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压缩空气颗粒物检测

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颗粒物是影响压缩空气污染物之一。为了确保压缩空气质量,可以采用光学粒子计数器,光学显微镜等方法对压缩空气颗粒物检测。

压缩空气颗粒物检测产品概述:

  压缩空气颗粒物检测

压缩空气颗粒物概述

制药厂依靠压缩空气来实现许多功能。由于受压缩空气污染的风险,制造商通过压缩空气检测。确保压缩空气质量。可接受的空气质量水平可以使用国际标准化组织(ISO)8573压缩空气标准来确定。ISO 8573认为颗粒是可能对最终产品产生影响的主要压缩空气污染物之一。该标准的第4部分规定了确定颗粒含量的测试方法,最近于2019年3月进行了修订。该修订内容包括对颗粒尺寸和计数工具的新要求,阐明了颗粒尺寸的基本定义,扩展了构成颗粒的成分,以及对可接受的测试方法的更改。

主要介绍新的ISO 8573第4节:2019年颗粒物含量的更新和颗粒物分析方法:光学显微镜,扫描电子显微镜以及光学颗粒尺寸和计数仪器。 

ISO 8573-4:2019颗粒含量标准更新

1.校准要求

与以前的版本相反,ISO 8573-4:2019包括对光学颗粒尺寸测量和计数仪器(通常称为激光颗粒计数仪器(LPC))的校准要求。现在必须至少每年一次对LPC进行校准,对于光学气溶胶光谱仪(OAS),必须符合ISO 21501-1的要求;对于光学粒子计数器(OPC),必须符合ISO 21501-4的要求。这些新的要求可以使光学粒子筛分和计数仪器产生更准确的粒子结果。

2.粒径和粒径的定义

ISO 8573-1和ISO 14644规范具有基于粒径范围的粒径限制。因此,颗粒大小的定义对于始终如一且准确地指定颗粒纯度等级至关重要。该标准的先前版本仅包含基于最长直径对粒子进行尺寸设置的信息,而ISO 8573-4:2019修订版还包括基于粒子的等效球形直径对粒子进行尺寸设置的信息。

当量球直径是具有与被测颗粒相同性质的球体的当量直径。LPC根据粒子的散射光特性以这种方式调整粒子大小。这些仪器使用已知折射率和大小的奇异球形参考材料进行校准。这些粒子参数可能会影响粒子的散射光特性,并因此影响通过LPC方法测得的粒度。因此,选择合适的颗粒含量测试方法时,必须考虑LPC的这些局限性。对于某些过程和/或应用,必须根据最长的直径对颗粒进行尺寸设置。在这种情况下,光学或扫描电子显微镜是合适的。

从ISO 8573-4:2001到ISO 8573-4:2019的另一个主要变化是构成粒子的扩展。ISO 8573-4:2001的范围有限,因为它仅专注于确定固体颗粒含量。该范围在ISO 8573-4:2019中进行了扩展,也包括了液体颗粒。由于这些仪器无法区分液体和固体颗粒,因此这种转变与LPC作为主要方法的标准要求相一致。将液体与固体颗粒区分开可能对故障排除工作以及设施风险评估很重要。

3.方法更新

ISO 8573-4:2019提供了三种确定颗粒含量的分析方法,包括光学显微镜,扫描电子显微镜以及光学颗粒尺寸测定和计数仪器。该标准还提出了关于每种方法可以调整大小的颗粒范围的准则。

ISO 8573-4:2019修订版将粒子测试方法的范围缩小到了显微镜和LPC,并增加了LPC校准要求,旨在产生更准确的LPC粒子结果。

ISO 8573-4:2019颗粒分析方法

ISO 8573-4:2019中描述的每种方法都有不同的优缺点。药品制造商在确定是否符合所需规格时应考虑哪种最能满足其需求。

1)光学颗粒尺寸和计数仪器(LPC)对压缩空气颗粒物检测

计数仪器LPC对来自用聚焦光束照射的单个颗粒的散射光的脉冲进行计数。这些脉冲的大小代表粒子的大小。如表1所示,2019年标准中讨论了两种LPC,分别是光学气溶胶光谱仪(OAS)和光学粒子计数器(OPC)-尘埃粒子计数器。 

<strong><strong><strong><strong><strong><strong><strong><strong><strong><strong><strong>压缩空气颗粒物检测</strong></strong></strong></strong></strong></strong></strong></strong></strong></strong></strong> 

就粒度分辨率而言,光学气溶胶光谱仪的性能优于光学粒子计数器光学气溶胶光谱仪通常具有比光学粒子计数器更大的尺寸通道。对于大多数应用而言,提供给光学气溶胶光谱仪的分辨率可能不是必需的。光学粒子计数器光学气溶胶光谱仪均适用于确定制药商的ISO 8573颗粒纯度1-5级。 

如前所述,计数仪器无法区分液体和固体颗粒含量,也无法单独确定这些颗粒类型。在对污染源进行故障排除和诊断时,这可能是不利的。但是,可以使用采样盘通过显微镜分别分析液体颗粒。

计数仪器分析在提供实时颗粒结果方面的能力优于显微镜。另外,与显微镜不同,计数仪器LPC分析不需要劳动或时间密集的程序,也不需要训练有素的技术人员。因此,可以在短时间内在多个采样位置上采集大量样本。计数仪器分析可以使制药商迅速对颗粒污染进行故障排除和诊断,从而有可能增加检测和防止污染再次发生的可能性。尽管有这些优点,计数仪器是昂贵的仪器,需要经常维护和每年校准。并且,如先前所讨论的,使用均质组成的球形珠的校准对颗粒尺寸的准确性提出了限制。

计数仪器及其相关的成本可能是敏感且脆弱的工具。对肮脏或潮湿的空气进行采样会损坏和/或污染计数仪器LPC光学器件,从而导致维修成本高昂并浪费测试时间。当确定污染空气的颗粒含量时,显微镜检查的分析方法,因为在滤膜上取样可大大降低损坏测试设备的风险。与显微镜分析方法相比,计数仪器LPC通常提供的信息较少。LPC根据每个粒度范围内的计数显示粒度数据,具体取决于粒度通道的数量,而显微镜可以分别对粒度进行粒度分析。此外,计数仪器LPC分析不提供颗粒颜色,化学组成或形状,所有这些都可用于确定污染源。

2)显微镜进行颗粒物检测

ISO 8573-4:2019列出了两种基于显微镜的方法,即通过滤膜(或采样盘)进行采样以及通过光学显微镜或扫描电子显微镜进行分析。显微镜不同于LPC,它提供了直接调整大小,计数和视觉描述颗粒的机会。应该注意的是,基于显微镜的方法通常比较耗时,并且可能需要熟练的实验室分析人员。但是,市场上有自动或半自动的显微镜软件程序,可以大大减少分析时间。这些基于显微镜的方法可用于根据粒子的最长直径对粒子进行大小调整。

光学显微镜是一种便宜且简单的计数和定径颗粒的方法。这是适用于ISO 8573-1颗粒纯度3-5级的方法。ISO 1-2级纯度要求定量在0.1 µm至0.5 µm尺寸范围内的颗粒,低于光学显微镜的分辨能力。光学显微镜是有利的,因为可以根据颜色/半透明,形状和形貌来表征颗粒。该信息可帮助确定污染源,从而帮助进行故障排除和消除颗粒污染。在许多情况下,光学显微镜是一种合适的分析方法,对于制药企业来说,确保其压缩空气质量是一种负担得起的选择。

扫描电子显微镜是一种更先进,更复杂的方法,通常比光学显微镜更昂贵。它可以以类似于光学显微镜的方式用作确定颗粒大小和计数的主要分析方法,也可以用于进一步表征颗粒。扫描电子显微镜是适合ISO 8573-1颗粒纯度1-5级的方法。这种对光学显微镜的分辨能力的改进是由于使用了电子,电子的波长比光的波长小大约五个数量级。扫描电子显微镜还可以提高放大倍率,约为光学显微镜的300倍,可以提高描述能力和颗粒识别能力。扫描电子显微镜的优点之一是能够通过使用能量分散(EDS)检测器表征颗粒的化学组成。扫描电子显微镜进一步表征颗粒的能力可以为确定颗粒污染源并随后减少/消除该污染源提供关键细节。

简而言之,在ISO 8573-4:2019列出的方法中,LPC和扫描电子显微镜方法适用于ISO 8573颗粒纯度1-5级,而光学光学显微镜方法适用于纯度3-5级。显微镜方法通常会提供与所分析颗粒有关的更详细信息,这有助于解决和防止污染问题。

为了确保制药生产过程中使用的压缩空气质量,许多制药公司根据ISO 8573对颗粒含量进行了测试。新的ISO 8573-4:2019更新增加了严格的LPC校准要求,将颗粒的定义更改为可以合并液体颗粒,包括等效的球形直径,以此来确定颗粒的大小,并缩小了显微镜和LPC的分析方法范围。重要的是要了解三种主要的颗粒分析方法(光学显微镜,扫描电子显微镜和LPC)的优缺点,以便为所考虑的应用选择最合适的方法

根据设施的风险评估和目标规格/纯度等级,考虑成本和信息时,光学显微镜或LPC可能是进行初级颗粒分析。随后的颗粒表征可以通过扫描电子显微镜来完成。制药商应选择一种分析方法,该方法可根据ISO 8573为他们提供指定所需的颗粒纯度等级所需的信息。通常,与第三方认可的实验室进行测试符合制药商的最大利益。这可以确保分析人员,测试设备,方法,质量保证和测试数据达到或超过国际公认的标准(例如,用于测试实验室的ISO 17025)。


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