الكثافة هي سمة حاسمة للمساحيق (الجسيمات). ويستخدم على نطاق واسع لتقييم سيولة وانضغاط الجسيمات. وهذا يؤثر بشكل كبير على جميع أجزاء صنع الأدوية. على سبيل المثال، يعتمد التصميم المبكر للمنتج على كثافة جزيئات الدواء. وكذلك الأمر بالنسبة لاختيار المعدات والملحقات. تحتاج الأدوية المحددة إلى الأقراص والإبر الصحيحة. يتم استخدامها لملء الكبسولات. تعتمد الأدلة الصحيحة لمكابس الأقراص أيضًا على كثافة الدواء. تؤثر كثافة المسحوق على قابلية الانضغاط والصلابة ومؤشرات أخرى في عملية صنع الأقراص والتحبيب الجاف. أخيرًا، أثناء عملية التصميم، لاحظ الاختلافات في المواد الخام والسواغات. لاحظ أيضًا الاختلافات في كثافة الحبيبات والمسحوق. وذلك لتجنب الخلط وعيوب الجسيمات. لذا، تحتاج صناعة الأدوية إلى دراسة كثافة المساحيق بشكل أكبر.
تخبرنا فيزياء المدرسة المتوسطة أن الكثافة تقيس الكتلة عند حجم معين. يمكن تمثيل هذا المفهوم بالرمز ρ. في النظام الدولي للوحدات ووحدات القياس القانونية الصينية، وحدة الكثافة هي كجم/م3. الكثافة هي كتلة الجسم مقسومة على حجمه. يوضح نسبة الكتلة إلى الحجم للمادة. الكثافة هي واحدة من الخصائص المميزة للمادة. كل مادة لها كثافة معينة. المواد عموما لها كثافات مختلفة. لذا، يمكن استخدامه للتعرف عليهم. يعد قياس كثافة مادة صلبة منتظمة أمرًا بسيطًا. لكن قياس كثافة مادة غير منتظمة كان يمثل تحديًا في الماضي. في كتاب الفيزياء المدرسي للمدرسة الإعدادية، وضع أرخميدس تاج هييرو الثاني في الماء. ثم قام بقياس كثافة الذهب باستخدام حجم الصرف. اليوم نسمي هذه الطريقة قياس الكثافة. ولا يزال مناسبًا لقياس كثافة الأجسام بدون فراغات وبها ثقوب. تستخدم تقنية قياس الكثافة اليوم الغاز أو السائل أو المسحوق الناعم.
فلماذا نحتاج إلى وسائط بديلة مختلفة؟ وذلك لأن العديد من المواد لها شقوق وفراغات وقنوات متعرجة. وينتج عن ذلك تعريفات مختلفة "للكثافة". ويتطلب كل منها طرقًا مختلفة للقياس. التقنية الأولى تقيس حجم العينة فقط. ولا يعتبر مسامه. أما التقنية الثانية فتقيس حجم العينة ومسامها. يقيس المسام المفتوحة والمغلقة. تقوم التقنية الثالثة أيضًا بقياس مسام العينة. كما أنه يقيس الفجوات بين العينات. ويمكن اعتباره مرحلة صلبة نقية.
الكثافة المطلقة
تسمى الكثافة المطلقة أيضًا بالكثافة الحقيقية أو الكثافة الظاهرة أو كثافة الهيكل العظمي. ولا يشمل المسام الموجودة في العينة السائبة أو الفجوات بين العينات. إنها كثافة عينة الطور الصلب النقي. حتى الآن، حصلنا على حجم العينة عن طريق ملء مسامها بالماء أو السوائل الأخرى لتفريغها. ثم أوجدنا كثافته. في بعض الأحيان، لملء المسام، يتم وضع الجسم في السائل وغليه. أو يتم إفراغ الجسم قبل وضعه في السائل. لكن التوتر السطحي والغاز الموجود في المسام يمنعان ملئها بالسائل.
تقنية قياس كثافة السائل لها عيوب. لذلك، تستخدم الصناعة أجهزة قياس كثافة الهيليوم (أو الغازات الأخرى). بالمقارنة مع أجهزة قياس كثافة السوائل، تعد أجهزة قياس كثافة الغاز أبسط وأسرع وأكثر دقة وقابلة للتكرار. أجهزة قياس كثافة الغاز هي تقنية غير مدمرة لقياس كثافة المواد. يستخدمون إزاحة الغاز لقياس الحجم الحقيقي لجسم ما. وهذا يجعلها مثالية للعثور على الكثافة الحقيقية لجسم ما. نحتاج فقط إلى ختم عينة معروفة الوزن في الغرفة. ثم نحفظه عند درجة حرارة ثابتة باستخدام مقياس كثافة الهيليوم. ثم يضاف الهيليوم إلى النظام. يصل الضغط في حجرة العينة بمقياس كثافة الهيليوم إلى التوازن. وبما أن الهيليوم جزيء صغير، فإنه يمكن أن يخترق مسام العينة. يتم بعد ذلك إطلاق الهيليوم الموجود في حجرة العينة إلى حجرة التمدد. الضغط يتعادل مرة أخرى. يتم حساب حجم العينة باستخدام ضغط التوازن وقانون الغاز. وأخيرا، يتم تحرير الضغط من النظام وإزالة العينة. لذلك، يتم قياس الكثافة المطلقة للجسم بمقياس كثافة الهيليوم. ويسمى هذا النوع من الكثافة أيضًا "كثافة الهيليوم".
كثافة المغلف
كثافة الشمول هي كثافة حجم مسام الجسم المسامي. يُطلق عليها أحيانًا اسم الكثافة الظاهرية، لكنني أعتقد أن هذا ليس دقيقًا جدًا. عند النظر في حجم العينة، قم بتصوير طبقة رقيقة على سطح العينة. "حجم التضمين" هو الحجم المغلف في الفيلم.
يقيس العداد حجم الشوائب، ويستخدم طريقة المسحوق الجاف. هذا المسحوق الجاف عبارة عن كرة صلبة ذات كثافة موحدة. حجم الجسيمات يتميز هذا المنتج بسيولة ممتازة، ويمكنه لف الجسم بإحكام ولا يتفاعل معه، كما يضمن الحجم الصغير للمسحوق الجاف التصاقه بسطح الجسم وعدم دخوله إلى مسامه، ولا تضر هذه الطريقة بالجسم المقاس ولا تجعله متسخًا، كما أن القياس سريع وبسيط.
يتم وضع المسحوق الجاف بشكل أسطوانة دقيقة. يوجد مكبس في غرفة العينة للضغط. يمكن ضبط القوة واستخدامها مرة أخرى. أولاً، يتم استخدام المسحوق الجاف فقط للضغط في غرفة العينة للحصول على خط أساس بحجم صفر. بعد ذلك، يتم وضع الجسم المراد قياسه والمسحوق الجاف في حجرة العينة معًا. يتم تكرار الضغط أعلاه للعثور على إزاحة المكبس. ومن ثم، يمكن العثور على حجم الجسم المراد قياسه. يعتمد ذلك على المنطقة السفلية لغرفة العينة (القاع الدائري للأسطوانة). أخيرًا، بعد الرج وإزالة الغبار، يمكن إزالة المسحوق الجاف الموجود على العينة. ومن ثم يمكن إعادة العينة إلى حالتها الأصلية ويمكن تكرار الاختبار. يمكنك اختيار غرفة العينة بأحجام مختلفة. يتم اختيار حجم الكائن بناءً على حجمه. وهذا يلبي متطلبات القياس.
كثافة تضمين الجسم المسامي أقل من كثافته المطلقة. بالنسبة لجسم غير مسامي، فإن كثافة التضمين تساوي كثافته المطلقة. لذلك، من خلال قياس الكثافة المطلقة والشمولية لجسم واحد، يمكننا العثور على مساميته الكلية. للحصول على خط أساس بحجم صفر، نستخدم فقط المسحوق الجاف للضغط في غرفة العينة.
الكثافة الظاهرية & اضغط على الكثافة
يقدم الجزء الرابع من القواعد العامة لدستور الأدوية الصيني طبعة 2020 0993 طرق الكثافة الظاهرية وكثافة الصنبور. يحدد دستور الأدوية الكثافة الظاهرية على أنها الكثافة. يتم قياسه عند ملء دواء أو مسحوق سواغ. إنه في حالة فضفاضة. تشير الحالة السائبة إلى الحالة التي تتشكل عن طريق صب عينة المسحوق في الحاوية. وقد تم ذلك دون ضغط. الكثافة الظاهرية هي كتلة المسحوق لكل وحدة حجم. يملأ المسحوق حاوية محددة. تؤثر كيفية تحضير العينة ومعالجتها وتخزينها على قيمة الكثافة الظاهرية. إنه مرتبط بعملية التخلص. يمكن أن تتسبب ترتيبات الجسيمات المختلفة في اختلاف الكثافة الظاهرية ضمن النطاق. حتى التغييرات الطفيفة قد تؤثر على الكثافة الظاهرية. النتائج ليست قابلة للتكرار للغاية. لذلك، قم بالإبلاغ عن شروط القياس عند الإبلاغ عن الكثافة الظاهرية. يمكن العثور على الكثافة الظاهرية عن طريق قياس حجم كتلة معينة من المسحوق. ويتم ذلك في اسطوانة قياس بعد الغربلة (الطريقة الأولى). أو باستخدام جهاز القياس (الطريقة الثانية). أو يمكنك قياس كتلة المسحوق بعد الغربلة. ثم قم بملء وعاء بحجم معين (الطريقة الثالثة).
تشير كثافة الصنبور إلى كثافة تعبئة المسحوق في حالة النقر. الحالة المستغلة هي حالة عمود المسحوق. عينة المسحوق موجودة في الحاوية. يهتز لأسفل بتردد معين حتى يتوقف مستوى الصوت عن التغير. يسبب الجهاز اهتزازات عن طريق رفع الكوب وتركه يسقط. يسقط على مسافة ثابتة بسبب الجاذبية. يمكن العثور على الكثافة المستغلة عن طريق قياس الحجم المستغل لعينة الكتلة الثابتة. ويتم ذلك باستخدام الطريقة الأولى أو الثانية. أو يمكنك العثور عليه عن طريق وزن العينة بعد وضعها في وعاء قياس حجم معروف. هذه هي الطريقة الثالثة.
تؤثر الطريقة التي تتفاعل بها الجزيئات على تكديس المسحوق. وهذا يؤثر أيضًا على تدفق المسحوق. الفرق بين الكثافة الظاهرية والكثافة المستغلة هو المفتاح. يوضح هذا كيفية تفاعل جزيئات المسحوق. كما أنه يقيس قابلية تدفق المسحوق. ويتم ذلك باستخدام مؤشر الانضغاط أو نسبة هاوزنر.