粉末流動性測試之剪切池法

藥物或輔料粉末是一種由很多細小的顆粒組成，粉末流動性對于其在生產過程中，比如混合器、料斗和其它設備中的行為至關重要，流動性不滿足要求的粉末，可能無法正常下料，或造成多種成分混合不均勻等問題。

粉末的流動性取決于幾個因素，有些與粉末原材料有關，例如：粒徑及其分布、形狀、摩擦系數、粘附性、靜電電壓、空隙率、壓縮性、水分和溫度等等，有些與實際生產過程有關，例如粉末從容器（料斗、漏斗、圓筒等）流出的能力或制成片劑時的可壓縮性。美國藥典<1174>章節和歐洲藥典2.9.36章節藥典推薦了三種測試粉末流動的方法：

對于一個圓形孔上的載重情況，載荷作用一般在圓形孔的邊緣，具體載荷可以通過載荷的作用面積（πd²/4）×載荷樣品的高度（h）×載荷的密度（D）來計算。

樣品載重區域的面積（側面積）可以通過孔口周長（πd）×樣品的高度（h）來計算得到。

換算可得樣品負載區域剪切強度（壓強）為直徑（d）×載荷的密度（D）/4。

一旦額外加載的負載及樣品本身的負載之和超過樣品可承受的剪切力，樣品固化將失效，產生塌陷。

這是一種非常簡單的模擬樣品在一定孔口上塌陷，從而計算獲得剪切強度的方法。使用戶在選擇采購合適口徑的投料嘴之前，獲得了可靠的評估。

剪切池法測試中，有兩個階段：

第一階段：粉末樣品的固化階段（容積密度測試），固化樣品所需要的載荷，應與實際情況相似，如無參考值，可采用10kg的載荷；

第二階段：破壞固化的樣品（剪切力測試階段），將圓柱體底部的PMMA密封板去除，在樣品上部的接收容器中緩慢倒入沙子或相似干凈穩定的粉體，使固體的樣品結構被剪切而失效。

//將PMMA板（Filler Disk）放在測試池（Test Cell）底面，封閉圓孔。

//將測試池和加高層（Collar）放置在BEP2正下方，與上方漏斗裝置的漏口對正。

// 采用BEP的漏斗裝置，將樣品填充到測試池和加高層中，樣品量高出測試池10mm左右。

//移去漏斗裝置，加上載荷（Consolidating load），如10kg，記錄加載時間和實際采用的載荷重量。

//將最終裝置放置在天平上稱量，獲得樣品質量后除以體積，即得樣品的容積密度D。

//輕輕將加高層放在測試池下面，使測試池底部樣品懸空。整體放回 BEP2平臺上。

//將帶有95mm孔徑的定位板放在測試池上方，并把95mm直徑的PMMA板放（95mm Disk）在定位板中心后，移除定位板。記錄所用PMMA板的重量。

//放置一個玻璃圓柱體容器（Glass Cylinder）在PMMA板上，緩緩加載荷，如沙子或相似的樣品等，直到樣品從中心塌陷為止。記錄所用玻璃圓柱體容器和載何的重量。

通過剪切池法的測試，可以獲得樣品的容積密度、剪切強度和推薦的最小投料口直徑。

容積密度（g/cm³）=樣品在測試池中的固化重量（g）/500

剪切強度（g/cm²）=（跌落樣品的重量+PMMA圓片重量+玻璃杯重量+玻璃杯內載荷）/25/π

最小投料口直徑（cm）=剪切強度×4/容積密度