નમૂનાઓમાં સમગ્ર રીતે કણોનું સમાન વિતરણ હોવાના આધારે જ વિશ્વસનીય પ્રયોગશાળાના પરિણામો મેળવી શકાય છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે આપણે તેમને યોગ્ય રીતે મિશ્ર કરીએ છીએ. જ્યારે વૈજ્ઞાનિકો જૂની રીતે પોર્સેલેન મોર્ટાર અને પેસ્ટલનો ઉપયોગ કરીને હાથથી દળે છે, ત્યારે તેઓ કણોની બારીકાઈ અથવા ખાડાશામણીને અનુભવી શકે છે. આ હાથથી કરાતી પ્રક્રિયા એવી વસ્તુઓ માટે ખૂબ મહત્વપૂર્ણ છે જે વધુ ગરમીના સંપર્કમાં આવતા પિગળી જાય અથવા બદલાઈ જાય, તેથી જ ઘણા સંશોધકો નવા સાધનો ઉપલબ્ધ હોવા છતાં આ પદ્ધતિને પસંદ કરે છે. 2022માં ACS Sustainable Chemistryના લોકોએ આ વિશે લખ્યું હતું અને મશીની ગ્રાઇન્ડર ક્યારેક નમૂનાને ફક્ત તોડવાને બદલે તેને 'રાંધી' નાખે છે તેની તરફ ધ્યાન દોર્યું હતું.
પોર્સેલેઇનની સરળ, અપારગમ્ય પ્રકૃતિ જુદા જુદા નમૂનાઓ વચ્ચે દૂષણ થતું અટકાવે છે, જે ISO 17025 ધોરણોને પૂર્ણ કરવાની જરૂરિયાત ધરાવતી પ્રયોગશાળાઓ માટે ખૂબ મહત્વનું છે. ગ્લેઝ્ડ પોર્સેલેઇન પ્રક્રિયા દરમિયાન એસિડ અથવા બેઇઝ સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, જે એગેટ અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે લાગુ પડતું નથી. આ વિશ્વસનીય કાર્યક્ષમતાને કારણે, મોટાભાગની ફાર્માસ્યુટિકલ પ્રયોગશાળાઓ API પાઉડર બનાવવા માટે પોર્સેલેઇનને પ્રાધાન્ય આપે છે. સામગ્રી પર થયેલા કેટલાક તાજેતરના પરીક્ષણો આની પુષ્ટિ કરે છે, જે ઉદ્યોગની પાંચમાંથી ચાર કરતાં વધુ પ્રયોગશાળાઓએ પોર્સેલેઇન સાધનો તરફ સ્વિચ કરવાનું કેમ પસંદ કર્યું તેની સમજૂતી આપે છે.
જ્યારે વનસ્પતિ અર્ક અથવા પાણી ધરાવતા ક્રિસ્ટલ જેવી સંવેદનશીલ વસ્તુઓનો સામનો કરવો હોય, ત્યારે હાથથી પીસવાથી નમૂનાઓને આખા રાખવામાં વધુ સારું કામ થાય છે. યાંત્રિક ગ્રાઇન્ડરની સમસ્યા એ છે કે તેઓ ઘર્ષણ દ્વારા ઉષ્ણતા પેદા કરે છે. અભ્યાસો દર્શાવે છે કે આ ઉષ્ણતા લગભગ બે તૃતિયાંશ પરિસ્થિતિઓમાં 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ જાય છે, અને આવી ગરમી નમૂનામાં રાસાયણિક રીતે શું થઈ રહ્યું છે તેમાં ફેરફાર કરે છે. પોર્સેલેન અલગ છે કારણ કે તે ઉષ્ણતાનું સારું વાહક નથી, તેથી પ્રક્રિયા દરમિયાન તાપમાન જેટલું વધતું નથી. 2023માં સંશોધકોએ પદ્ધતિઓની તુલના કરીને પરીક્ષણો કર્યા અને શોધ કરી કે X-રે વિશ્લેષણ માટે નમૂનાઓ તૈયાર કરતી વખતે, હાથથી પીસવાથી લગભગ 22 ટકા વધુ શુદ્ધ પરિણામો મળ્યા. ભૂવૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં કામ કરતા લોકો માટે આ ખરેખરો ફરક પાડે છે જ્યાં નમૂનાની ગુણવત્તા સૌથી વધુ મહત્વપૂર્ણ હોય છે.
પ્રયોગશાળા-ગ્રેડ પોર્સેલેઇનમાં કાઓલિન (40–50%), ફેલ્ડસ્પાર (25–35%) અને ક્વાર્ટ્ઝ (20–30%) શામેલ છે. 1,300–1,400°C તાપમાને બેક કરતાં, આ મિશ્રણ વિટ્રિફિકેશન (પીગળીને કાચ જેવું થવું) દર્શાવે છે, જે 0.5% કરતાં ઓછી છિદ્રાળુતા ધરાવતી ઘન, કાચ જેવી રચના બનાવે છે. 2023ના મટિરિયલ એનાલિસિસ રિપોર્ટ મુજબ, આ લગભગ શૂન્ય છિદ્રાળુતા નમૂનાના શોષણને રોકે છે અને પીસવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન શુદ્ધતા જાળવે છે.
7–8 મોહસ કઠિનતા સાથે, પોર્સેલેઇન બોરોસિલિકેટ ગ્લાસ (5.5) અથવા એક્રેલિક (2–3) કરતાં વધુ ઘસારો સહન કરી શકે છે. pH 1–14 સુધીના દાયરામાં તેનું એલ્યુમિના-સિલિકેટ મેટ્રિક્સ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે અને કાર્બનિક દ્રાવકો સામે પ્રતિકારક છે, જે ક્રોમેટોગ્રાફી અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એપ્લિકેશન્સમાં નમૂનાની સાચી માળખાને જાળવી રાખવા માટે આદર્શ બનાવે છે.
પોર્સેલેનનો ઓછો થર્મલ એક્સપેન્શન ગુણાંક (4.5 × 10⁻⁶/°C) ઉષ્માક્ષેપક પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન ફાટવાની જોખમ ઘટાડે છે. 1,000°C સુધીના તાપમાન સહન કરવા માટે સક્ષમ, તે 80°C થી વધુ તાપમાને વિકૃત થતાં પોલિમર સાધનો કરતાં વધુ સારું પ્રદર્શન કરે છે. આ સ્થિરતા સાધનની ઊભરતી પ્રક્રિયાઓ જેવી કે કેલ્સીનેશન અથવા એશિંગ દરમિયાન નિષ્ફળતા વિના કાર્ય કરવામાં મદદ કરે છે.
પોર્સેલેન મોર્ટાર અને પેસ્ટલ દબાણ અને આડી રીતે ઘસવાની હાર્દિક ક્રિયાઓનું સંયોજન કરીને સામગ્રીને તોડી નાખે છે. જ્યારે કોઈ પેસ્ટલ પર નીચે દબાણ લગાડે છે, ત્યારે જમીન પર લેવાયેલી સામગ્રીની અંદરની ક્રિસ્ટલ રચનાઓ તૂટી જાય છે. એ જ સમયે, પેસ્ટલને સપાટી પર આગળ-પાછળ લઈ જવાથી આગળથી જ તૂટેલા ટુકડાઓને વધુ નાના ટુકડાઓમાં કાપવામાં આવે છે. ગયા વર્ષે 'જર્નલ ઑફ મટિરિયલ્સ પ્રોસેસિંગ'માં પ્રકાશિત સંશોધન મુજબ, આ સંયુક્ત પદ્ધતિ માત્ર સીધા નીચે દબાણ લગાડવું અથવા ફક્ત આડું ઘસવું તેની સરખામણીમાં લગભગ 40 ટકા વધુ સુસંગતતા પ્રદાન કરે છે. પોર્સેલેનને ખાસ કરીને અસરકારક બનાવતું તેની ખરબચડી આંતરિક સપાટી છે, જેમાં નાના ઘસારાના સ્થાનો હોય છે. આ મોહસ સ્કેલ પર 6 અથવા તેનાથી નીચેની રેટિંગ ધરાવતી સામગ્રીને ઘસવામાં મદદ કરે છે અને મિશ્રણમાં કોઈ ધાતુના કણો ઉમેર્યા વિના કામ કરે છે, જે કેટલીક એપ્લિકેશન્સ માટે શુદ્ધતા મહત્વપૂર્ણ હોય ત્યારે ખૂબ મહત્વપૂર્ણ છે.
| સામગ્રી | પ્રાપ્ત સરેરાશ કણ કદ (µm) | દૂષણનો જોખમ | ઉષ્મા સ્થિરતા થ્રેશોલ્ડ |
|---|---|---|---|
| પોર્સેલેન | 15-20 | નીચો | 450°C |
| અગેટ | 10-15 | કોઈ નહીં | 300°C |
| સ્ટેનલેસ સ્ટીલ | 25-50 | ઉચ્ચ (Fe, Cr આયન) | 800°C |
અગેટ વધુ બારીક પાવડર મેળવે છે, ત્યારે પોર્સેલેન કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણા વચ્ચે સંતુલન જાળવે છે—અગેટની 85% કાર્યક્ષમતા પૂરી પાડે છે અને અથડામણના ફાટન સામે 50% વધુ પ્રતિકાર ધરાવે છે. ઉષ્મા-સંવેદનશીલ નમૂનાઓ માટે, પીસવા દરમિયાન પોર્સેલેન તાપમાન વધારાને 12°C કરતાં ઓછો મર્યાદિત રાખે છે, જે ધાતુની સિસ્ટમોમાં સામાન્ય રહેલી ઉષ્મા સમસ્યાઓને ટાળે છે.
કુશળ તકનીશિયનો નવાગન્યોની સરખામણીએ ±5% કણ કદની સુસંગતતા પ્રાપ્ત કરે છે, જ્યારે નવાગન્યો ±18% હોય છે. આદર્શ તકનીકમાં શામેલ છે:
પ્રયોગશાળાના વાતાવરણમાં 72% સંક્રમણ ઘટનાઓ માટે અયોગ્ય સફાઈ જવાબદાર છે. શુદ્ધતા જાળવવા માટે:
ASTM C242-22 મુજબ, ઝડપી તાપમાન ફેરફાર પોર્સેલેનની તિરાડ પ્રતિકારશક્તિને 40% ઘટાડે છે. મુખ્ય હેન્ડલિંગ પદ્ધતિઓમાં સમાવેશ થાય છે:
મેન્યુઅલ પોર્સેલેન ગ્રાઇન્ડિંગ ત્રણ મુખ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઉત્કૃષ્ટ છે:
વ્યાપક સ્વચાલન હોવા છતાં, 2024 ના પ્રયોગશાળા સાધનોના સર્વેક્ષણમાં જણાવાયું હતું કે 83% ફાર્માસ્યુટિકલ QC પ્રયોગશાળાઓ અંતિમ API સત્યાપન માટે પોર્સેલેન મોર્ટારનો ઉપયોગ ચાલુ રાખે છે.
પોર્સેલેઇન સાધનોનો ઉપયોગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઔષધીય સંયૌગોને દૂષણમુક્ત રાખવામાં મદદ કરે છે, જે દવાઓની અસરકારકતાને લગતી બાબતમાં ખૂબ મહત્વપૂર્ણ છે. આ સાધનો રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરતાં નથી, તેથી તે ભેજ શોષી લેવાની વૃત્તિ ધરાવતા પદાર્થો જેવા કે એસ્કોર્બિક ઍસિડને ઘસવા માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે, જેથી અનિચ્છનીય ઑક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ થતી અટકે. 2022માં જર્નલ ઑફ ફાર્માસ્યુટિકલ ઇનોવેશનમાં પ્રકાશિત સંશોધનને જોઈએ, તો વૈજ્ઞાનિકોએ હાથથી ઘસવાની પદ્ધતિઓ વિશે એક રસપ્રદ વાત નોંધી. તેમણે જોયું કે ગરમીથી પ્રભાવિત થતા સક્રિય ઔષધીય ઘટકો માટે કણોના કદના વિતરણમાં લગભગ 15 ટકાનો સુધારો થયો હતો. આ પ્રકારની સુસંગતતા ખરેખર, શરીરની અંદર દવાની અસરોની આગાહી કરવામાં મહત્વપૂર્ણ તફાવત લાવે છે.
ઘણા ભૂવૈજ્ઞાનિકો XRF અને XRD પરીક્ષણો માટે ખડકના નમૂનાઓને પીસવાની જરૂર હોય ત્યારે ગ્લેઝ વગરના પોર્સેલેન મોર્ટારનો ઉપયોગ કરવાનું પસંદ કરે છે. પોર્સેલેનની મોહસ કઠિનતા આશરે 6.5 હોય છે, જેના કારણે તે ખૂબ જ સારું છે કારણ કે તે નમૂનાને સ્ટેનલેસ સ્ટીલની જેમ ધાતુઓ સાથે દૂષિત કરતું નથી, ખાસ કરીને ક્રોમાઇટ અથવા ગાર્નેટ જેવી વસ્તુઓ સાથે કામ કરતી વખતે આ મહત્વપૂર્ણ છે. અલગ અલગ પદ્ધતિઓની તુલના કરતા કેટલાક તાજેતરના સંશોધનમાં જણાવાયું છે કે 5 પીપીએમ (parts per million) કરતા ઓછી દુર્લભ પૃથ્વીના તત્વોની ખૂબ જ નાની માત્રા શોધવા માટે આ પદ્ધતિ લગભગ 98 અથવા 99 ટકા ચોકસાઈ જાળવી રાખે છે. ચોકસાઈ ભૂવૈજ્ઞાનિક વિશ્લેષણ માટે ખૂબ મહત્વપૂર્ણ છે.
પોર્સેલેનની અસાંદ્રતાના ગુણધર્મોને કારણે તે મસાલા અને વનસ્પતિ સામગ્રીને તેલનું શોષણ કર્યા વિના પીસવા માટે ઉત્તમ છે, જે લિપિડ વિશ્લેષણ દરમિયાન થતા આડઅસરના મોટા સમસ્યાનું સમાધાન કરે છે. મોટાભાગની પ્રયોગશાળાઓ 100 માઇક્રોન કરતાં નીચા કણો મેળવવાની અહેવાલ આપે છે, અને આના કારણે પ્લાસ્ટિક ગ્રાઇન્ડર કરતાં કેરોટિનોઇડ્સની અંદાજે 34 ટકા ઝડપી અલગ કરાવટ થાય છે. તેમજ, પોર્સેલેન ફ્રીઝરમાંથી બરફમાં રહેલા નમૂનાઓને તરત જ લગભગ માઇનસ 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને સંભાળી શકે છે, જેથી તે મુશ્કેલ વાયુશીલ કાર્બનિક સંયોજનો યોગ્ય ફાઇટોકેમિકલ ટેસ્ટિંગ માટે સંપૂર્ણ રહે છે. આ ખાસ કરીને તે સંશોધકો માટે મહત્વપૂર્ણ છે જેમને નમૂના તૈયારીના કાર્યમાંથી વિશ્વસનીય પરિણામોની જરૂર હોય છે.
EN
