La densidad es una característica crucial de los polvos (partículas). Es ampliamente utilizado para evaluar la fluidez y compresibilidad de partículas. Esto afecta en gran medida todas las partes de la fabricación de medicamentos. Por ejemplo, el diseño inicial de productos depende de la densidad de las partículas del fármaco. Lo mismo ocurre con la selección de equipos y accesorios. Los medicamentos específicos necesitan los discos y agujas adecuados. Se utilizan para llenar cápsulas. Las guías adecuadas para las prensas de comprimidos también dependen de la densidad del fármaco. La densidad del polvo afecta la compresibilidad, la dureza y otros indicadores en la formación de tabletas y la granulación en seco. Finalmente, durante el proceso de diseño, observe diferencias en las materias primas y excipientes. Además, observe las diferencias en la densidad de los gránulos y del polvo. Esto es para evitar mezclas y defectos de partículas. Por lo tanto, la industria farmacéutica necesita estudiar más a fondo la densidad de los polvos.
La física de la escuela secundaria nos dice que la densidad mide la masa en un volumen específico. Este concepto se puede representar con el símbolo ρ. En el Sistema Internacional de Unidades y en las unidades de medida legales chinas, la unidad de densidad es kg/m³. La densidad es la masa de un objeto dividida por su volumen. Muestra la relación masa-volumen de una sustancia. La densidad es una de las características definitorias de la materia. Cada sustancia tiene una cierta densidad. Las sustancias generalmente tienen diferentes densidades. Por lo tanto, se puede utilizar para identificarlos. Medir la densidad de una sustancia rígida y regular es sencillo. Pero medir la densidad de una sustancia irregular ha sido un desafío en el pasado. En el libro de texto de física de la escuela secundaria, Arquímedes puso la corona de Hierro II en agua. Luego midió la densidad del oro utilizando el volumen de drenaje. Hoy llamamos a este método medición de densidad. Sigue siendo adecuado para medir la densidad de objetos sin huecos y con agujeros. La tecnología actual de medición de densidad utiliza gas, líquido o polvo fino.
Entonces, ¿por qué necesitamos diferentes medios de reemplazo? Esto se debe a que muchas sustancias tienen grietas, huecos y canales sinuosos. Esto da como resultado diferentes definiciones de “densidad”. Cada uno requiere una forma diferente de medir. La primera tecnología sólo mide el volumen de la muestra. No considera sus poros. La segunda tecnología mide el volumen de la muestra y sus poros. Mide tanto los poros abiertos como los cerrados. La tercera tecnología también mide los poros de la muestra. También mide las brechas entre muestras. Puede verse como una fase sólida pura.
densidad absoluta
La densidad absoluta también se llama densidad verdadera, densidad aparente o densidad esquelética. No incluye los poros de la muestra global ni los espacios entre muestras. Es la densidad de la muestra en fase sólida pura. Hasta ahora obteníamos el volumen de la muestra llenando sus poros con agua u otros líquidos para vaciarlos. Luego, encontramos su densidad. A veces, para llenar los poros, el objeto se coloca en el líquido y se hierve. O bien, el objeto se vacía antes de colocarlo en el líquido. Pero la tensión superficial y el gas en los poros se resisten a llenarlos de líquido.
La tecnología de medición de la densidad de los líquidos tiene desventajas. Por eso, la industria utiliza densímetros de helio (u otros gases). En comparación con los densitómetros de líquidos, los densitómetros de gases son más simples, más rápidos, más precisos y repetibles. Los densitómetros de gas son una técnica no destructiva para medir la densidad de materiales. Utilizan el desplazamiento de gas para medir el volumen real de un objeto. Esto los hace ideales para encontrar la verdadera densidad de un objeto. Sólo necesitamos sellar una muestra de peso conocido en la cámara. Luego lo mantenemos a temperatura constante utilizando un densitómetro de helio. Luego se agrega helio al sistema. La presión en la cámara de muestra del densitómetro de helio alcanza el equilibrio. Como el helio es una molécula pequeña, puede penetrar en los poros de la muestra. Luego, el helio de la cámara de muestra se libera a la cámara de expansión. La presión vuelve a equilibrarse. El volumen de la muestra se calcula utilizando la presión de equilibrio y la ley de los gases. Finalmente, se libera la presión del sistema y se retira la muestra. Entonces, la densidad absoluta del objeto se mide con un densímetro de helio. Este tipo de densidad también se denomina “densidad de helio”.
Densidad envolvente
La densidad de inclusión es la densidad del volumen de poros de un objeto poroso. A veces se le llama densidad aparente, pero creo que no es muy exacto. Al considerar el volumen de la muestra, imagine una película delgada sobre la superficie de la muestra. El “volumen de inclusión” es el volumen envuelto en la película.
El medidor mide el volumen de inclusiones. Utiliza el método del polvo seco. Este polvo seco es una esfera rígida con una densidad uniforme. tamaño de partícula y excelente fluidez. Puede envolver firmemente el objeto y no reacciona con él. El pequeño tamaño del polvo seco garantiza que se adhiera a la superficie del objeto y no entre en sus poros. Este método no daña el objeto medido ni lo ensucia. La medición es rápida y sencilla.
El polvo seco se coloca en un cilindro preciso. En la cámara de muestra se encuentra un pistón para la compresión. La fuerza se puede ajustar y utilizar de nuevo. En primer lugar, sólo se utiliza polvo seco para la compresión en la cámara de muestra para obtener una línea base de volumen cero. Luego, el objeto a medir y el polvo seco se colocan juntos en la cámara de muestra. La compresión anterior se repite para encontrar el desplazamiento del pistón. Luego, se puede encontrar el volumen del objeto a medir. Se basa en el área inferior de la cámara de muestra (el fondo circular del cilindro). Finalmente, después de agitar y eliminar el polvo, se puede eliminar el polvo seco de la muestra. Luego, la muestra se puede restaurar a su estado original y se puede repetir la prueba. Puede seleccionar la cámara de muestra en diferentes tamaños. El tamaño del objeto se elige en función de su tamaño. Esto cumple con los requisitos de medición.
La densidad de inclusión de un objeto poroso es menor que su densidad absoluta. Para un objeto no poroso, su densidad de inclusión es igual a su densidad absoluta. Entonces, midiendo la densidad absoluta y de inclusión de un objeto, podemos encontrar su porosidad total. Para obtener una línea base de volumen cero, solo utilizamos polvo seco para la compresión en la cámara de muestra.
Densidad a Granel & Densidad del grifo
Las Reglas generales 0993 de la cuarta parte de la edición 2020 de la Farmacopea China introducen los métodos de densidad aparente y densidad aparente. La farmacopea define la densidad aparente como la densidad. Se mide cuando se llena un medicamento o excipiente en polvo. Está en estado suelto. El estado suelto se refiere a un estado formado al verter una muestra de polvo en un recipiente. Esto se hizo sin compresión. La densidad aparente es la masa de polvo por unidad de volumen. El polvo llena un recipiente específico. La forma en que se prepara, procesa y almacena la muestra afecta el valor de densidad aparente. Está ligado al proceso de eliminación. Diferentes disposiciones de partículas pueden hacer que la densidad aparente varíe dentro de un rango. Incluso cambios leves pueden afectar la densidad aparente. Los resultados no son muy reproducibles. Por lo tanto, informe las condiciones de medición cuando informe la densidad aparente. La densidad aparente se puede encontrar midiendo el volumen de una determinada masa de polvo. Esto se hace en una probeta graduada después de tamizar (el primer método). O bien, utilizando un volúmetro para la determinación (el segundo método). O puede medir la masa del polvo después de tamizarlo. Luego, llena un recipiente con un volumen determinado (tercer método).
La densidad del grifo se refiere a la densidad de llenado del polvo en el estado del grifo. El estado roscado es el estado de la columna de polvo. La muestra de polvo está en el contenedor. Vibra hacia abajo a una determinada frecuencia hasta que el volumen ya no cambia. El dispositivo provoca vibraciones levantando la copa y dejándola caer. Cae a una distancia fija debido a la gravedad. La densidad exprimida se puede encontrar midiendo el volumen extraído de una muestra de masa fija. Esto se hace utilizando el primer o segundo método. O puede encontrarlo pesando la muestra después de haberla introducido en un recipiente medidor de volumen conocido. Este es el tercer método.
La forma en que interactúan las partículas afecta el apilamiento del polvo. Esto también afecta al flujo de polvo. La diferencia entre densidad aparente y densidad aprovechada es clave. Esto muestra cómo interactúan las partículas de polvo. También mide la fluidez del polvo. Lo hace con el índice de compresibilidad o relación de Hausner.