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針對小袋灌裝的粉體表征技術

美國麥克儀器 2020-06-22 | 閱讀：2121

食品和制藥行業(yè)中廣泛使用小袋包裝,，為消費者提供定量的小劑量產品。在整個生產過程中,，小袋灌裝必須確保均勻一致,，重量差異小，含量均勻度高,。偏差過大不僅會帶來成本問題,，涉及到藥物時還可能危及患者健康。不僅是小袋包裝,，這一類問題也發(fā)生于各種規(guī)格的灌裝工藝中,，例如中型散裝容器、麻袋,、膠囊,、沖模。

若能判別實現(xiàn)均勻灌裝時混合物粉體所需特性,，有助于優(yōu)化新處方,，避免投入過多的成本和時間，減少含量均勻度偏低和重量差異較大的問題,。

不同混合物的性能

使用三個批次的藥物混合物灌裝小袋裝口服制劑,。三個批次的樣品從料靴流入小袋時流動表現(xiàn)不同，導致小袋之間重量差異明顯,。樣品A表現(xiàn)良好,，樣品B（粒徑分布較寬）性能一般,，樣品C雖然粒徑分布與樣品A相同，但加工過程中表現(xiàn)很差,，說明考察粒徑不足以對決定樣品的性能,。

使用FT4粉體流變儀?分析三批樣品，確定樣品之間的差異如何影響工藝性能,。

測試結果

動態(tài)測試：充氣能

由于引入空氣,，氣流作用抬升顆粒使其分離，減少了顆粒間相互作用和整體的流動阻力,。顆粒間分離程度是衡量粘結強度的可靠指標,。樣品A產生的充氣能（AE）最大，這可能是因為透氣性較好（參見下文）,。對于透氣性良好的粉體,，空氣易于穿透粉床，因此對于顆粒排列結構沒有影響,。相反地,，樣品C產生的AE最小,，這可能是由于透氣性較差,。并且對于充氣敏感的粉體更易發(fā)生分層和揚塵，都會對含量均勻度造成不利的影響,。

動態(tài)測試：基本流動能

樣品A的基本流動能（BFE）最小,，在粉體中移動槳葉所需能量較少。樣品C的基本流動能最高,。BFE較低表明粉體能夠在料靴這類強制流動進料的條件下自由流動,。

整體測試：透氣性

樣品C粉床壓降最大（透氣性最差），表明氣流阻力最大,。較差的透氣性意味著粉體進入小袋時夾帶的空氣無法逸出,，導致批次間重量差異較大。樣品A的透氣性比樣品B更差,，說明某一參數(shù)的極端情況難以獲得最佳的性能表現(xiàn),。

整體測試：可壓性

樣品A的可壓縮性最高,，可能是因為粉層內產生了團聚物,。這一特性通常與粘性較強的粉體相關，但穩(wěn)定的團聚物也有助于提高含量均勻度,。樣品A本身較大的可壓性似乎并未對灌裝工藝造成不良影響,，很可能是因為灌裝過程中產生的應力較小。

整合四組數(shù)據,，構建能夠預測工藝性能的設計空間,。如果新樣品的結果落于每項測試參數(shù)的“綠色”區(qū)域,，可以預測該粉體的加工性能與樣品A相似。如果結果落于“黃色”區(qū)域,，可能存在性能不佳的風險,，使用樣品時應當謹慎。如果結果落于“紅色”區(qū)域,，則粉體性能可能與樣品C差不多,，很有可能發(fā)生問題?！凹t色”區(qū)域中的樣品應該盡早剔除,，規(guī)避過程中流動性較差的問題，從而提高生產效率,、減少浪費,。

結論

FT4使用動態(tài)和整體特性表征技術，能夠量化三批表現(xiàn)不同的樣品,，得到明確,、可重復的結果區(qū)分差異。這些結果也說明任何單一參數(shù)不足以充分理解加工表現(xiàn),，因此需要采用多元測試方法,。

結果顯示在灌裝操作中，動態(tài)流動阻力較?。ɑ玖鲃幽苄,。┖屯笟庑暂^好（充氣能高，壓降?。┑姆垠w性能最好,。與之相反，流動阻力較大且充氣較敏感的粉體性能較差,。就此可以確定設計空間,，評估新處方并預測其性能表現(xiàn)。

粉體流動性并非材料的固有屬性,，而是粉體在特定設備中以其所需的方式流動的能力,。成功的加工需要粉體與工藝完美匹配，相同的粉體在某一加工過程中性能良好,，而在另一過程中表現(xiàn)不佳,，這一情況并不罕見。因此,，需要多種特性表征方法所得出的結果與工藝過程的評估相關聯(lián),，從而構建可接受過程行為對應的參數(shù)設計空間。FT4的多元表征方法并非依靠單一特性來描述所有過程性能,，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程和環(huán)境條件的響應,。

欲知更多信息，或預約FT4粉體流動性測試儀演示,，歡迎聯(lián)系：

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麥克儀器公司是提供材料表征解決方案的全球領先廠商,，在密度、比表面積及孔隙度,、粒度及粒形,、粉體表征、催化劑表征及工藝開發(fā)等五個核心領域擁有一流的儀器和應用技術,。

麥克儀器公司成立于1962年,，總部位于美國佐治亞州諾克羅斯，在全球擁有400多名員工,。公司同時具備豐富的科學知識庫和一流內部生產制造,，為石油加工、石化產品和催化劑,、食品和制藥等多個行業(yè),，以及下一代材料例如石墨烯、MOF材料,、納米催化劑和沸石等表征提供高性能產品,。公司設有Particle Testing Authority（PTA）實驗室,可提供商業(yè)測試服務。

戰(zhàn)略收購富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech),，也反映公司一直致力于在粉體和催化等工業(yè)關鍵領域提供優(yōu)化,、集成的解決方案,。

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