Измерение устойчивости суспензий, эмульсий и пен при помощи технологии Turbiscan

Во многих отраслях промышленности и прикладных научных исследованиях стоит задача измерения показателей устойчивости образцов (полупродуктов или конечных продуктов), представляющих собой дисперсные системы. При этом образцы часто имеют сложный состав, например водно-нефтяные эмульсии, пищевые продукты, косметические и фармацевтические составы. В этих условиях теоретически предсказать устойчивость образца крайне сложно. Наиболее разумным подходом к решению этой проблемы является прямое измерение устойчивости образца, то есть, говоря научным языком, скорости процессов разрушения дисперсной системы, таких как изменение размера частиц/капель (растворение, агрегация/коалесценция), выпадение осадка, разделение эмульсии на две фазы, разрушение пены и т.д.

Для решения такого рода задач во всем мире широко применяется технология Turbiscan. Она основана на многократном оптическом сканировании виалы с образцом по высоте с регистрацией двух профилей: пропускания ИК-излучения и обратного рассеяния. Если последовательно измеренные профили не отличаются друг от друга, значит, изменений в образце за это время не произошло. Если отличаются, то по виду профилей можно установить, какой процесс протекает в системе, а также количественно измерить его скорость.

Ниже приведено видео, демонстрирующее принцип технологии Turbiscan, процесс измерения профилей, идентификации механизма разрушения дисперсной системы, а также количественной характеризации скорости этих процессов.

Не проигрывается видео? Перейти на Youtube для просмотра.

В приведенном выше видео рассматриваются четыре простых случая разрушения дисперсной системы (седиментация/всплывание, коалесценция/агрегация). Зачастую в образцах сложного состава одновременно протекают сразу несколько процессов. В этом случае удобным способом измерения скорости изменений в образце является Индекс устойчивости Turbiscan (TSI). Он рассчитывается в программе управления прибором автоматически при измерении каждого скана и представляет собой набегающую сумму отклонений каждого следующего скана от предыдущего. Чем выше значение TSI, тем менее устойчив данный образец.

В зависимости от типа прибора, может исследоваться как кратковременная устойчивость образцов (до получаса, до суток), так и долговременная (несколько месяцев).

Преимущества технологии Turbiscan перед визуальными наблюдениями:

• Количественность и объективность. Минимизирован субъективный человеческий фактор.
• Все измеренные профили и полученные на их основе кинетические зависимости сохраняются в виде файлов на ПК. Это позволяет открыть их повторно даже через длительный промежуток времени и детально проанализировать ход процессов, протекавших в образце.
• Экономия ручного труда и сокращение времени анализа. Оператор подготавливает образец к измерению и запускает программу анализа. Все измерения прибор может выполнять в автоматизированном режиме, в том числе ночью, на выходных и т.д. Вернувшись на рабочее место, оператор получает измеренные профили, которые надо в несколько кликов обработать в программном обеспечении прибора и вывести в отчет об измерениях.