، والمواد الكيميائية ، ومواد البناء ، والغذاء ، والمعادن ، والتعدين والتكنولوجيا النانوية.

لماذا حجم الجسيمات مهم؟

يعد حجم الجسيمات أمرًا بالغ الأهمية لأداء المنتج ، مما يؤثر ليس فقط على أداء المنتج واستقراره ومظهره ، ولكن أيضًا طرق الإنتاجية والمعالجة. يمكن أن يؤدي الفشل في فهم حجم الجسيمات الفردية للمادة إلى مشاكل خطيرة في خط الإنتاج ، مما يكلف الآلاف أو حتى ملايين الدولارات في الإيرادات المفقودة المحتملة.

يعد فهم حجم الجسيمات أحد الاحتياطات العديدة اللازمة لضمان مواصفات المنتج والجودة والفعالية.

كيفية إجراء تحليل حجم الجسيمات

هناك خمس طرق يمكن استخدامها لإنتاج نتائج تحليل الجسيمات بدقة: محلل حيود الليزر ، تحليل غربال الاختبار ، نثر الضوء الديناميكي (DLS) ، تحليل غربال الهواء الطائر أو تحليل الصور الديناميكي.

1. محلل حيود الليزر

   هذا هو محلل حجم الجسيمات الأكثر استخدامًا لأحجام الجسيمات من المقاييس النانوية إلى ملليمتر. إنه يوفر التكرار العالي ، ومجموعة واسعة من توزيعات حجم الجسيمات وقدرات القياس في الوقت الفعلي. أنها تعمل عن طريق قياس نثر ضوء الليزر بواسطة الجزيئات في العينة.

2. اختبار غربال تحليل

   هذه طريقة تقليدية للغاية لتحليل حجم الجسيمات. يتم تسجيل النتائج مع مرور المواد عبر ثقوب غربال الاختبار والعملية بسيطة وسهلة المتابعة.

3. نثر الضوء الديناميكي (DLS):

   DLS مثالية لقياس الجسيمات النانوية في معلقات للاستخدام في الغرويات والمستحلبات والتطبيقات الصيدلانية الحيوية.

4. تحليل غربال الهواء الطائر

   مثالي لقياس المواد التي تميل إلى التكتل (مثل السكر المسحوق). يتسبب تدفق الهواء في تصادم جزيئات التكتل مع أغطية زجاجية منفصلة.

5. تحريك تحليل الصور

   يستخدم كاميرا وبرامج عالية الدقة لقياس حجم وشكل الجسيمات ، والتقاط ومعالجة بيانات الصورة في الوقت الفعلي ، مما يجعل من الممكن مراقبة حركة الجسيمات وتغييرها على الفور.

العوامل التي تؤثر على سعر محلل حجم الجسيمات

تتراوح أسعار محللون حجم الجسيمات من عشرات الآلاف من الدولارات إلى مئات الآلاف من الدولارات ، اعتمادًا على ميزاتها ووظائفها والاستخدام المقصود. يمكن أن يساعد فهم العوامل الرئيسية التي تؤثر على تسعير المختبرات في إجراء عملية شراء مستنيرة. لفهم تسعير محلل حجم الجسيمات ، تحتاج إلى تقييم التكاليف المقدمة والنفقات طويلة الأجل ، مثل ترقيات البرامج والصيانة والمواد الاستهلاكية.

أنواع التكنولوجيا: كيف تقيس المحللون حجم الجسيمات

تعد تكنولوجيا القياس واحدة من أهم العوامل التي تؤثر على السعر الذي يتم فيه بيع محلل حجم الجسيمات. تشمل الأنواع الأكثر شيوعًا:

حيود الليزر: أكثر تكلفة بسبب التكرار العالي ومجموعة واسعة من توزيعات حجم الجسيمات مناسبة للاستخدام الصناعي والبحث. عادة ما تكون النماذج الراقية ذات إمكانات التشتت الرطبة والجافة أكثر تكلفة.

اختبار غربال: غير مكلفة نسبيا ومناسبة للمختبرات الصغيرة أو الفحص الأولي.

نثر الضوء الديناميكي (DLS): مناسب لقياس الجسيمات النانوية عالية الدقة ، أقل تكلفة قليلاً من محللات حيود الليزر ، ولكن لا يزال مكلفًا.

تحليل غربال الهواء: معدات بسيطة نسبيا وبالتالي عادة أقل تكلفة. قد تكون هناك حاجة إلى معايرة متكررة أثناء الاستخدام.

تحليل الصور الديناميكي: يستخدم تقنية التصوير عالية الدقة وتكنولوجيا الشعاع بالليزر لالتقاط المعلومات عن شكل الجسيمات ، ونطاق الحجم ، وخصائص التشتت في الوقت الفعلي ، وأكثر تكلفة.

قدرات القياس: نطاق الحجم والدقة والتكرار

تستخدم تحليلات حجم الجسيمات في المقام الأول لقياس توزيعات حجم الجسيمات من النانومتر إلى مقياس الملليمتر. كلما كان نطاق القياس أوسع ، كلما زاد تطور الأداة وارتفاع التكلفة. يقدم محللون حجم الجسيمات المتقدم المزايا التالية:

1. قدرة الكشف عالية الدقة على التمييز بين الجزيئات الفردية والتكتلات ؛

2. التكرار الممتاز ، ضمان نتائج متسقة وموثوقة على العديد من القياسات ؛

3. توصيف الجسيمات في الوقت الحقيقي ، وخاصة للتطبيقات الصيدلانية والصناعية حيث يكون التحكم في العملية أمرًا بالغ الأهمية.

الوظائف الإضافية: ما وراء توزيع حجم الجسيمات

بينما تركز بعض محللات حجم الجسيمات على قياس حجم الجسيمات ، تتضمن العديد من الأجهزة الراقية مجموعة متنوعة من القدرات الإضافية التي تؤثر بشكل كبير على سعرها ، مثل:

1. القياس المحتمل: يستخدم لتقييم استقرار الجزيئات في التعليق ، وخاصة بالنسبة للمواد النانوية ودراسات المستحلب ؛

2. اكتشاف التجميع: حاسم لتحليل تفاعلات الجسيمات في علوم الحياة والمستحضرات الصيدلانية ؛

3. مراقبة التشتت في الوقت الفعلي: يتيح تتبع مستمر لتشتت الجسيمات مع مرور الوقت ؛

4. دعم البرمجيات والبيانات: تم تجهيز بعض الأدوات بالتعرف على الصور التي تحركها الذكاء الاصطناعي ، وتقارير تلقائية وتخزين البيانات المستندة إلى السحابة ، والتي هي وحدات ذكية تعمل بشكل كبير على تحسين كفاءة الاستخدام وزيادة تكلفة المعدات في المقابل.

أنواع العينات والتطبيقات: الرطب مقابل التشتت الجاف

يمكن أن تؤثر الطريقة المستخدمة لتفريق أنواع الجسيمات المختلفة على تسعير المحلل:

تم تصميم أنظمة التشتت الرطبة للسوائل والمستحلبات والتعليق وعادة ما تتطلب مضخات إضافية ومكونات معالجة السوائل.

تعد أنظمة التشتت الجافة مناسبة تمامًا للمساحيق والمواد السائبة وتتطلب وحدات تشتت الهواء المتخصصة لضمان توزيع الجسيمات الموحدة.

عادة ما يكون خلط النماذج التي تدعم التشتت الرطب والجاف أكثر تكلفة بسبب تعدد استخداماتها.

الإنتاجية والأتمتة: بالنسبة للمختبرات ذات الحجم الكبير ، تعد الإنتاجية والأتمتة أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الكفاءة

تحميل العينة الآلي وتحليله: يقلل من الخطأ البشري ويسرع أوقات المعالجة ، ولكنه يزيد أيضًا من تكاليف الأدوات.

تحليل عينة متعددة: يسمح بتحليل عينات متعددة في شوط واحد ، مما يزيد من الكفاءة الإجمالية.

العلامات التجارية والموديلات: قارن الشركات المصنعة الرئيسية

يمكن أن تؤثر الشركة المصنعة لمحلل حجم الجسيمات أيضًا على أسعارها. بالإضافة إلى طول ضمان الجهاز ، ينبغي أن يتم مراعاة تحديثات البرامج والصيانة والمعايرة في تكلفة الشراء.

توصيات محلل حجم الجسيمات

محلل حجم الجسيمات للمبتدئين (من 4000 إلى 9000 دولار)

تعد محللات حجم الجسيمات هذه مناسبة لقياسات توزيع حجم الجسيمات الأساسية في مختبرات البحث ومراقبة الجودة التي لا تتطلب ميزات عالية أو ميزات متقدمة. يتوفر بشكل عام محلل حجم جسيمات الرش الأساسي ، ومحلل حجم جسيمات التشتت الرطب ، ومحلل حجم الجسيمات المشتت الجاف.

التقنيات الشائعة: حيود الليزر الأساسي ، عداد كولتر.

نطاق الحجم: عادة ما يغطي الميكرون الفرعي إلى عدة مئات من الميكرون.

تحليلات حجم الجسيمات متوسطة المدى (من 10،000 دولار إلى 50000 دولار)

يتضمن هذا النطاق السعري مجموعة واسعة من الأحجام. هذه الفئة مثالية للبحث الصيدلاني وعلوم الحياة ومراقبة الجودة الصناعية حيث تكون الدقة والمرونة مطلوبة.

نطاق الحجم: يمكن قياس الجسيمات النانوية التي تصل إلى بضعة ملليمترات ، اعتمادًا على النموذج.

التقنيات الشائعة: حيود الليزر المتقدم ، نثر الضوء الديناميكي (DLS) وتحليل الصور الديناميكي.

خيارات التشتت الرطب والجاف لمزيد من المرونة

قدرة الإنتاجية الأعلى للمختبرات معالجة عينات متعددة يوميًا.

تحليلات حجم الجسيمات الراقية (5000 دولار إلى أكثر من 100000 دولار)

التقنيات الشائعة: تقنية حيود الليزر المتقدمة مع التصوير العالي الدقة.

نطاق الحجم: تغطي مجموعة واسعة من المقاييس النانوية إلى ملليمتر بدقة فائقة.

معالجة العينة الآلية لزيادة الكفاءة.

يستخدم عادة في الصناعات الخاضعة للتنظيم بإحكام مثل الأدوية وعلوم المواد ، حيث يكون التكاثر والدقة أمران بالغ الأهمية.

خاتمة

تحليل حجم الجسيمات هو عملية قياس حجم وشكل الجسيمات عن طريق المعدات المتخصصة ، وعادة ما يتم تنفيذها من قبل المشغلين وفقًا لمعايير الصناعة. هذا العمل جزء مهم من ضمان جودة المنتج. إذا تم إهمال تحليل حجم الجسيمات ، فقد يؤدي ذلك إلى تجارب فاشلة أو بيانات غير دقيقة. لضمان قياسات موثوقة ، تتضمن الطرق الشائعة الاستخدام تحليل غربال الاختبار وتحليل غربال تدفق الهواء وتحليل الصور الديناميكي ، وكلها تقنيات يمكن أن تساعدنا في الحصول على صورة أكثر دقة لتوزيع الجسيمات.