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攜手贏創(chuàng),F(xiàn)T4粉體流變儀這樣贏得客戶青睞

攜手贏創(chuàng),F(xiàn)T4粉體流變儀這樣贏得客戶青睞
美國麥克儀器  2022-11-11  |  閱讀:885

投資能為組織帶來潛在收益的分析儀器前,聽取他人的經(jīng)驗是非常有用的。本次,我們很榮幸地邀請到來自贏創(chuàng)硅基產(chǎn)品組合的合作科學家,與大家一同分享有關 FT4 粉體流變儀?的使用、應用和價值的第一手分析見解。

 

贏創(chuàng)是全球領先的二氧化硅生產(chǎn)商之一,業(yè)務涵蓋醫(yī)療、個護、食品、農(nóng)業(yè)、飼料和家居護理行業(yè)。十多年前,贏創(chuàng)首次投資了 FT4 粉體流變儀。此后,該組織越來越多的科學家開始使用這款儀器,并擴展到從美國到德國的整個公司,所生成的重要信息為食品、制藥和農(nóng)藥到個護、化妝品和家居產(chǎn)品,再到塑料和 3D 打印等行業(yè)應用提供支持。讓我們跟隨這些每天致力于改善粉體特性的解決方案創(chuàng)造者,了解他們的觀點和經(jīng)驗。

 

01 決定投資

贏創(chuàng)是如何確定 FT4 的潛力

并決定進行投資的?

 

二氧化硅是一種常見產(chǎn)品添加劑,作用包括提高分散性、防止結塊、控制流體流變、用作消泡劑等。很多行業(yè)都依靠二氧化硅來改善粉體流動性。憑借具有多功能的沉淀二氧化硅和氣相二氧化硅系列產(chǎn)品,贏創(chuàng)可針對不同應用的特定需求提供定制化解決方案。因此,我們的關鍵業(yè)務是精準掌握二氧化硅表現(xiàn)性能的相關機理。我司長期投資于粉體流動性測試設備。

 

“大約 35 年前,我們開發(fā)出了使用自制料斗評價粉體流動性的內(nèi)部方法?!?AEROSIL? 和 SIPERNAT? 硅基產(chǎn)品技術總監(jiān) Chris Proulx 說道?!岸嗄陙?,我們對這些料斗進行了優(yōu)化,并將其作為孔口流出類型評價的簡單、有用工具提供給我們的客戶。我們也試過振實密度法、卡爾指數(shù)測量、休止角、剪切池、可壓性等,但這些都是單一維度的測試方法。我們想要更加高效的方式:例如,藥物配方的休止角測試需要花費 20 分鐘,而這個時間內(nèi) FT4 能完成很多項測量,提供更豐富的信息。”

 

“十多年前,我在展會上首次接觸到 FT4。我認為它的真正潛力在于可為我們的產(chǎn)品提供科學解讀和證明,特別是已有明確證據(jù)表明其成功應用的制藥行業(yè)。從一開始,這款儀器就深受工程師的青睞,因為它可促進數(shù)據(jù)的吸收和使用。深入了解粉體行為是一項長期任務,我們很快認識到 FT4 才是改進的關鍵?!?/span>

 

通過進一步的儀器調(diào)研(包括樣品測試),證實了前期潛力評價結果,初始投資的成功為向食品行業(yè)的大量出售奠定合理的實踐與理論基礎。贏創(chuàng)的各種潛在產(chǎn)品在特定用例具有不同的性能優(yōu)勢。

 

“通過這款設備,我們可以向客戶證明我們對工業(yè)應用的全面了解以及產(chǎn)品在解決問題方面的性能。FT4 提供的關鍵數(shù)據(jù)對于業(yè)務發(fā)展至關重要?!?/span>

 

 

02 掌握儀器

學習使用 FT4 有多容易?

 

經(jīng)過“前幾代”科學家的經(jīng)驗積累,贏創(chuàng)能夠快速開展 FT4 的操作培訓工作。首次通常只需要兩到三小時的動手實踐培訓,即可將儀器交至實習生進行操作:即使是沒有經(jīng)驗的科學家,也可使用這款簡單工具來生成有用、可靠的信息。但是,對于早期用戶來說,也是這樣的嗎?能否介紹下第一次使用時的感受?

 

“盡管 FT4 會生成大量數(shù)據(jù),但經(jīng)證實這款儀器非常簡單易學?!?Chris Proulx 表示,“此外,它還向我們提供了多種可用支持。除資源豐富、內(nèi)容實用的參考網(wǎng)站外,客服人員響應迅速,知識面廣,能夠隨時為我們提供所需的優(yōu)質(zhì)支持。與其他傳統(tǒng)方法相比,可同時進行多項測試,因此測量速度快。事實上,只需相對較短的時間,即可生成大量有用數(shù)據(jù)?!?/span>

 

“這款儀器會引導用戶完成所需的全部測試,”結構性聚合物總經(jīng)理 Vikram Devarajan 評價道,“每一步測試都有圖片和說明。所以,即使是從零開始學習,培訓要求也很低,學習曲線并不陡峭。這是一款開箱即用、全方位的粉體測試工具包,隨附文檔的作用非常大?!?/span>

 

“標準測試程序、自動化水平和軟件使 FT4 成為真正的用戶友好型工具。”應用科學家 Jonathan Gorka 贊同道,“樣品制備和運行非常簡單,方便快速生成大量信息。在粉體測試中,既要能夠實現(xiàn)方法定制,又要確保儀器的易用性。有的儀器看似具有較高的定制靈活性,但設備操作較復雜,學習起來也很費勁。FT4 在這二者中取得了最佳平衡:一方面保證了基礎功能,另一方面可根據(jù)自身需求量身定制測試,方便用戶高效、快速地工作?!?/span>

 

 

03 產(chǎn)生新的見解

FT4 生成了哪些信息?

它如何闡明粉體性能?

 

“FT4 能夠建立微觀和宏觀的橋梁?!备呒壖夹g營銷經(jīng)理 Saiid Mohammed 說道,“我的意思是它可以讓人看到顆粒層面變化的堆積效應。我們使用的二氧化硅通常有很多細小顆粒,這些細小顆粒可粘附到較大的基質(zhì)顆粒上并影響粉體行為。通過掃描電子顯微鏡等技術,可以觀察粘附、顆粒表面覆蓋和形態(tài)相關變化,但我們需要了解其實際表現(xiàn):顆粒相互作用的變化如何影響應用相關特性(例如流動性)。這就是我們從 FT4 得到的信息?!?/span>

 

贏創(chuàng)科學家使用了 FT4 的全部功能,包括動態(tài)、截切、堆積粉體測試能力,旨在通過不同測試程序獲得任何給定粉體樣品的多維度見解。

 

“這就像是拼圖一樣。” Saiid Mohammed 繼續(xù)說道,“每一項測試都針對產(chǎn)品的不同性能。剪切池提供了一部分信息,而加入可壓性和透氣性相關數(shù)據(jù)后,我們即可獲取更多產(chǎn)品信息。我們也使用動態(tài)測試和充氣測試作為基準程序。完成產(chǎn)品的整個拼圖后,即可深入了解并優(yōu)化客戶解決方案,這是一件很有成就感的工作?!?/span>

 

對于 3D 打印等應用,非常重視干粉流動行為以及重復量化流動性的能力。此外,剪切池測試經(jīng)驗證尤其適用于洗滌劑表征,要求通過添加液體表面活性劑來闡明粉體系統(tǒng)的相互作用(粘結)?!爱敾旌衔锉砻嬷饾u覆蓋表面活性劑,我們即可測量出表面活性劑添加量對粘性和剪切的影響?!睂τ谛枰樟Φ膽?,評價配方中的液體含量時,粘性也是一個有用參數(shù)。

 

該小組還需要重復進行多方面的粉體測試。

 

“FT4 作為多元測試儀器,能提供很多粉體流變的相關信息,我是液體流變學專業(yè)出身,因此對粉體流變學語言也比較敏感,兩者可以相互補充。”個護和化妝品部門科學家 Christina Sotelo 說道,“在個護部門,流變的科學和統(tǒng)計數(shù)據(jù)可用于主觀評價產(chǎn)品質(zhì)量以及合意性,F(xiàn)T4 已成功證明了這一點。通過全面測量玉米淀粉、云母、滑石粉等成分,我們以此量化了‘滑度’這一特性。我們還能直接研究吸濕性的影響,這是爽身粉的另一關鍵參數(shù)。通過這些測量,我們可在基礎配方中添加各種成分以提高配方‘滑度’,這在定組研究中是可感知的。”

 

“檢測二氧化硅對聚合物粉末的影響時,我發(fā)現(xiàn)透氣性和可壓性具有很好的區(qū)分度?!?Jonathan Gorka 說道,“透氣性對于細粉非常敏感,這些細粉對粉體性能產(chǎn)生了重大影響。塑料粉末會在壓力下變成固體塊。我們的添加劑能夠改變顆粒的填充性。此外,動態(tài)參數(shù)能夠區(qū)分靜電堆積對流動性的影響,尤其是低導電性粉體。通過 FT4,我們可以觀察粉體中是否存在這些問題,并用我們的產(chǎn)品予以解決?!?/span>

 

“通過有效運用各項測試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的增值賣點,確實是一種非常不錯的方法。通過測量壓力和剪切對吸收液體的粉體的影響,我們可以確定配方中產(chǎn)品的用量、混合物的耐受程度、以及填充裝袋時的流動表現(xiàn)?!?/span>

 

 

04 收獲回報

FT4 的最大好處是什么?

 

贏創(chuàng)與 FT4 的合作主要帶來三個好處。首先,提高了效率,節(jié)省了時間和成本。其次是能力提升,可解決技術問題,提供功能強大、科學合理的解決方案,直接滿足客戶要求。最后,成為行業(yè)領域的專家,加強客戶和其他業(yè)務伙伴對于我們的信任。

 

“開發(fā)用于 3D 打印的新型聚合物粉末時,我們可能會篩選多達500種配方?!?Vikram Devarajan 說道?!坝辛?FT4,我們可以每種使用 100g,從測試數(shù)據(jù)中快速縮小可選范圍。即使沒有打印試驗,也可以剔除過度潤滑或者流動性差的配方,從而輕松節(jié)省大約兩個月的打印時間。開發(fā)進度更快,浪費更少?!?/span>

 

“例如,我們與某藥品制造商的合作項目就很好地說明了 FT4 所能提供的深度理解。”  Chris Proulx 說道,“在該項目中,我們需要為在灌裝過程中出現(xiàn)問題的配方進行改進。很多藥物配方經(jīng)過了所有藥物開發(fā)階段,卻在藥物輸送階段出現(xiàn)問題。藥物粉末通常粘性較強,混合、運輸過程越多,灌裝時越容易發(fā)生問題。由于顆粒摩擦,顆粒配方中的活性成分很容易泄漏。而 FT4 剪切程度則能看出粘性的變化,選定助流劑的添加量和添加方式,從而減少配方摩擦和顆粒應力,解決灌裝過程中的粘性問題。”

 

“FT4 具有標志性意義!” Saiid Mohammed 說道。“每當客戶得知我們正在使用 FT4 時,他們會認為我們能提供值得信賴的專業(yè)知識和服務水平,然后與我們合作。并且,當我們向客戶展示診斷和解決粉體加工問題的先進能力時,F(xiàn)T4 會使他們相信我們能成為其最強大的合作伙伴。對于所展示的 FT4 數(shù)據(jù),我總是對其質(zhì)量充滿信心,相信科學是可靠的。我們的業(yè)務由此獲益良多?!?/span>

 

關于數(shù)據(jù)完整性的觀點得到了該小組其他成員的認同。如前所述,學會數(shù)據(jù)解讀(術語經(jīng)驗、理解機器能力、顆粒測量和在制品性能經(jīng)驗等),盡管需要花費時間,但非常有幫助。

 

 

05 經(jīng)驗教訓

對于那些想要優(yōu)化粉體測試方法,

或正在考慮使用FT4的任何人,

您有什么建議嗎?

 

以下是對FT4用戶的實用建議:

“確保每次都嚴格遵守測試程序?!苯Y構性聚合物高級科學家 Abhi Bhat 博士說道,“這些程序經(jīng)過了嚴格定義,必須時刻遵循。一方面可通過調(diào)節(jié)循環(huán)等步驟來實現(xiàn)FT4的高重復性,盡可能減少操作員之間的差異,另一方面則需遵循簡單說明,確保實現(xiàn)最佳性能?!?/span>

 

“事實上,我們已將 FT4 用于生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量檢測,” Vikram Devarajan 補充道,“在這種環(huán)境下,重復性和易用性是重要因素,但我們相信 FT4 會在這兩個方面都表現(xiàn)出色?!?/span>

 

對于更通用的粉體測試建議,提供的一致性建議是:“不要僅憑單一數(shù)據(jù)解讀粉體行為?!?/span>

 

“如果有能力在相對較短的時間內(nèi)測量多個參數(shù),最終就會發(fā)現(xiàn)與應用最相關的特性?!盋hristina Sotelo 說道,“這就像是法醫(yī)學的證據(jù)收集過程。制定需要完成的檢查表:透氣性、充氣數(shù)據(jù)、剪切等。核心動態(tài)測試是普遍相關的,重復測試均采用了基本流動能/可變流速測試程序?!?/span>

 

“如果是對過去的自己,我會建議不要在一條信息上花費太多的時間?!?Saiid Mohammed 說道?!案行У姆椒ㄊ窍韧瓿梢幌盗袦y試,然后嘗試解讀所有信息。儀器上花費的時間越多,學到的知識越多,但我的教訓是可以在最開始就節(jié)省好幾個小時!”

 

“理解 FT4 提供的信息、在粉體和應用基礎上進行數(shù)據(jù)解讀,都需要時間。” Chris Proulx 說道?!皩τ趶碗s的粉體行為,生成可靠、多維度的數(shù)據(jù)是解決配方和加工問題的關鍵第一步?,F(xiàn)在,我們有了可用的大型 FT4 數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)永遠不會過期,因此我們可用來闡明新問題、預測新配方的表現(xiàn)。隨著不斷的學習,我們將更容易理解和控制添加劑的行為?!?/span>

 

結語 

通過來自贏創(chuàng)科學家的經(jīng)驗分享,證明了 FT4 是一款值得信賴、經(jīng)常使用且有價值的儀器,在試驗室中占據(jù)了重要的一席之地。毫無疑問,學習充分利用數(shù)據(jù)需要時間,不止作為儀器,還需要進行區(qū)分,但回報顯然是值得的。任何儀器都無法消除粉體的復雜性。相反,正確的儀器可提供精確、可靠的相關數(shù)據(jù),幫助粉體科學家利用這種復雜性開發(fā)出功能強大、回報豐厚的工業(yè)解決方案。贏創(chuàng)的經(jīng)驗表明一切皆有可能。



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