麦克粉末流动性讲堂—传统粉体测试工具包

美国麦克仪器 2019-08-21 | 阅读：2090

流动性（即粉体流动的难易程度）无疑是粉体行为中最重要的特性。对于制药公司而言，设计处方流动性一直是许多工艺的关键，其中一个重要的例子便是按照一定的生产效率成功生产高质量片剂。尽管现如今，日益重视的高效制造和连续生产加深了对于流动性可靠、相关且精密测量的需求。能够适时地利用这种环境变化，评价传统的流动性测试方法，并证明其价值以及找出存在的局限性是目前的需求。

有关粉体流动性测试的药典章节（美国药典1174章节和欧洲药典2.9.36章节）都描述了制药行业中最常用的四项技术：剪切测试，孔口流量，压缩指数或豪斯纳比和休止角。发布这些章节用以鼓励标准化的应用，从而明确使用这些技术的根本问题及局限：不精确的定义。以上所列四种方法中的三种为量化粉体流动行为最简单的三种测试方法。

休止角是“由推荐的多种方法中的任一种所形成的圆锥形粉料堆所呈现的恒定三维角度（相对于水平面）”（美国药典<1174>章节）。角度较大与其较强的颗粒间作用力有关，因此流动性更差，“极好”通常指休止角为25°至30^o的材料范畴。

压缩指数和豪斯纳比通过比较样品未处理的与振实后的体积来衡量。当样品振实后，颗粒相互推压呈现紧密的堆积状态，从而导致密度增加。此时，振实前后的显著变化与流动性变差相关，自由流动的材料往往可以保持更加恒定的体积或密度。孔口流量可能是最直观的方法，仅通过某一给定几何形状的质量或体积流量进行衡量。该方法暂无通用的量度，因为所用的几何形状会因所选设备产生明显的差异。

这些测试反应了粉体行为的某些基本信息。粘性较大的粉体更易于形成陡斜的锥体，流动性较差。同时也倾向于夹带大量的空气，这些空气可能由于振动而释放，从而导致体积显著变化。因此，正确地使用三种技术都将有助于深刻地理解流动性，并在极大程度上提供性能比较的定性指标。然而，当需要更深入地理解相关工艺时，或灵敏地区分两种极为相似的粉体时，这些方法并没有多大的价值。

例如，如果一种粉体豪斯纳比为1.11，则归类为流动性“极好”，并且预期具有自由流动的行为。但问题是：在加工方面这意味着什么？如果这种粉体在低应力的条件下混合，则每个颗粒可能相互分离，同时易于混合均匀。然而，在受到较高的应力以及强制流动时，例如在压片机的进料架内，该粉体可能表现较差。粉体加工高效性的关键是粉体行为与加工环境的匹配，因此，将一种粉体标记为流动性“良好”或“较差”可能产生误导。此外，与另一种豪斯纳比为1.0的粉体比较，两者会被归为同种范畴，显然两者并不相同。如果两种粉体在同一工艺中具有不同的表现，可见能够区分出二者的技术变得异常重要。

因此，传统工具包存在一定的局限性，但随着我们对信息需求的急速增长，这些局限性也变得越来越关键。在下一篇文章中，将讨论这些技术的另一个局限性——重现性问题，以及现代仪器如何解决该问题，以及如何应用更精准的测试方法以满足流动性数据在当前工业中的需求。

图为麦克仪器旗下富瑞曼科技 FT4粉体流变仪™-粉体流量测试仪

英国富瑞曼科技作为美国麦克仪器子公司，专注于研究测量粉体流动性的系统并具有超过15年的粉体及粉体流动性表征经验。专家团队为公司所有产品提供广泛且有效的支持

富瑞曼仪器系统已广泛应用于不同行业，提供的数据最大限度地提高了工艺和产品的理解，加速了研发和配方的成功商业化，并支持粉体工艺的长期优化

富瑞曼科技总部位于英国格洛斯特郡，在全球主要地区拥有运营中心和分销合作伙伴。公司曾荣获“女王国际贸易企业奖”。