存在游離水會(huì)對粉體的流動(dòng)性造成根本性的影響。根據(jù)材料的吸濕性，水可起到潤滑劑、粘結(jié)劑或造粒機(jī)制的作用，它們都將改變粉體行為。與干粉相比，評估濕團(tuán)的流動(dòng)性，提供粉體對水分的響應(yīng)這一寶貴的信息，不管這是生產(chǎn)過程中特定目的階段 (例如，濕法造粒)，還是暴露于濕度條件下的結(jié)果。
當(dāng)粉體中廣泛分布的游離水將形成液橋，它通常會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)能增大，反應(yīng)了濕團(tuán)更粘結(jié)的特性。在水分含量較低時(shí)，液橋的程度也較低，顆粒間相對易于移動(dòng)。但隨著水分含量的增大，液橋占據(jù)主要地位，致使顆粒之間彼此粘附，導(dǎo)致滑動(dòng)阻力增大，從而流動(dòng)能也增加。與之相反，游離水可作為潤滑劑，降低流動(dòng)能，或作為造粒機(jī)制，形成高效排列的大顆粒，具有更大的流動(dòng)能 (詳細(xì)信息請參見“W7030 – 基本流動(dòng)能”)。
濕團(tuán)的流動(dòng)能量可使用FT4粉體流變儀®動(dòng)態(tài)流動(dòng)測試測得。該測試簡單、快速，可快速執(zhí)行多個(gè)連續(xù)工藝中的樣品 (例如，造粒過程中從造粒機(jī)上抽取樣品)。它與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測試中采用的多次測試不同，每個(gè)樣品只進(jìn)行單次測試。樣品應(yīng)盡快測試，最大程度地減少準(zhǔn)備過程中的水分損失。
步驟
應(yīng)根據(jù)需要評估的變量使用一系列條件生成不同屬性的樣品，例如，含水量、混合時(shí)間、加水率等。
得到等分的濕團(tuán)后取出并立即使用簡化的動(dòng)態(tài)流動(dòng)測試進(jìn)行檢測，該測試包括一次預(yù)處理之后切分，得到定量的樣品，隨后進(jìn)行單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測試。如有必要，可在測試程序中添加方程，以便從結(jié)果數(shù)據(jù)中自動(dòng)推導(dǎo)出更多的參數(shù)。整理單個(gè)測試中得到的流動(dòng)能測量值，得到流動(dòng)能數(shù)據(jù)組并生成控制變量的函數(shù)。
實(shí)例研究
三種不同混合比例的乳糖、MCC混合物添加不同的水量進(jìn)行造粒。從造粒機(jī)中提取等分的樣品顆粒后，立即使用上文所述的簡化FT4動(dòng)態(tài)流動(dòng)測試進(jìn)行檢測。
在本案例中，隨著每種混合物都達(dá)到臨界的含水量，流動(dòng)能急劇上升，證明粘性濕團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂闪鲃?dòng)性且排列緊密的顆粒。隨著混合物中MCC的含量增加，形成顆粒需要更多的水，反應(yīng)出MCC更強(qiáng)的吸濕性。在各種情況下，均可精確定義濕團(tuán)成為顆粒團(tuán)的條件，從而優(yōu)化造粒工藝，避免過度造?；蛟炝２蛔恪?/p>
結(jié)論
FT4粉體流變儀是濕團(tuán)流動(dòng)特性表征的有效工具。游離水的存在將形成不穩(wěn)定的團(tuán)塊以及水分分布不均勻，最終致使粉體行為出現(xiàn)顯著的差異。但通過評估整體材料的流動(dòng)能，能可靠、準(zhǔn)確地評估其流動(dòng)性，從而將其與加工經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵質(zhì)量屬性相關(guān)聯(lián)，有助于優(yōu)化性能和得到高質(zhì)量的終產(chǎn)品。
作者簡介
Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司總經(jīng)理
自20世紀(jì)90年代末，Tim Freeman作為粉體表征公司富瑞曼科技有限公司的總經(jīng)理，在FT4粉體流變儀?和通用型粉體測試儀的設(shè)計(jì)和持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。Tim與各專業(yè)機(jī)構(gòu)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(xiàn)。
Tim擁有英國薩塞克斯大學(xué)的機(jī)電一體化學(xué)位。他是美國結(jié)構(gòu)化有機(jī)微粒系統(tǒng)工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 許多項(xiàng)目組的導(dǎo)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)編輯顧問委員會(huì)的成員，以及《歐洲藥物評論》雜志的行業(yè)專家組成員。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(fù)責(zé)粉體和松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 - 物理分析專家委員會(huì) (GC-PA EC) 的成員。
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