【原创】粉体静电的特点、危害及预防——访中国石油大学(北京)姚军教授


来源:中国粉体网   叶子

[导读]  虽然静电可以降低,但去除不了,因为只要有颗粒和壁面碰撞都会产生静电,我们可以采取措施尽可能降低静电发生,降低到我们的期望范围内。

中国粉体网讯 随着医药行业进入到关注“原始创新”的全新发展阶段,粉体技术受到越来越多的重视,开发更高效能药物研究途径的同时医药企业也专注差异化和高质量创新。中国粉体网以“从粉体技术,论制药工艺”为主题,于2023年9月21-22日,在辽宁沈阳举办“第五届全国医药粉体制备及物性表征技术高峰论坛”,会议期间,我们邀请到与会专家、学者做客“对话”栏目,进行视频访谈。本期为您分享的人物专访是来自中国石油大学(北京)的姚军教授。




中国粉体网:姚教授,您能给解释一下颗粒带电吗?在粉体制备过程中,粉体静电一般会出现在哪些工艺流程或环节中?


姚教授:颗粒带电就是颗粒表面由于碰撞产生电荷。颗粒跟壁面碰撞会产生静电,颗粒跟颗粒碰撞,跟管道壁面或者是一些材料碰撞以后都会产生静电,所以基于这个道理,在粉末制备工艺中,所有一切可能的情况下都会有静电。


中国粉体网:粉体静电与粉尘爆炸存在一个怎样的关系?粉体静电的危害有哪些?


姚教授:由于静电发生的机理是非常复杂的,颗粒与壁面碰撞以后产生的静电是不断积累的,积累到一定程度以后,产生的电压足够大就有可能将空气击穿发生火花,火花引燃粉尘导致爆炸,这种情况在我们生产过程中还是存在的。


危害方面,由于静电的发生导致颗粒的团聚,颗粒结在壁面上会造成管道堵塞,这是生产中比较普遍的一种现象。另一种危害就是静电造成颗粒粉末的团聚之后,大颗粒跟小颗粒的颠覆也会造成原料性质的一些改变,从而导致产品质量的下降,这种危害涉及到很多领域。


中国粉体网:在粉体行业,减少粉体静电的措施主要有哪些?


姚教授:减少静电的方式有很多种,简单来讲可以分成两种,一种是主动方式,一种是被动方式。主动方式就是在颗粒产生静电之前采取一些措施,比如说在颗粒的混合中混合一些抗静电的粉;另外就是在颗粒的加工过程之中,用增加颗粒湿度的方法来提高它的抗静电能力。


被动的方法上,改变工艺流程,在壁面增加粗糙度或者孔洞方式减少因静电黏附壁面的现象;还可以在管壁接地线将静电直接导地,在壁面增加一些涂层等等。但是有一点可以确定,虽然静电可以降低,但去除不了,因为只要有颗粒和壁面碰撞都会产生静电,我们可以采取措施尽可能降低静电发生,降低到我们的期望范围内。


中国粉体网:静电作用会影响粉体的哪些性质?对生产工艺及产品质量会产生怎样的影响?


姚教授:不同的工艺,不同的生产,不同的领域有不同的现象。以化工领域为例,聚合物颗粒常常作为生产原料,在生产过程中由于机械作用破碎产生很多粉末,这些粉末由于静电吸附在颗粒的表面,作为原料进入生产加工,导致制造出来的产品有品质缺陷。譬如,由于上述原因生产出来的塑料水杯,瓶壁会出现裂纹,更容易开裂。此外,生物制药中由于静电发生造成粉末团聚,导致药物的药性降低。


中国粉体网:您认为国内外对粉体静电的研究差距在哪里?


姚教授:近年来,我国在静电研究领域进步得很快,而且越来越多的工艺,越来越多的科学院所、高等院校开始对静电研究投入。因为静电发生的信号很弱,所以在静电的测量,静电的表征方面还有很多事情可以去做。我们国内的科研工作者已经做了很多的工作,每年参加学术会议,发现学生和老师参与静电研究,以及获得的成果越来越多。如果真正说到差距,我个人的意见就是在尖端领域的突破上还是缺少力度,还需要更多的投入和关注。


中国粉体网:消除静电,对国产设备的创新提出了怎样的要求?


姚教授:我觉得这是一个很大的挑战。我从事静电的研究很多年,刚开始是在国外研究,那时国外的仪器仪表都比较好,回国后我也一直还在延续用以前购买的国外产品,国内目前据我所知,基本上还没有达到这样的要求,所以我一直在跟企业界沟通,能否在设备上有所突破,对于高尖端产品的研制也是我们国家科技突破国外的限制和技术打压的一个关键环节。目前在这方面国内也取得了很大的成绩,但是我期望未来会有一个更好的结果。


中国粉体网:非常感谢姚教授。


(中国粉体网编辑整理/叶子)

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