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文章詳情
粉體混合質量的定量分析
日期：2025-12-17 19:03
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摘要：
在EYH—系列二維運動混合機或其它粉體混合設備GMP認證工作的第四階段——性能確認（PQ）中，提到了混合均勻度的檢測（RSD）。毫無疑問，混合均勻度是評定混合機性能的*重要指標。
一、 粉體混合的含義
粉體混合是二種以上組份在干燥狀態(tài)或有少量液體存在下，以外力作用攪混，使其不均一性不斷降低的過程。所謂二種以上組份，可以是不同的物質，也可以是同一物質而有不同的物理特性：如含水率不同、顆粒直徑不同、顏色不同等等。
粉體混合是一個復雜的隨機過程，混合質量的評估及測定方法一直是困擾著人們的棘手問題。隨著時代的發(fā)展，憑人的五官感覺來判定混合均勻度的日子已經過去。用科學的、數量形式來判定混合均勻度，就是粉體混合的定量分析。要做到定量分析，必然要有取樣、檢測、統計分析（數據處理）幾個過程，從而得到一個單一的量值來表達混合物的均勻度。
二、 取樣
從混合物中某一位置取出少量的物料，叫“取樣”，這少量的物料叫作“觀測樣品”又稱“點樣品”，取樣的位置稱“取樣點”。
在同一容器內，同一時間水平上，不同取樣點取得的樣品組成這一時間水平上的“樣本”。點樣品的個數即樣本的大小。
關于樣品的大小：在滿足檢測需要的量并可能對取樣點周圍物料具有代表性的前提下，樣品越小越好。樣品過大，不僅浪費物料，且對定量分析的正確性不利。
關于樣品個數多少（即樣本的大小）：樣品個數越多，即樣本越大，定量分析結果越可靠，誤差率越小。但迄今為止，確定*佳樣品個數尚未研究出來。據美國化學工程協學建議，要求5~15個樣品，也有人認為至少需要20個乃至50個樣品。我國習慣上取5~10個樣品。關于取樣點位置，在物料處于靜止狀態(tài)下取樣時，取樣點應盡可能均布在物料的各個位置。如果能在混合物的運動流中取樣，則比靜止狀態(tài)下取樣所得出分析結果要準確。所以，在條件許可的情況下（如*佳混合時間已經確定），在混合器出口物流中取樣的辦法好。
三、 檢測
將取得樣品，用化學或物理的方法，測定各組分（尤其是關鍵組分——示蹤物）的含量：
X。如果樣品個數是5，則檢測到5個結果：X1；X2；X3；X4；X5。關于檢測方法，應由組分的性質，混合的目的和實際條件來決定。
四、 統計分析
將上述檢測結果，用統計學的方法，進行計算，得出單一的數值，來評估混合物的混合質量，叫統計分析法。
1. 算術平均值，又稱樣本均值：X
X= — Σxi
式中：n——點樣品數（樣本大小）
Xi——第i個樣品測得的參數。如質量、含水量、顆粒數等。
2. 方差：σ2
σ2 = —— Σ（Xi — X）2
3. 標準偏差，又稱SD（Standard Deviation的縮寫）：σ
σ=√σ2 =√——Σ（Xi – X）2
在20世紀40年代以前，一直用σ來定義（評估）粉體混合質量，σ值越小，混合越均勻。然而，實踐表明，這一定義在某些情況下很不**，誤差較大。英國粉體工程權威N.哈恩貝在其專著“工業(yè)中的混合過程”（中國石化出版社1991）說過這樣一句話：“……由樣品中得到的實踐方差
（σ2）數值沒有多大價值，除非與極限方差值可以關聯”。
4. 相對標準偏差，又稱RSD（Relative Standard Deviatio）：V
V有很多種算法，以下僅提供2個常用算法。
算法1：V= ×100%
算法2：V= （×100%）
一、 粉體混合的含義
粉體混合是二種以上組份在干燥狀態(tài)或有少量液體存在下，以外力作用攪混，使其不均一性不斷降低的過程。所謂二種以上組份，可以是不同的物質，也可以是同一物質而有不同的物理特性：如含水率不同、顆粒直徑不同、顏色不同等等。
粉體混合是一個復雜的隨機過程，混合質量的評估及測定方法一直是困擾著人們的棘手問題。隨著時代的發(fā)展，憑人的五官感覺來判定混合均勻度的日子已經過去。用科學的、數量形式來判定混合均勻度，就是粉體混合的定量分析。要做到定量分析，必然要有取樣、檢測、統計分析（數據處理）幾個過程，從而得到一個單一的量值來表達混合物的均勻度。
二、 取樣
從混合物中某一位置取出少量的物料，叫“取樣”，這少量的物料叫作“觀測樣品”又稱“點樣品”，取樣的位置稱“取樣點”。
在同一容器內，同一時間水平上，不同取樣點取得的樣品組成這一時間水平上的“樣本”。點樣品的個數即樣本的大小。
關于樣品的大小：在滿足檢測需要的量并可能對取樣點周圍物料具有代表性的前提下，樣品越小越好。樣品過大，不僅浪費物料，且對定量分析的正確性不利。
關于樣品個數多少（即樣本的大小）：樣品個數越多，即樣本越大，定量分析結果越可靠，誤差率越小。但迄今為止，確定*佳樣品個數尚未研究出來。據美國化學工程協學建議，要求5~15個樣品，也有人認為至少需要20個乃至50個樣品。我國習慣上取5~10個樣品。關于取樣點位置，在物料處于靜止狀態(tài)下取樣時，取樣點應盡可能均布在物料的各個位置。如果能在混合物的運動流中取樣，則比靜止狀態(tài)下取樣所得出分析結果要準確。所以，在條件許可的情況下（如*佳混合時間已經確定），在混合器出口物流中取樣的辦法好。
三、 檢測
將取得樣品，用化學或物理的方法，測定各組分（尤其是關鍵組分——示蹤物）的含量：
X。如果樣品個數是5，則檢測到5個結果：X1；X2；X3；X4；X5。關于檢測方法，應由組分的性質，混合的目的和實際條件來決定。
四、 統計分析
將上述檢測結果，用統計學的方法，進行計算，得出單一的數值，來評估混合物的混合質量，叫統計分析法。
1. 算術平均值，又稱樣本均值：X
X= — Σxi
式中：n——點樣品數（樣本大小）
Xi——第i個樣品測得的參數。如質量、含水量、顆粒數等。
2. 方差：σ2
σ2 = —— Σ（Xi — X）2
3. 標準偏差，又稱SD（Standard Deviation的縮寫）：σ
σ=√σ2 =√——Σ（Xi – X）2
在20世紀40年代以前，一直用σ來定義（評估）粉體混合質量，σ值越小，混合越均勻。然而，實踐表明，這一定義在某些情況下很不**，誤差較大。英國粉體工程權威N.哈恩貝在其專著“工業(yè)中的混合過程”（中國石化出版社1991）說過這樣一句話：“……由樣品中得到的實踐方差
（σ2）數值沒有多大價值，除非與極限方差值可以關聯”。
4. 相對標準偏差，又稱RSD（Relative Standard Deviatio）：V
V有很多種算法，以下僅提供2個常用算法。
算法1：V= ×100%
算法2：V= （×100%）