今天我們將討論制藥行業中與粉體表征密切相關的問題。隨著加工生產受到日益嚴格的監管，行業內是否存在相應的粉體表征工具能夠接受這一類新的挑戰。然而，在開始考慮這些問題之前，先討論一個實際生產相關的主題：料斗設計。對于許多的研發或生產技術人員而言，標準的剪切測試方法才是其要考慮因素，然而對于一些技術人員，這將是進入粉體表征世界的橋梁。
對許多粉體加工者而言，以可控的速率確保粉體穩定地從料斗中流出，經常會遇到問題，例如：不規則流動、堵塞、溢出（敞流）、分層、漏斗狀流動和鼠孔（經料斗中心流出，但有滯留的外層）。成功的料斗流出依賴于在產品與料斗某些屬性之間的有效匹配，其中料斗的屬性包括：結構組成材料、半角（料斗壁斜面坡度）以及出口尺寸。易于流動的材料、更陡峭的半角和更大的出口尺寸都有助于促進流動。
圖1 -料斗參數計算公式
圖2 -流動函數和流動因數示意圖
Jenike在20世紀60年代開發的料斗設計方法在現今依然是業界標準。本文不贅述該方法，概括來說，該方法依賴于計算兩個參數：流動函數（FF）和流動因數（ff）。FF僅與粉體剪切強度有關，可由剪切盒測試確定；而ff還與料斗特性——結構組成材料和形狀有關。料斗半角和出口尺寸可在這兩個參數的基礎上計算得到。
基于這些方法，許多人都認為料斗設計是粉體處理中確保粉體流動的關鍵環節。然而，實際操作上卻往往發生很多問題，因為許多公司確定料斗的規格都是外包服務，由三方專家完成。為什么會變成這樣？為什么即使有了確定的方法，所謂合適的料斗設計實際上仍然具有挑戰性？
Jenike方法所得到的結果是相對確定的粉體，如果料斗的結構組成材料、形狀或半角不同于另一個料斗，可能就需要不同的出口尺寸，才能實現相同的質量流。另一個重要的點是，對于某種粉體適用的料斗，使用另種替代材料可能就無法成功。但不為人所熟知的是，僅僅是生產條件的變化，便可能使FF和ff變化并導致料斗參數變化。例如，如果在相對濕度較高的狀態下填充料斗，卸料時可能就會受到影響。如果料斗中的粉體出現分層的現象，因此實際的設計可能針對不同粉體——包括細顆粒和粗顆粒材料。
以上分析都表明，將料斗設計與相關的粉體測試相關聯是極其有利的。內部工程師們更容易全面地審視運行過程中可能需要的條件，并使得故障排除團隊了解問題的根本原因。解決這些阻礙都是為了掌握必要的專業知識，但還需要能夠輔助的工具。自動化的剪切測試加上粉體流變儀所提供的料斗設計軟件，從初始分析到數值計算的每一步驟中引導用戶完成料斗設計。使用這類工具有助于粉體加工者充分利用現有的料斗，同時能夠確定合適的新料斗規格。
圖為麥克儀器旗下富瑞曼科技 FT4粉體流變儀™-粉體流量測試儀
英國富瑞曼科技作為美國麥克儀器子公司，專注于研究測量粉體流動性的系統并具有超過15年的粉體及粉體流動性表征經驗。專家團隊為公司所有產品提供廣泛且有效的支持。
富瑞曼儀器系統已廣泛應用于不同行業，提供的數據大限度地提高了工藝和產品的理解，加速了研發和配方的成功商業化，并支持粉體工藝的長期優化
富瑞曼科技總部位于英國格洛斯特郡，在主要地區擁有運營中心和分銷合作伙伴。公司曾榮獲“女王貿易企業獎”。
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