粉體流動(dòng)性的分析

 

在制藥行業(yè)中的粉末已被廣泛應(yīng)用于各種方法表征其流動(dòng)性。許多藥學(xué)文獻(xiàn)方法試圖以測(cè)量與生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的各種粉末的流動(dòng)特性。有粉，粉末流動(dòng)性的許多行為，因此復(fù)雜化研究。

本章是醫(yī)藥文獻(xiàn)綜述粉末流動(dòng)性特征的最常用的方法。有沒(méi)有簡(jiǎn)單的測(cè)試方法可以采取藥物粉末的流動(dòng)性的一個(gè)指標(biāo)，提出了寶貴的一章在藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化的粉末流動(dòng)性測(cè)試方法。

四個(gè)傳統(tǒng)方法的粉末流動(dòng)性的表征是：

（1）休止角

（2）壓縮因子或Hausn？r比

（3）孔隙速度

（4）剪切細(xì)胞的方法

考慮到在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中所用的測(cè)試方法和變量的數(shù)目是有利的，可能的。鑒于此目標(biāo)，下面將討論最常用的方法，并取得了重要的實(shí)驗(yàn)方面的考慮，并以規(guī)范的建議的方法。通常，測(cè)量粉末流動(dòng)性的任何方法應(yīng)該是實(shí)際和有用的，可重復(fù)的，敏感的，并且產(chǎn)生有意義的結(jié)果。沒(méi)有方法完全，完全表征粉末的流動(dòng)性。一種策略是利用各種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法來(lái)表征感興趣的科學(xué)家的藥粉流動(dòng)性的各個(gè)方面。

休止角

休止角是摩擦的顆粒或電阻之間的特性。據(jù)報(bào)道，該結(jié)果是非常依賴(lài)于所使用的休止給該方法的角度。當(dāng)形成圓錐體，或塊狀的粉末所形成的空隙，從而導(dǎo)致材料的脫層這個(gè)測(cè)試是困難。盡管困難重重，但該方法仍是在制藥行業(yè)中得到了廣泛的使用，在文獻(xiàn)中表現(xiàn)出的生產(chǎn)問(wèn)題的預(yù)測(cè)值。

休止角是恒定的，幾個(gè)不同的測(cè)量方法是假設(shè)錐形物質(zhì)形成的三維角度（相對(duì)于底物）（下面將簡(jiǎn)要描述）。

休止角的基本方法

有測(cè)試描述于文獻(xiàn)中的休止角的幾種方法。測(cè)量休止角的靜態(tài)的最常用的方法可根據(jù)以下兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行分類(lèi)：

（1）相對(duì)于基板而言，粉末的通過(guò)“漏斗”的高度可以被固定到，或形成為圓錐體高度可變化。

（2）在錐形直徑的基部直徑可以是固定的或可與錐的形成改變。

休止性和流動(dòng)性的角度之間的關(guān)系

雖然使用粉末流動(dòng)性一些不確定性休止角，其特征在于，但與大多數(shù)藥學(xué)文獻(xiàn)的分類(lèi)相一致卡爾，如表1所示。文獻(xiàn)的實(shí)例表明，當(dāng)靜止角可以在40°滿(mǎn)足大于50°的生產(chǎn)要求至50℃，在生產(chǎn)這樣的流動(dòng)性方面是很少接受。

休息和流動(dòng)性對(duì)應(yīng)表的角度

流動(dòng)性

休止角（°）

很好

25-30

好

31-35

一般

36-40

合格

41-45

區(qū)別

46-55

很壞

56-65

很差

> 66

休止實(shí)驗(yàn)推薦角度

休止角不是粉末，也就是說(shuō)的固有特性，它是非常依賴(lài)于在錐體使用的成形方法。現(xiàn)有文獻(xiàn)提出了以下主要建議：

圓錐體的峰可能由粉末的上部變形的影響。通過(guò)仔細(xì)地建立所造成的影響，粉紅色的圓錐體變形最小化。

休止的錐角的堿的性質(zhì)的影響。形成錐“公共襯底”，其可以由一個(gè)錐形的粉末層上形成，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所推薦的粉末。這可以用一個(gè)固定的直徑來(lái)完成和突出外邊緣來(lái)完成，這樣一方面可以保持圓錐體的粉末形式。

測(cè)量休止角的方法，推薦的

關(guān)于粉末的固定座層的休止測(cè)量角度建議保留。基材應(yīng)無(wú)振動(dòng)，。更改漏斗的高度，認(rèn)真形成對(duì)稱(chēng)的錐形。當(dāng)漏斗移動(dòng)到要采取防止震動(dòng)。當(dāng)形成錐形，從頂部開(kāi)始的漏斗的高度應(yīng)保持約2-4厘米，以便最小化在圓錐形的沖擊頭的粉末。

如果錐體不是對(duì)稱(chēng)或非成功形成的重復(fù)，該方法是不恰當(dāng)?shù)摹３松鲜龅淖⑸浞ǎ约办o止和動(dòng)態(tài)測(cè)定的排放角。

測(cè)量休止被測(cè)量的角度和襯底高度并計(jì)算休止α的錐角

計(jì)算公式如下：

黃褐色（α）=高度/半徑

休止角測(cè)量原理

休止分類(lèi)測(cè)量角

Hausner比和壓縮

近年來(lái)，可壓縮性密切相關(guān)的豪斯納比已成為預(yù)測(cè)粉末性能的簡(jiǎn)單，快捷和流行的方式。的材料，尺寸和形狀，表面積，含水率和粘度的堆積密度影響壓縮因子，壓縮因子已被建議作為一個(gè)粉末的流動(dòng)性，其特征在于的間接指標(biāo)。

壓縮系數(shù)和Hausner比通過(guò)測(cè)量振實(shí)密度和粉末的堆積密度來(lái)確定。

豪斯納系數(shù)和壓縮率的測(cè)定

壓縮系數(shù)的確定和有一定的差異Hausner比測(cè)定方法，但基本的方法是測(cè)量（1）在沒(méi)有抽頭表觀體積V0，（2）的表觀體積Vf的抽頭。

豪斯納因子和壓縮比計(jì)算如下：

可壓縮性（％）= 100×[（V0？VF）/ V0]

Hausner比=（V0 / Vf）的

壓縮系數(shù)和Hausner比可使用堆積密度（ρbulk）和振實(shí)密度（ρtapped）來(lái)計(jì)算：

可壓縮性（％）= 100×[（振實(shí)密度？堆積密度）/振實(shí)密度]

豪斯納比率=（振實(shí)密度/堆積密度）

豪斯納因子和壓縮比，不同的流狀態(tài)表2下在可接受的范圍。

在不同的流動(dòng)狀態(tài)和Hausner比壓縮系數(shù)

流動(dòng)性

可壓縮性（％）

豪斯納比

很好

≤10

1.00-1.11

好

11-15

1.12-1.18

一般

16-20

1.19-1.25

合格

21-25

1.26-1.34

區(qū)別

26-31

1.35-1.45

很壞

32-37

1.46-1.59

很差

> 38

> 1.60

實(shí)驗(yàn)考慮Hausner比和壓縮

Hausner比和壓縮性是粉末的不固有性質(zhì)，非常依賴(lài)于所用的測(cè)試方法。

以下是不影響抽頭表觀體積V0，抽頭Vf的表觀體積測(cè)量的體積密度和振實(shí)密度ρtappedρbulk的重要因素，：

圓柱體的由直徑

獲得粉末振實(shí)密度的罷工次數(shù)

測(cè)試物質(zhì)的質(zhì)量

當(dāng)樣品的振動(dòng)速度

壓縮比推薦的測(cè)量方法和豪斯納

使用百克測(cè)試樣品，測(cè)量250毫升的體積，可以使用較少的樣本，并應(yīng)所述的圓柱體的體積，但工藝參數(shù)。推薦的平行測(cè)量三次。

孔隙速度

材料的流率取決于許多因素，其中一些涉及到顆粒，一些過(guò)程相關(guān)。監(jiān)測(cè)孔材料的流速粉體流動(dòng)性測(cè)量一個(gè)較好的方法。特別重要的是連續(xù)監(jiān)測(cè)流動(dòng)的效果，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，即使該材料仍然是發(fā)生自由流動(dòng)的脈沖流模式。當(dāng)容器是空的，也可以觀察到的流量變化。孔的流速，顆粒尺寸和顆粒密度依賴(lài)性。只為自由流動(dòng)的物質(zhì)孔隙速度。

每單位時(shí)間的孔隙速度是材料從容器流入的量（氣缸，一個(gè)漏斗，漏斗）。測(cè)量流量可以是間歇的或連續(xù)。

測(cè)量孔的流量的基本方法

孔隙速度測(cè)量是最常用的基于以下分類(lèi)實(shí)驗(yàn)的三個(gè)重要變量方法：

（1）含有的類(lèi)型的粉末的容器。常見(jiàn)的容器量筒，漏斗，漏斗生產(chǎn)設(shè)備。

流出孔的尺寸和形狀（2）。孔尺寸和形狀是粉末的所測(cè)量的流率的關(guān)鍵因素。

（3）粉末流速的測(cè)量。一些可以與電子記錄裝置（磁帶錄音機(jī)，計(jì)算機(jī)）連續(xù)地測(cè)量流量平衡可以使用可被（非連續(xù)測(cè)量）離散樣本中測(cè)量。

可變孔隙速度測(cè)量方法

是否質(zhì)量流量或體積流量可既測(cè)量。測(cè)量的質(zhì)量流量是相對(duì)容易的，但它被偏置到一個(gè)高密度材料。由于模具的體積被填滿(mǎn)時(shí)，體積流率是最好的選擇。

您可能需要解釋的振動(dòng)器連接到從容器中的物質(zhì)流，而這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致復(fù)雜的結(jié)果。孔口已經(jīng)提出了一種移動(dòng)裝置，以更接近地模擬旋轉(zhuǎn)壓力條件。通過(guò)粉末流的孔的最小直徑也可確定。

流量的常見(jiàn)孔徑

有沒(méi)有通用的規(guī)模，因?yàn)榻煌ㄊ欠浅Ｒ蕾?lài)于它的測(cè)量方法，與比較已公布的業(yè)績(jī)是非常困難的。

的建議的實(shí)驗(yàn)孔隙速度

孔隙速度不是粉末的固有特性，很大程度上取決于所使用的測(cè)量方法。文獻(xiàn)討論了影響這些方法的幾個(gè)重要因素：

直徑和形狀的孔的。

類(lèi)型的容器材料（金屬，玻璃，塑料）。

直徑和高度粉末床的。

的推薦方法的孔隙速度

孔隙速度只能用具有一定的流動(dòng)性的物質(zhì)，粘性材料是不適用的。它可以用作筒狀容器中，由于流動(dòng)是在氣缸非常小的效果。

這樣的裝置的流動(dòng)速率由粉末代替沿著容器壁的粉末移動(dòng)的移動(dòng)來(lái)確定。當(dāng)該柱的高度小于所述粉末柱的直徑的兩倍，它傾向于增加粉末流速。孔徑應(yīng)圓柱形振動(dòng)應(yīng)該沒(méi)有。

通常為圓柱形的預(yù)定尺寸如下：

開(kāi)口直徑>粒子直徑的6倍

氣缸直徑>的開(kāi)口的直徑的2倍

的料斗作為容器可以是合適的，因?yàn)樗碓谏a(chǎn)流動(dòng)性。用漏斗是不期望的，特別是長(zhǎng)頸漏斗，因?yàn)榇笮『吐┒房诘拈L(zhǎng)度和粉末和長(zhǎng)頸漏斗確定的流率之間的摩擦。截頭圓錐體可以是合適的，但是業(yè)務(wù)會(huì)受到影響奮筆摩擦系數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧鲜且紤]的重要因素。

用于氣缸的開(kāi)口，使用不同的孔直徑的板可被選擇，以提供最大的靈活性，以更好地確保粉末流動(dòng)圖案。流量測(cè)量可以是間歇的或連續(xù)的。使用電子天平連續(xù)測(cè)量可以更有效地監(jiān)測(cè)瞬時(shí)流量變化。

剪細(xì)胞方法

為了研究料斗和粉末流動(dòng)性的設(shè)計(jì)在一個(gè)更基本的基礎(chǔ)上，各粉末剪切試驗(yàn)機(jī)，測(cè)定粉末流動(dòng)性更加透徹和準(zhǔn)確的方法被開(kāi)發(fā)。制藥研究材料剪切細(xì)胞的方法已被廣泛使用。

在該方法中，可以得到各種有用的參數(shù)，包括剪切應(yīng)力的代表 – 剪切應(yīng)變的屈服軌跡，內(nèi)摩擦角，約沒(méi)有屈服強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度和導(dǎo)出的各種參數(shù)，如流量因子和其他之間的關(guān)系流動(dòng)性指數(shù)。因此能夠更精確地控制的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，移動(dòng)性可以被確定為的組合時(shí)間和其他環(huán)境條件的函數(shù)。該方法已被成功地用于確定料斗的關(guān)鍵參數(shù)。

剪切池的基本方法

水平剪切剪切池的一種類(lèi)型是圓柱形剪切單元，形成可移動(dòng)部分之間的剪切表面的這種方法和一個(gè)下部固定底座圈剪切單元。

環(huán)形剪切單元設(shè)計(jì)提供多個(gè)功能不是圓柱形剪切單元，其包括需要較少的材料，但是，它可能會(huì)導(dǎo)致粉末床的缺點(diǎn)不能均勻地切割的，我。e。材料的環(huán)形內(nèi)部材料和更外側(cè)的比。第三種類(lèi)型的剪切單元（板）與粉末的薄層粗糙表面與下部可動(dòng)上粗糙的表面之間固定。

所有池的剪切方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，詳細(xì)本章中沒(méi)有討論。像的其它方法用于表征粉末流動(dòng)性，并且在文獻(xiàn)中許多變量被描述。

通常，該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)顯著是剪切細(xì)胞實(shí)驗(yàn)控制更大程度的。這種方法非常耗時(shí)，需要大量的材料和經(jīng)驗(yàn)豐富的操作。

推薦的剪切單元方法

許多現(xiàn)有的剪切單元的裝置和測(cè)試方法提供了大量豐富的數(shù)據(jù)，可以有效地利用來(lái)表征數(shù)據(jù)的粉末流動(dòng)性。他們還幫助設(shè)計(jì)設(shè)備，如料斗，料倉(cāng)。

由于現(xiàn)有的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)程序本章多樣性的使用上沒(méi)有具體的建議。據(jù)，粉末流動(dòng)特性將利用一個(gè)剪切單元方法進(jìn)行描述推薦的，它應(yīng)包括該裝置和方法的完整描述。

總結(jié)一下

（1）測(cè)定確定粉末流動(dòng)性的發(fā)展的最常用的方法的固體制劑的休止角，許多研究者制劑通過(guò)測(cè)量休止角基本上在粉末流動(dòng)性測(cè)定獲得的。然而，靜止方法的角度有以下缺點(diǎn)：

①將粉末的測(cè)定無(wú)壓力的條件下，不能代表實(shí)際生產(chǎn)條件。

②反映顆粒之間的相互作用沒(méi)有透露粒子本身的性質(zhì)。

③測(cè)量結(jié)果取決于測(cè)量的設(shè)備和條件，重現(xiàn)性差。

（2）壓縮系數(shù)和具有Hausner比計(jì)算簡(jiǎn)單，快速的比較藥物活性成分，賦形劑的遷移率的差異制劑的優(yōu)點(diǎn)，如在生產(chǎn)膠囊的具有重要的應(yīng)用，但也有其缺點(diǎn)：

①可壓縮性和Hausner比不能準(zhǔn)確地反映不同類(lèi)型的粉末材料的實(shí)際流動(dòng)。

②雖然USP <616> 用于測(cè)量體積密度和標(biāo)準(zhǔn)化的振實(shí)密度，但缺乏外部壓力的控制的收集方法使振動(dòng)壓實(shí)過(guò)程的隨機(jī)性。

（3）孔隙率流技術(shù)具有以下缺點(diǎn)：

①通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)條件，如非常大的直徑的效果的流率的測(cè)定，不同的一組孔的測(cè)量流量。

②將粒子間的粉末強(qiáng)吸引力，粉末不能流動(dòng)測(cè)量。

（4）在測(cè)量粉末流動(dòng)性的方法，所述剪切細(xì)胞的方法是可計(jì)量的，可再現(xiàn)的方法，但其缺點(diǎn)是：

①測(cè)試所需的粉末量越多。

②測(cè)試需要很長(zhǎng)的時(shí)間。

③所需設(shè)備。

然而剪切基于更基本理論方法，除了上述的簡(jiǎn)單方法可以提供更可靠的結(jié)果。

分界線水墨暈染

固體制劑的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室階段粉能夠順利流動(dòng)，一旦流動(dòng)不暢的規(guī)模化生產(chǎn)車(chē)間和問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致不一致的產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法繼續(xù)生產(chǎn)。藥物生產(chǎn)過(guò)程中，例如粉末的從料斗通過(guò)粉末轉(zhuǎn)移，傾倒和在混合器中混合，并在膠囊填充機(jī)和壓片模頭都與藥物粉末的流動(dòng)。粉末的性質(zhì)是流動(dòng)的粉末顆粒不平衡力。

最大，其特征在于，在重力的影響之間的附著力，顆粒，摩擦等。粒子應(yīng)力分析實(shí)測(cè)值：顆粒和粒子附著之間的靜電相互作用，以粉末的重力流動(dòng)的。顆粒形狀和大小分布已被證明影響粉末的流動(dòng)性； 并且此外，溫度，水分含量，電性能，堆積密度，和結(jié)塊指數(shù)，內(nèi)部摩擦等因素也系數(shù)被認(rèn)為對(duì)藥物粉末的流動(dòng)性的影響。

由于許多因素影響的粉末流動(dòng)性，粉末藥物流顯著影響粉末的混合，該配方和生產(chǎn)率的均勻性的效率。因此，采用科學(xué)有效的方法用于測(cè)量藥物的粉末流動(dòng)性，影響了研究的粉末流動(dòng)性將有助于解決這些問(wèn)題的因素。

粉研究的基礎(chǔ)，深入材料結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) – 財(cái)產(chǎn)“及其與關(guān)系的處方，工藝，設(shè)備，產(chǎn)品的質(zhì)量是在固體制劑的發(fā)展的關(guān)鍵一步。在藥物剪切細(xì)胞的方法的粉末流動(dòng)性的應(yīng)用將使研究深化影響粉末的藥物技術(shù)中的流動(dòng)性的因素，以提高理解的方法進(jìn)行測(cè)定的分析。