RÉSZECSKEMÉRET ANALÍZIS LÉZERDIFFRAKCIÓVAL

2.9.31. Részecskeméret analízis lézerdiffrakcióval

Ph.Hg.VIII. – Ph.Eur.6.6 - 1

01/2010:20931

2.9.31. RÉSZECSKEMÉRET ANALÍZIS LÉZERDIFFRAKCIÓVAL Az alábbi módszer a 13320-1(1999) és 9276-1(1998) ISO standardra épül. BEVEZETÉS A részecskeméret analízis lézerdiffrakcióval módszer a diffrakciós kép vizsgálatán alapul, ami akkor keletkezik, amikor a részecskéket monokromatikus fény hatásának teszünk ki. Történeti szempontból, a korai lézerdiffrakciós készülékek csak kisszögű szórást alkalmaztak. Azonban a módszer azóta kibővült, széles szórásszögű lézerdiffrakciót tartalmaz, felhasználva a Mieelméletet, valamint a Fraunhofer-közelítést és az anomális diszperziót. A technika nem képes különbséget tenni az egy szemcsén, vagy elsődleges szemcsék klaszterein (pl. agglomerátumok vagy aggregátumok) történő fényelhajlás között. Mivel a legtöbb szemcsés minta agglomerátumokat és aggregátumokat tartalmaz, és mert az érdeklődés középpontjában az elsődleges szemcsék méreteloszlása áll, a klasztereket mérés előtt elsődleges szemcsékké diszpergálják. Nem gömbszerű szemcsék esetében, egy azzal egyenértékű, gömbszerű szemcsékre vonatkozó részecskeméret eloszlást kapunk, mivel a technika optikai modellje gömbszerű szemcséket feltételez. Az így kapott részecskeméret eloszlás eltérhet más fizikai elven (például szedimentáció, szitálás) alapuló módszerekkel kapott részecskeméret eloszlástól. Ez a fejezet útmutatóul szolgál különböző diszperz rendszerek részecskeméret eloszlásának méréséhez (például porok, permetek, aeroszolok, szuszpenziók, emulziók, gázbuborékok folyadékokban), azok szögszóródási képének vizsgálata segítségével. E fejezetnek nem célja a mérés során jellemzett termékek részecskeméret meghatározásának specifikus követelményeinek megadását. ALAPELV Egy jellemző minta megfelelő koncentrációban egy alkalmas közegben diszpergálva monokromatikus sugárnyalábon, általában lézersugáron halad át. A részecskék által többféle szögben szórt fényt egy többelemű detektor érzékel. A diffrakciós képet megadó numerikus értékeket ezután, a további analízishez regisztrálják. Majd e diffrakciós kép-adatokat, megfelelő optikai modell és matematikai eljárás alkalmazásával transzformálják, aminek eredményeként az, a teljes térfogat részeit diszkrét számú méretosztályba sorolja, térfogati részecskeméreteloszlást eredményezve. KÉSZÜLÉK A készüléket olyan környezetbe kell telepíteni, ahol nem éri elektromos zaj, mechanikai vibráció, hőmérsékletingadozás, nagy páratartalom, vagy közvetlen erős fény. Egy lézerdiffrakciós készülék lehetséges felépítését a 2.9.31.-1. ábrán tüntettük fel. Más összeállítás is alkalmazható.



A készülék egy lézerfény-forrásból, fényfeldolgozó optikából, egy mintamérő tartományból vagy cellából, egy Fourier-lencséből és egy többelemes detektorból épül fel, mely utóbbi a diffrakciós képet szolgáltatja. Egy adatfeldolgozó egységre is szükség van a diffrakciós adatok dekonvolúciójához a térfogati részecskeeloszlás megadása, a kapcsolódó adatfeldolgozás és jelentéskészítés céljából. A részecskék két módon léphetnek a lézersugár útjába. A hagyományos esetben a párhuzamos sugárnyalábot a gyűjtőlencse előtt érik el, annak működési távolságán belül. Az úgynevezett fordított Fourier-optika esetében a részecskék a gyűjtőlencse mögött kerülnek a fénysugár útjába, azaz konvergens nyalábba kerülnek. A hagyományos felépítés előnye, hogy a mintának elfogadható úthosszt enged meg a lencse működési távolságán belül. A második elrendezés csak kicsi úthosszt enged meg, de szélesebb szögű szórást tesz lehetővé, ami szubmikron méretű részecskék jelenléte esetén hasznos. A beeső fény és a diszpergált szemcsék halmaza közti kölcsönhatás olyan szóródási képet eredményez, melyben a szóródás szögétől függően más-más a fényintenzitás. A teljes szóródásiszög intenzitás-eloszlást – mely tartalmazza mind az áteső- és a szórt fényt – egy lencse, vagy egy lencserendszer segítségével a többelemű detektorra fókuszáljuk. Ez a lencserendszer egy olyan szóródási képet ad, mely bizonyos határokon belül nem függ a részecske sugárnyalábbeli helyzetétől. Ily módon a folytonos szóródási-szög intenzitás eloszlást diszkrét térbeli intenzitás eloszlássá alakítjuk egy sorozat detektorelemmel. Feltesszük, hogy a részecskehalmaz mért szóródási képe azonos az egyes – egymáshoz képest véletlenszerűen elhelyezkedő –fényszóró részecskék létrehozta szóródási képek összegével. Megjegyzendő, hogy a szórt fénynek csak egy korlátozott térszögű részét gyűjti össze a lencse (gyűjtik össze a lencsék) és így a detektor is. 1. Elsötétedési detektor 2. szórt fény 3. közvetlen sugárnyaláb 4. Fourier lencse 5. a (4) jelzésű lencse által össze nem gyűjtött szórt fény 6. részecske halmaz 7. lézer fényforrás 8. sugár-feldolgozó egység 9. a (4) jelzésű lenycse hatótávolsága 10. többelemes detektor 11.a (4) jelzésű lencse fókusztávolsága

2.9.31.-1- ábra A lézerdiffrakciós készülék egy lehetséges elrendezése A MÓDSZER FEJLESZTÉSE A részecskeméret lézerdiffrakcióval történő mérése reprodukálható adatokat szolgáltat még a szub-mikro tartományban is, ha az alkalmazott műszert és a vizsgált mintát körültekintően



ellenőrizzük, annak érdekében, hogy a vizsgálati körülmények változékonyságát limitáljuk (pl. diszperziós közeg, a mintát diszpergáló közeg előállítási módszerének megfelelő kiválasztása). Hagyományosan, a lézerdiffrakcióval meghatározható részecske-mérettartomány kb. a 0,1 μm– 3 mm-es mérettartományba esik. A lencse- és készüléktervezés területén létrejövő legújabb fejlesztéseknek köszönhetően az újabb berendezések e tartományt rutinszerűen kiszélesítik. A validálási jegyzőkönyvvel a felhasználó bizonyítja a módszer alkalmazhatóságát a tervezett célra. Mintavétel. A mintavételi technikának megfelelőnek kell lennie a részecskeméret-méréshez szükséges, megfelelő térfogatú, jellemző minta vételére. Mintaelosztó technikákat is, mint pl. a forgó mintaosztályozó, a tölcséres, vagy a negyedelő technika egyaránt alkalmazhatunk. A diszperziós eljárás kiértékelése. A vizsgálandó mintát vizuálisan, vagy mikroszkóppal ellenőrizzük, hogy megbecsüljük a részecskeméret-tartományt és a részecskék alakját. A diszpergálási technikát a mérés céljához szükséges igazítani. A cél lehet olyan, hogy előnyösebb ha a klasztereket, amennyire lehetséges, elsődleges részecskékké diszpergálják, de az is szükségessé válhat, hogy az agglomerátumok, amennyire lehetséges, érintetlenek maradjanak. Ilyen értelemben a vizsgálandó részecskék lehetnek elsődleges részecskék vagy klaszterek. Egy módszer kidolgozása során tanácsos ellenőrizni, hogy a részecskék felaprítódtak-e, és fordítva, hogy azok diszperziója megfelelő fokú-e. Az ellenőrzés legtöbbször úgy végezhető el, hogy a diszperziós energia változtatásával megfigyeljük a részecske-méret eloszlásbeli változásokat. A mért részecskeméret-eloszlás nem változhat számottevően, ha a minta jól diszpergált, és ha részecskék nem törékenyek vagy oldékonyak. Másfelől, ha az anyag gyártási eljárása (pl. kristályosítás, őrlés) változik, igazolni szükséges a módszer érvényességét (pl. mikroszkópos összehasonlítással). Permeteket, aeroszolokat és gázbuborékokat folyadékokban közvetlenül mérünk – feltéve, hogy a koncentrációjuk megfelelő –, mert a minta hígítása általában megváltoztatja a részecskeméreteloszlást. Egyéb esetekben (úgymint emulziók, kenőcsök, porok), a jellemző mintákat megfelelő folyadékokban diszpergálhatjuk. A klaszterek deaggregációjához vagy deagglomerizációjához valamint a diszperzió stabilizáláshoz gyakran használunk diszpergáló segédanyagokat (nedvesítő szerek, stabilizátorok) és/vagy mechanikai erőket (keverés, ultrahangos kezelés). E folyékony diszperziók előállításához általában keringtetős készüléket alkalmazunk, ami egy optikai mérőcellából, egy – általában keverőberendezéssel és ultrahangos egységgel ellátott – diszperziós fürdőből, egy pumpából és csövekből áll. Nem-keringtetős rendszerű, kevertetős kamrákat akkor használunk, ha csak kicsi mintamennyiség nyerhető ki, és ha speciális diszpergáló közeget használunk. Száraz porok aeroszollá alakíthatók megfelelő száraz porlasztókkal, melyek mechanikai energiát használnak a deagglomerizációhoz vagy deaggregációhoz. Ezek a porlasztók általában komprimált gáz energiáját, vagy vákuumhoz viszonyított nyomáskülönbséget használnak fel a részecskék aeroszollá történő diszpergálásához, mely aeroszolt átporlasztják a mérőzónán rendszerint egy, a részecskéket összegyűjtő vákuum-egység belépőnyílásához. Mindemellett, a szabad áramláshoz, durvább részecskék vagy granulátumok részecskéinek megfelelő diszpergálásához a nehézségi erő is elégséges lehet. Amennyiben a legnagyobb részecskeméret meghaladja a műszer mérési tartományának felső határát, a minta túl durvának mondható, így ezeket a részecskéket érdemes szitálással eltávolítani és feljegyezni az eltávolított anyag tömegét és százalékát. Az előszitálás következtében a minta már nem tekinthető reprezentatívnak, hacsak azt egyéb módon nem bizonyítjuk.



Folyékony diszperziók optimalizálása. A diszpergáláshoz használt folyadékoknak, felületaktív anyagoknak és diszpergáló segédanyagoknak a következő feltételeknek kell eleget tenniük: –

Az alkalmazott lézer hullámhosszán átlátszónak, valamint buborékoktól és szennyező részecskéktől mentesnek kell lennie;

–

a vizsgálati anyagétól eltérő törésmutatójúnak kell lennie;

–

a vizsgálati anyagot nem oldhatja (tiszta folyadék, vagy előszűrt, telített oldat);

–

a vizsgálandó anyag részecskeméretét ne változtassa meg (oldódással, oldékonyság növelésével, vagy átkristályosítási hatások által);

–

segítse elő a diszperzió előállítását és növelje annak stabilitását;

–

összeférő legyen a készülékben található anyagokkal (pl. O-gyűrűk, tömítőgyűrűk, csövezet);

–

megfelelő viszkozitású legyen a keringtetés, keverés és szűrés megkönnyítése érdekében.

Felületaktív- vagy diszpergáló segédanyagokat gyakran használunk a részecskék nedvesítéséhez és a diszperziók stabilizálásához. Gyenge savak és lúgok esetében, a diszpergáló közeg kémhatásának tompítóoldattal történő, megfelelő kicsi vagy nagy pH-ra történő beállítása megkönnyíti a megfelelő diszpergálószer kiválasztását. A diszperzió minőségének előzetes ellenőrzése vizuális vagy mikroszkópos módszerrel is történhet. Lehetséges egy jól összekevert alap-diszperzióból történő szakaszos mintavételezés is. Ezen alap-diszperziók előállítása, egy adott folyadéknak a mintához, keverés (pl. üvegbottal, spatulával vagy vortex keverővel) mellett történő hozzáadásával valósulhat meg. Meg kell bizonyosodni a mintaátvitel reprezentatív voltáról és arról is, hogy nagyobb részecskék nem ülepednek ki. Ezért vagy kenőcsöt készítünk a mintából, vagy a szuszpenzióból – folyamatos keverés közben – gyorsan mintát veszünk.. Gáz-diszperziók optimalizálása. Permetekhez és száraz por-diszperziókhoz, olaj-, víz- és szemcsementes sűrített gázt használunk. Ezen anyagok eltávolítása a sűrített gázból egy szűrővel ellátott szárító segítségével lehetséges. Bármilyen vákuumberendezés a mérési zónától távol helyezkedjen el, hogy annak kimeneti egysége ne zavarja a mérést. A koncentrációtartomány meghatározása. Ahhoz, hogy a detektoron elfogadható jel/zaj viszonyt kapjunk, a diszperzióbeli részecskekoncentráció meg kell haladjon egy minimális értéket. Hasonlóképpen egy maximális érték alatt kell legyen a koncentráció, hogy elkerüljük a többszörös szóródást. A koncentrációtartományt befolyásolja a lézernyaláb szélessége, a mérési zónában az úthossz, a részecskék optikai tulajdonságai és a detektorelemek érzékenysége. A fentiek figyelembevételével különböző részecskekoncentrációk mellett kell méréseket végezni a megfelelő koncentrációtartomány meghatározása céljából az anyag bármely jellemző mintája esetében. (Megjegyzés: különböző készülékekben a részecskekoncentrációt eltérő elnevezéssel és skálázással jelzik, pl, elsötétedés, optikai koncentráció, a teljes tömeg arányszáma). A mérés időtartamának meghatározása. A mérési időtartamot, a detektor leolvasási idejét és az adatgyűjtés frekvenciáját a kívánt pontosságnak megfelelően, kísérleti úton határozzuk meg. Általában a mérési idő nagyszámú detektor-letapogatást vagy -pásztázást enged meg rövid időközönként. A megfelelő optikai modell kiválasztása. A legtöbb készülék a Fraunhofer vagy a Mie elméletet alkalmazza, bár más közelítő elméletek is használatosak a szórási mátrix kiszámításához. Az elméleti modell megválasztása függ a felhasználás céljától és a vizsgálati



anyagra tett különböző előfeltevésektől (méret, abszorbancia, törésmutató, érdesség, kristályorientáció, elegy, stb). Amennyiben a törésmutató értékek (valós és képzetes részei az adott hullámhosszon) nem ismertek, akkor a Fraunhofer- vagy a Mie-közelítés egy reálisan becsült törésmutató értékkel használható. Az előbbinek az az előnye, hogy egyszerű, nincs szükség törésmutató értékekre, az utóbbi kevésbé torzított részecskeméret-eloszlást szolgáltat kisebb részecskék esetében. Például, ha a Fraunhofer-modellt alkalmazzuk elegendően nagy mennyiségben kicsi, átlátszó részecskéket tartalmazó minta esetében, szignifikánsan nagyobb számú kicsi részecskemennyiséget nyerünk a számolásból. Az eredmények nyomonkövethetősége érdekében alapvető a felhasznált törésmutató értékek dokumentálása, mivel a becsült törésmutató valós és képzetes részének kis eltérései is szignifikáns eltéréseket okozhatnak a kapott részecskeeloszlásban. A részecskék érdessége okozta abszorpció korrigálására gyakran alkalmazzák a törésmutató képzetes része kis értékeinek (kb. 0,01–0,1 i) megadását. Megjegyzendő, hogy általában a vizsgálandó anyag optikai tulajdonságai és a szerkezete (pl. alak, felületi érdesség és porozitás) egyaránt befolyásolja az eredményt. Validálás. Egy eljárás érvényességét specifikusságának, linearitásának, mérési tartományának, torzításmentességének, pontosságának és robusztusságának megbecslésével adhatjuk meg. Lézerdiffrakciós részecskeméret-analízis során az Nemzetközi Harmonizációs konferencia (ICH) által definiált specifikusság nem alkalmazható, mivel nem lehet megkülönböztetni sem a minta egyes komponenseit, sem az agglomerátumokat a diszpergált részecskéktől, hacsak a módszert mikroszkópos technikákkal ki nem egészítjük. E módszer esetében nem lehet lineáris összefüggést találni, vagy matematikai interpolálási modellt felállítani a koncentráció és a jel között. Itt sokkal inkább egy olyan koncentrációtartomány megadása a cél, amelyben a mérési eredmények nem változnak számottevően. A megadott koncentrációtartomány alatt levő koncentrációk esetén a kicsi jel/zaj viszony okoz hibát, a megadott koncentrációtartomány felett levő koncentrációk esetén pedig a többszörös fényszórás eredményez hibát. A koncentrációtartomány határait általában a készülék hardvere szabja meg. A torzításmentesség megerősítendő egy megfelelő készülék kvalifikálással, és annak mikroszkópos módszerrel történő összehasonlításával, a pontosság pedig az ismételhetőség megadásával becsülhető meg. A módszer elérhető ismételhetősége főleg az anyag jellemzőitől függ (őrölt/nem őrölt, robusztus/törékeny, részecskeméret-eloszlásának tartomány szélessége, stb.), míg a szükséges ismételhetőség a mérési céltól függ. Kötelező határokat e fejezetben nem tudunk megadni, mivel az ismételhetőségek (az eltérő mintaelőkészítés miatt) mintáról mintára valószínűleg változhatnak. Mégis, bevett gyakorlat, hogy az ismételhetőség elfogadási követelménye az eloszlás középértékére (pl. x50 -re s rel ≤10% [n=6]). Az eloszlás szélére eső értékeknek (pl. x10 és x90 ) kevésbé szigorú követelménynek kell eleget tenniük, például s rel ≤15% [n=6]. 10μm alatt ezeket az értékeket meg kell kétszerezni. A robusztusság ellenőrizhető a diszperziós közeg és -erők kiválasztása és optimalizálása során. A diszperziós energia részecskeeloszlás változásával követhető nyomon. MÉRÉS Óvintézkedések. A készülék kezelési útmutatójában található instrukciók a következők: –

ne nézzünk soha közvetlenül a lézernyalábba, vagy annak visszavert fényébe;

–

a készülék minden egységét földeljük le, megelőzendő az oldószerek meggyulladását, vagy a porrobbanást;



–

ellenőrizzük a készülék megfelelő beállítását (pl. a bemelegedést, a szükséges mérési tartományt és lencséket, a megfelelő munkatávolságot, a detektor helyzetét, ne legyen közvetlen erős nappali fény);

–

nedves diszperziók esetén kerüljük el a légbuborékok jelenlétét, a folyadék párolgását, a diszperzió rétegződését vagy egyéb inhomogenitását; ugyancsak kerüljük száraz diszperziók esetében a nem megfelelő tömegáram megjelenését a porlasztóból, vagy a turbulens levegőáramlást; az ilyen jelenségek hibás részecskeméret-eloszlást eredményezhetnek.

A fényszóródás mérése a diszpergált mintá(ko)n. A készülék optikai részének megfelelő beállítását követően üres mérést kell elvégezni, részecskéket nem tartalmazó diszpergálószerrel, ugyanolyan módszert alkalmazva, mint amit a mérés során használunk. A háttérjelnek a megfelelő küszöbérték alatt kell lennie. A detektoradatokat elmentjük, mert azokat a minta mérése során kapott jelből ki kell vonni. A diszpergált mintát a kidolgozott módszerrel mérjük. Minden detektorelemre jelátlagot számít a készülék, legtöbb esetben annak szórásával együtt. Minden egyes detektorelemnél a jel nagysága függ a detektor területétől, a fényintenzitástól és a kvantumhasznosítási tényezőtől. A detektorelemek koordinátái (méret és helyzet) a lencse fókuszával együttesen szabják meg minden egyes elem esetében annak szóródási szög tartományát. A legtöbb készülék a központi (nem szóródott) lézer sugárnyaláb fényintenzitását is méri. A diszpergált anyag jelenlétében és az a nélkül mért (üres kísérlet) intenzitások aránya a szóródott fény arányát adja meg, és így arányos a részecskekoncentrációval. A szóródási kép átalakítása részecskeméret-eloszlássá. Ez a dekonvolúciós számítás az adott részecskeméret-eloszlásból számolt szóródási kép számolásának inverze. Az a feltevés, hogy a részecskék gömbszerűek, igen fontos, mivel a legtöbb algoritmus a gömbszerű részecskéken végbemenő fényszóródás matematikai megoldását használja. Továbbá a mért adatok mindig tartalmaznak véletlenszerű és rendszeres hibát, melyek torzítják a részecseméret-eloszlást. A forgalomban levő készülékekhez számos matematikai módszert dolgoztak ki. Ezek bizonyos módszereket is tartalmaznak a számolt és mért szóródási kép közötti eltérés súlyozására (pl. legkisebb négyzetek módszere), más korlátozó feltételekkel élnek (nem-negatív részecske mennyiségek) és/vagy néhány simítja a részecske-eloszlási görbét. Az alkalmazott algoritmus minden gyártmány és modell esetében egyedi és szabadalmaztatott. A különböző készülékekben alkalmazott eltérő algoritmusok a részecskeméret-eloszlásban különbségeket eredményezhetnek. Ismétlések. Az elvégzendő párhuzamos mérésszám (külön-külön elvégzett mintaelőkészítéssel) az előírt mérési pontosságtól függ. Javasolt az ismétlések számát egy anyag-specifikus módszerben megadni. AZ EREDMÉNYEK RÖGZÍTÉSE A részecskeméret-eloszlás adatai általában kumulatív méret alatti eloszlás és/vagy térfogat szerinti sűrűségeloszlás formájában kerülnek a jegyzőkönyvbe. A részecskeméretet az x jelöli, melyet a részecskével azonos térfogatú gömb sugaraként definiálunk. Q3( x ) az x részecskeméretnél a méretalatti térfogattörtet jelöli. Grafikus megjelenítés esetén x -t az abszcisszán tüntetjük fel, és a függő változót, Q3( x )-t, az ordináta tengelyen. A részecskeméret-eloszlásból extrapolációval számítjuk ki a legáltalánosabb jellemző értékeket. Általában a 10%, 50% és 90% méretalatti értékeket (rendre x10 , x50 és x90 -nel jelöljük) használjuk gyakran. Az x50 érték közepes részecskeméret néven ismert. Gyakran d jelöli a részecskeméretet, ezért x helyett d-t is írhatunk.



Ezenfelül elegendő információt szükséges a jegyzőkönyvben rögzíteni a mintáról, a mintaelőkészítésről, a diszpergálás körülményeiről és a cella típusáról. Mivel az eredmények függnek az alkalmazott készüléktől, az adatfeldolgozó programtól és az alkalmazott optikai modelltől, ezek részleteit is rögzíteni kell a jegyzőkönyvben. A MŰSZER TELJESÍTŐKÉPESSÉGÉNEK ELLENŐRZÉSE A műszer gyártójának utasításait követve kell a készüléket használni, és az előírt kvalifikációs eljárást – a készülék alkalmazásától és a vizsgálandó anyagtól függően, egy megfelelő hullámhossznál – elvégezni. Kalibrálás. A lézerdiffrakciós módszer, bár a részecskék ideális tulajdonságait feltételezi, a lézerdiffrakció alapvető elvein alapul. Ezért szigorú értelemben kalibrációra nincs szükség. Azonban így is szükséges bizonyítani, hogy a készülék megfelelően működik. Ez kivitelezhető bármilyen – ipari gyakorlatban elfogadott – hiteles referencia anyaggal. A teljes mérési eljárást vizsgálni kell, beleértve a mintagyűjtést, a mintadiszpergálást, a minta átáramoltatását a mérőzónán, a mérést és a dekonvolúciós eljárást. Elengedhetetlen a teljes működési eljárás leírása. Előnyös gömbszerű részecskékből álló hiteles referencia anyag használata, melynek egy nagyságrendnyi tartományra ismert a részecskeméret-eloszlása. A részecskeméret-eloszlásra – ha ez lehetséges – egy abszolút méréstechnikával kell hitelesítve legyenek, és egy csatolt, elismert, részletes működési eljárásban kell alkalmazni. Amennyiben a Mie elméletet alkalmazzák az adatfeldolgozásban, alapvető, hogy az anyag komplex törésmutatójának valós és képzetes részét feltüntessék. A részecskeméret-eloszlás térfogat szerinti ábrázolása megegyezik a tömeg szerintivel, feltéve, hogy a részecskék sűrűsége minden mérettartományban ugyanaz. (megj.:Ezt a feltételzést nem értem, mert ha egy anyagról van szó, annak a sűrűsége méretfüggetlen, hacsak nem a halmazsűrűségre gondolnak, de az pedig természetesen részecskeméretfüggő.)

Egy lézerdiffrakciós készülék válaszjele megfelel a követelményeknek, ha legalább 3 független mérésből számolt x50 átlagértéke nem tér el 3%-nál nagyobb mértékben a hiteles referencia anyagra kapott hiteles tartománytól, azaz az átlagérték a szórásával együtt. x10 és x90 átlagértékei 5%-nál nagyobb mértékben nem térhetnek el a hiteles határértékektől. 10 μm alatti mérettartomány esetében ezen értékeket meg kell kétszerezni. Annak ellenére, hogy a gömbszerű részecskék használatát részesítjük előnyben, nem-gömbszerű részecskék is használhatók. Így ezen részecskéknek kell – egy elfogadott, részletes működési eljárással elvégzett lézerdiffrakciós analízissel meghatározott – hiteles vagy tipikus értékkel bírnia. Szignifikáns eltérést okozhatnak nem lézerdiffrakcióval meghatározott referenciaértékek. Ezt az eltérést az okozza, hogy a különböző elméletek a velük járó eltérő módszerekkel másmás gömbekvivalens átmérőt eredényezhetnek ugyanazon nem gömbszerű részecskére. Bár elsősorban bizonylattal bíró referencia anyagokat használunk, más jól definiált referencia anyagokat is használhatunk, melyek olyan anyagokból állnak, melyek összetétele és méreteloszlása jellemző, feltéve hogy a részecskeméret-eloszlás időben bizonyítottan nem változik. Az eredmények meg kell, hogy egyezzenek a hiteles referencia anyagra vonatkozó hasonló adatok pontosságával és torzításával.



A mérőrendszer kvalifikálása. A kalibráción felül a mérőrendszer teljesítőképességét is ellenőrizni kell rendszeres időközönként, vagy a szükséges gyakorisággal. Ezt bármely, az előző bekezdésben említett referencianyag felhasználásával elvégezhetjük. A kvalifikálás azon az elven alapul, hogy a készülék, az elektronika, az adatfeldolgozó program és az analitikai műveletek teljes egységet alkotnak, mely önálló egységként értékelhető ki. Így a teljes mérési eljárást vizsgáljuk, beleértve a mintagyűjtést, mintadiszpergálást, mintaátáramoltatást a mérőzónán és a mérési és dekonvolúciós eljárást. Alapvető, hogy az egész működési eljárást teljes egészében leírjuk. Általában, ha az egyedi cikkely másképp nem rendelkezik, egy lézerdiffrakciós készülék válaszjele megfelel a követelményeknek, ha az x50 értéke nem tér el 10%-nál nagyobb mértékben a referenciaanyagra meghatározott értéktartománytól. Ha esetleg a részecskeméreteloszlás széleihez tartozó értékeket számoltuk ki, (pl. x10 és x90 ), akkor ezen értékek nem térhetnek el 15%-nál nagyobb mértékben a hiteles értéktartománytól. 10 μm alatti mérettartomány esetében ezen értékeket meg kell kétszerezni. MEGJEGYZÉS: A készülék kvalifikálásához a Kalibrálás fejezet szigorúbb követelményeket írt elő.

RÉSZECSKEMÉRET ANALÍZIS LÉZERDIFFRAKCIÓVAL

Recommend Documents