在處理粉體時(shí)，工藝性能和成品質(zhì)量將會(huì )受到原料特性的影響?？刂圃?，從而可靠地預測工藝性能的能力是確保成品屬性和質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，精確測量入廠(chǎng)原料過(guò)程相關(guān)屬性的方法對于在各行業(yè)的廣泛應用都大有益處。該應用涉及了對壓片用輔料的評估，以及存儲和處理條件的影響。
過(guò)程性能和產(chǎn)品質(zhì)量差異
生產(chǎn)片劑時(shí)使用山梨醇作為輔料。當使用供應商此前歸為同類(lèi)的兩批山梨醇時(shí)，生產(chǎn)商的終產(chǎn)品質(zhì)量卻出現了差異。其中一個(gè)批次的片劑相比另一批次的偏軟，穩定性也較差。應客戶(hù)要求進(jìn)一步調查后，發(fā)現輔料供應商無(wú)法使用其現有的技術(shù)區分批次之間的差異。
根據記錄，批次間發(fā)現的唯一差異是輔料供應給客戶(hù)前存儲的地點(diǎn)：性能好的批次存儲在靠近裝載區域的筒倉 (筒倉1) 中，而性能差的批次存儲在遠離裝載區域的筒倉 (筒倉2) 中，因此不得不在加工之前進(jìn)行額外運輸。
使用FT4 粉體流變儀™對兩個(gè)批次的輔料進(jìn)行分析。
測試結果
動(dòng)態(tài)測試：基本流動(dòng)能
筒倉2的樣品基本流動(dòng)能 (BFE) 比筒倉1的高，表明了在狹小空間 (例如螺旋輸送或混合的過(guò)程) 中，動(dòng)態(tài)流動(dòng)的阻力更大，要實(shí)現相同的產(chǎn)出需要更多的能量。
整體測試：可壓性
筒倉2樣品的可壓性比筒倉1要高，說(shuō)明粉體內部包覆更多空氣，通常是粘性粉體的屬性。粉體在受到外力作用時(shí) (例如，在機械進(jìn)料器、壓片機中或大量存儲時(shí))，較高的可壓性會(huì )導致過(guò)程中的性能變差。
整體測試：透氣性
類(lèi)似地，在通氣量恒定的情況下，筒倉2的樣品粉床產(chǎn)生的壓降更大，說(shuō)明該樣品的透氣性比倉筒1的更低。當加工過(guò)程中需要粉體釋放內部夾帶的空氣 (例如，沖模填充和壓片)，并且通常還會(huì )對重力主導的流動(dòng)造成負面影響，透氣性較低會(huì )導致生產(chǎn)表現不佳。
剪切盒測試
與直覺(jué)相反的是，在9 kPa條件下固結之后，筒倉2的樣品產(chǎn)生的剪切應力值比筒倉1的樣品稍小。這顯示它更容易從靜止、固結的狀態(tài)進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài)，如料斗流出。這說(shuō)明剪切盒測試結果并非始終最相關(guān)，因為測試條件不代表粉體在加工過(guò)程中受到的影響。即使在評估料斗流動(dòng)時(shí)，僅剪切特性并不足以完全描述性能，透氣性也具有影響。
兩種樣品的屈服軌跡并非線(xiàn)性，筒倉2的粉體在低固結水平下可能產(chǎn)生較高的剪切應力值。而且，由于屈服軌跡的位置和形狀，線(xiàn)性擬合線(xiàn)與Y軸交點(diǎn)位于負半軸，數據的莫爾圓應力分析無(wú)法完成。
結論
對于過(guò)程性能各異的兩種相似材料，FT4能夠識別出明確且可重復的差異。筒倉2的樣品表現出受迫流動(dòng)的阻力更大 (高BFE)、高可壓性和低透氣性，這些都是粘性較強的標志。這些信息可用于篩選原料，鑒別適合加工的類(lèi)型以及可能出現問(wèn)題的原料。此外，相關(guān)結果表明，由于應力不同以及存在流動(dòng)指數區，僅剪切盒測試不能有效表征該過(guò)程中粉體特性。
粉體流動(dòng)性不是材料的固有屬性，而是粉體在特定設備中以其所需要的方式流動(dòng)的能力。成功的加工需要粉體與過(guò)程的完美匹配，相同的粉體在一個(gè)過(guò)程中表現良好，而在另一個(gè)過(guò)程中卻不佳的情況并不罕見(jiàn)。也就是說(shuō)，需要多種特性表征方法，得出的結果能夠與過(guò)程評估相聯(lián)系，從而構建對應于可接受的過(guò)程行為的參數設計空間。FT4的多變量方法并非依靠單一的表征來(lái)描述所有過(guò)程特性，而是模擬一系列單元操作，以便直接研究粉體對各種加工過(guò)程和環(huán)境條件的響應。
作者簡(jiǎn)介:
Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司總經(jīng)理
Tim Freeman是粉體表征公司富瑞曼科技有限公司的總經(jīng)理，他自20世紀90年代末便效力于該公司。他在FT4粉體流變儀®和通用型粉體測試儀的設計和持續發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。Tim與各專(zhuān)業(yè)機構合作并參與行業(yè)活動(dòng)，對促進(jìn)粉體加工領(lǐng)域的發(fā)展做出了杰出貢獻。
Tim擁有英國薩塞克斯大學(xué)的機電一體化學(xué)位。他是美國結構化有機微粒系統工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 許多項目組的導師，并經(jīng)常組織粉體表征和加工領(lǐng)域的行業(yè)會(huì )議。作為美國藥學(xué)科學(xué)家協(xié)會(huì ) (AAPS) 的"過(guò)程分析技術(shù)"焦點(diǎn)小組的前任主席，Tim是制藥技術(shù)編輯顧問(wèn)委員會(huì )的成員，以及《歐洲藥物評論》雜志的行業(yè)專(zhuān)家組成員。Tim還是化學(xué)工程師學(xué)會(huì )"顆粒技術(shù)"特別興趣小組的委員會(huì )成員、ASTM負責粉體和散裝固體的特性和處理的D18.24小組委員會(huì )副主席，以及美國藥典 (USP) 通論-物理分析專(zhuān)家委員會(huì ) (GC-PA EC) 的成員。
www.freemantech.com.cn
合作咨詢(xún)
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com
2006-2025 上海博華國際展覽有限公司版權所有（保留一切權利）
滬ICP備05034851號-57
