La densité est une caractéristique cruciale des poudres (particules). Il est largement utilisé pour évaluer la fluidité et la compressibilité des particules. Cela a un impact considérable sur toutes les étapes de la fabrication des médicaments. Par exemple, la conception initiale d’un produit dépend de la densité des particules du médicament. Il en va de même pour la sélection des équipements et des accessoires. Des médicaments spécifiques nécessitent les bons disques et aiguilles. Ils sont utilisés pour remplir des capsules. Les bons guides pour les presses à comprimés dépendent également de la densité du médicament. La densité de la poudre affecte la compressibilité, la dureté et d'autres indicateurs lors de la fabrication de comprimés et de la granulation sèche. Enfin, pendant le processus de conception, remarquez les différences dans les matières premières et les excipients. Notez également les différences de densité des granulés et de la poudre. Ceci afin d'éviter les mélanges et les défauts de particules. L’industrie pharmaceutique doit donc étudier davantage la densité des poudres.
La physique au collège nous dit que la densité mesure la masse à un volume spécifique. Ce concept peut être représenté par le symbole ρ. Dans le Système international d'unités et les unités de mesure légales chinoises, l'unité de densité est le kg/m³. La densité est la masse d'un objet divisée par son volume. Il montre le rapport masse/volume d’une substance. La densité est l'une des caractéristiques déterminantes de la matière. Chaque substance a une certaine densité. Les substances ont généralement des densités différentes. Ainsi, cela peut être utilisé pour les identifier. Mesurer la densité d’une substance régulière et rigide est simple. Mais mesurer la densité d’une substance irrégulière a été un défi dans le passé. Dans le manuel de physique du collège, Archimède a mis la couronne de Hierro II dans l'eau. Il a ensuite mesuré la densité de l’or à l’aide du volume drainé. Aujourd'hui, nous appelons cette méthode mesure de densité. Il convient toujours pour mesurer la densité d'objets sans vides et avec des trous. La technologie actuelle de mesure de la densité utilise du gaz, du liquide ou de la poudre fine.
Alors pourquoi avons-nous besoin de supports de remplacement différents ? En effet, de nombreuses substances présentent des fissures, des vides et des canaux sinueux. Il en résulte différentes définitions de « densité ». Chacun nécessite une manière différente de mesurer. La première technologie mesure uniquement le volume de l'échantillon. Il ne tient pas compte de ses pores. La deuxième technologie mesure le volume de l'échantillon et ses pores. Il mesure les pores ouverts et fermés. La troisième technologie mesure également les pores de l'échantillon. Il mesure également les écarts entre les échantillons. Il peut être considéré comme une phase solide pure.
Densité absolue
La densité absolue est également appelée densité réelle, densité apparente ou densité squelettique. Cela n’inclut pas les pores de l’échantillon global ni les espaces entre les échantillons. C'est la densité de l'échantillon en phase solide pure. Jusqu'à présent, nous obtenions le volume de l'échantillon en remplissant ses pores avec de l'eau ou d'autres liquides pour les vider. Ensuite, nous avons trouvé sa densité. Parfois, pour combler les pores, l’objet est placé dans le liquide et bouilli. Ou encore, l'objet est vidé avant d'être placé dans le liquide. Mais la tension superficielle et le gaz dans les pores empêchent de les remplir de liquide.
La technologie de mesure de la densité des liquides présente des inconvénients. Ainsi, l’industrie utilise des densimètres à l’hélium (ou à d’autres gaz). Comparés aux densitomètres liquides, les densitomètres à gaz sont plus simples, plus rapides, plus précis et reproductibles. Les densitomètres à gaz sont une technique non destructive pour mesurer la densité des matériaux. Ils utilisent le déplacement de gaz pour mesurer le volume réel d'un objet. Cela les rend idéaux pour trouver la véritable densité d’un objet. Il nous suffit de sceller un échantillon de poids connu dans la chambre. Ensuite, nous le maintenons à température constante à l’aide d’un densitomètre à hélium. De l'hélium est ensuite ajouté au système. La pression dans la chambre d'échantillon du densitomètre à hélium atteint l'équilibre. L’hélium étant une petite molécule, il peut pénétrer dans les pores de l’échantillon. L'hélium présent dans la chambre d'échantillon est ensuite libéré dans la chambre d'expansion. La pression se stabilise à nouveau. Le volume de l'échantillon est calculé à l'aide de la pression d'équilibre et de la loi des gaz. Enfin, la pression est relâchée du système et l’échantillon est retiré. Ainsi, la densité absolue de l'objet est mesurée avec un densimètre à hélium. Ce type de densité est également appelé « densité d'hélium ».
Densité de l'enveloppe
La densité d'inclusion est la densité du volume des pores d'un objet poreux. On l'appelle parfois densité apparente, mais je pense que ce n'est pas très précis. Lorsque vous examinez le volume de l'échantillon, imaginez un mince film sur la surface de l'échantillon. Le « volume d'inclusion » est le volume enveloppé dans le film.
Le compteur mesure le volume des inclusions. Il utilise la méthode de la poudre sèche. Cette poudre sèche est une sphère rigide à la forme uniforme. la taille des particules et une excellente fluidité. Il peut envelopper étroitement l'objet et ne réagit pas à celui-ci. La petite taille de la poudre sèche garantit qu'elle adhère à la surface de l'objet et ne pénètre pas dans ses pores. Cette méthode n'endommage pas l'objet mesuré et ne le salit pas. La mesure est rapide et simple.
La poudre sèche est placée dans un cylindre précis. Un piston est situé dans la chambre d'échantillon pour la compression. La force peut être réglée et réutilisée. Premièrement, seule la poudre sèche est utilisée pour la compression dans la chambre d’échantillon afin d’obtenir une ligne de base de volume nul. Ensuite, l'objet à mesurer et la poudre sèche sont placés ensemble dans la chambre à échantillon. La compression ci-dessus est répétée pour trouver le déplacement du piston. Ensuite, le volume de l'objet à mesurer peut être trouvé. Il est basé sur la zone inférieure de la chambre d'échantillon (le fond circulaire du cylindre). Enfin, après agitation et dépoussiérage, la poudre sèche présente sur l’échantillon peut être retirée. Ensuite, l’échantillon peut être restauré à son état d’origine et le test peut être répété. Vous pouvez sélectionner la chambre d'échantillon dans différentes tailles. La taille de l'objet est choisie en fonction de sa taille. Cela répond aux exigences de mesure.
La densité d'inclusion d'un objet poreux est inférieure à sa densité absolue. Pour un objet non poreux, sa densité d'inclusion est égale à sa densité absolue. Ainsi, en mesurant la densité absolue et la densité d'inclusion d'un objet, nous pouvons trouver sa porosité totale. Pour obtenir une référence de volume nul, nous utilisons uniquement de la poudre sèche pour la compression dans la chambre d’échantillon.
Densité apparente & Densité du robinet
Les règles générales 0993 de la quatrième partie de la Pharmacopée chinoise, édition 2020, présentent les méthodes de densité apparente et de densité après tassement. La pharmacopée définit la densité apparente comme la densité. Elle est mesurée lorsqu'un médicament ou un excipient en poudre est rempli. Il est dans un état lâche. L'état lâche fait référence à un état formé en versant un échantillon de poudre dans un récipient. Cela a été fait sans compression. La densité apparente est la masse de poudre par unité de volume. La poudre remplit un récipient spécifié. La manière dont l’échantillon est préparé, traité et stocké affecte la valeur de densité apparente. Cela est lié au processus d’élimination. Différentes dispositions de particules peuvent faire varier la densité apparente dans une certaine plage. Même de légers changements peuvent affecter la densité apparente. Les résultats ne sont pas hautement reproductibles. Par conséquent, indiquez les conditions de mesure lorsque vous indiquez la densité apparente. La densité apparente peut être trouvée en mesurant le volume d’une certaine masse de poudre. Cela se fait dans une éprouvette graduée après tamisage (la première méthode). Ou, en utilisant un volumètre pour la détermination (la deuxième méthode). Ou encore, vous pouvez mesurer la masse de la poudre après tamisage. Ensuite, remplissez un récipient d'un certain volume (troisième méthode).
La densité après tapotement fait référence à la densité de remplissage de la poudre à l'état tapoté. L'état exploité est l'état de la colonne de poudre. L'échantillon de poudre se trouve dans le récipient. Il vibre vers le bas à une certaine fréquence jusqu'à ce que le volume ne change plus. L'appareil provoque des vibrations en soulevant la coupelle et en la laissant tomber. Il tombe à une distance fixe en raison de la gravité. La densité prélevée peut être trouvée en mesurant le volume prélevé d'un échantillon de masse fixe. Cela se fait en utilisant la première ou la deuxième méthode. Vous pouvez également le trouver en pesant l'échantillon après l'avoir prélevé dans un récipient de mesure de volume connu. C'est la troisième méthode.
La façon dont les particules interagissent affecte l’empilement de la poudre. Cela affecte également le débit de poudre. La différence entre la densité apparente et la densité tapotée est essentielle. Cela montre comment les particules de poudre interagissent. Il mesure également la fluidité de la poudre. Il le fait avec l'indice de compressibilité ou le rapport Hausner.