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粉末流動(dòng)性測(cè)試之剪切池法

2022-01-04

藥物或輔料粉末是一種由很多細(xì)小的顆粒組成,粉末流動(dòng)性對(duì)于其在生產(chǎn)過程中,比如混合器、料斗和其它設(shè)備中的行為至關(guān)重要,流動(dòng)性不滿足要求的粉末,可能無法正常下料,或造成多種成分混合不均勻等問題。

粉末的流動(dòng)性取決于幾個(gè)因素,有些與粉末原材料有關(guān),例如:粒徑及其分布、形狀、摩擦系數(shù)、粘附性、靜電電壓、空隙率、壓縮性、水分和溫度等等,有些與實(shí)際生產(chǎn)過程有關(guān),例如粉末從容器(料斗、漏斗、圓筒等)流出的能力或制成片劑時(shí)的可壓縮性。美國(guó)藥典

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其中剪切池法,是指垂直剪切樣品形成的圓盤結(jié)構(gòu)時(shí),所需要的力的大小,這個(gè)力值的測(cè)量,對(duì)于樣品在投料過程中,應(yīng)重力下降流動(dòng)時(shí),投料口尺寸的選擇起到參考作用。

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對(duì)于一個(gè)圓形孔上的載重情況,載荷作用一般在圓形孔的邊緣,具體載荷可以通過載荷的作用面積(πd2/4)×載荷樣品的高度(h)×載荷的密度(D)來計(jì)算。

樣品載重區(qū)域的面積(側(cè)面積)可以通過孔口周長(zhǎng)(πd)×樣品的高度(h)來計(jì)算得到。

換算可得樣品負(fù)載區(qū)域剪切強(qiáng)度(壓強(qiáng))為直徑(d)×載荷的密度(D)/4。

一旦額外加載的負(fù)載及樣品本身的負(fù)載之和超過樣品可承受的剪切力,樣品固化將失效,產(chǎn)生塌陷。

這是一種非常簡(jiǎn)單的模擬樣品在一定孔口上塌陷,從而計(jì)算獲得剪切強(qiáng)度的方法。使用戶在選擇采購(gòu)合適口徑的投料嘴之前,獲得了可靠的評(píng)估。

三.剪切池法測(cè)試裝置

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剪切池法測(cè)試中,有兩個(gè)階段:

di一階段:粉末樣品的固化階段(容積密度測(cè)試),固化樣品所需要的載荷,應(yīng)與實(shí)際情況相似,如無參考值,可采用10kg的載荷;

第二階段:破壞固化的樣品(剪切力測(cè)試階段),將圓柱體底部的PMMA密封板去除,在樣品上部的接收容器中緩慢倒入沙子或相似干凈穩(wěn)定的粉體,使固體的樣品結(jié)構(gòu)被剪切而失效。

四.剪切池法操作步驟

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//將PMMA板(Filler Disk)放在測(cè)試池(Test Cell)底面,封閉圓孔。

//將測(cè)試池和加高層(Collar)放置在BEP2正下方,與上方漏斗裝置的漏口對(duì)正。

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/采用BEP的漏斗裝置,將樣品填充到測(cè)試池和加高層中,樣品量高出測(cè)試池10mm左右。

//移去漏斗裝置,加上載荷(Consolidating load),如10kg,記錄加載時(shí)間和實(shí)際采用的載荷重量。

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//去除載荷,輕輕移除測(cè)試池和加高層等,整體放在一個(gè)大容器中,小心移除加高層,用直尺將測(cè)試池頂部小心刮平。將多余樣品收集到大容器中。

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//將更終裝置放置在天平上稱量,獲得樣品質(zhì)量后除以體積,即得樣品的容積密度D

//輕輕將加高層放在測(cè)試池下面,使測(cè)試池底部樣品懸空。整體放回 BEP2平臺(tái)上。

//將帶有95mm孔徑的定位板放在測(cè)試池上方,并把95mm直徑的PMMA板放(95mm Disk)在定位板中心后,移除定位板。記錄所用PMMA板的重量。

//放置一個(gè)玻璃圓柱體容器(Glass Cylinder)在PMMA板上,緩緩加載荷,如沙子或相似的樣品等,直到樣品從中心塌陷為止。記錄所用玻璃圓柱體容器和載何的重量。

五、剪切池法的結(jié)果計(jì)算

通過剪切池法的測(cè)試,可以獲得樣品的容積密度、剪切強(qiáng)度和推薦的更小投料口直徑。

容積密度(g/cm3=樣品在測(cè)試池中的固化重量(g/500

剪切強(qiáng)度(g/cm2=(跌落樣品的重量+PMMA圓片重量+玻璃杯重量+玻璃杯內(nèi)載荷)/25/π

更小投料口直徑(cm=剪切強(qiáng)度×4/容積密度

六.剪切池法產(chǎn)品訂貨信息

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