La densità è una caratteristica cruciale delle polveri (particelle). È ampiamente utilizzata per valutare la fluidità e la comprimibilità delle particelle. Ciò ha un impatto notevole su tutte le parti della produzione di farmaci. Ad esempio, la progettazione iniziale del prodotto dipende dalla densità delle particelle del farmaco. Così come la selezione delle attrezzature e degli accessori. Farmaci specifici necessitano dei dischi e degli aghi giusti. Sono utilizzati per riempire le capsule. Anche le guide giuste per le presse per compresse dipendono dalla densità del farmaco. La densità della polvere influisce sulla comprimibilità, sulla durezza e su altri indicatori nella compressione e nella granulazione a secco. Infine, durante il processo di progettazione, notare le differenze nelle materie prime e negli eccipienti. Inoltre, notare le differenze nella densità dei granuli e della polvere. Questo per evitare la miscelazione e i difetti delle particelle. Quindi, l'industria farmaceutica deve studiare di più la densità delle polveri.
La fisica delle scuole medie ci insegna che la densità misura la massa a un volume specifico. Questo concetto può essere rappresentato dal simbolo ρ. Nel Sistema Internazionale di Unità e nelle unità di misura legali cinesi, l'unità di densità è kg/m³. La densità è la massa di un oggetto divisa per il suo volume. Mostra il rapporto massa/volume di una sostanza. La densità è una delle caratteristiche che definiscono la materia. Ogni sostanza ha una certa densità. Le sostanze hanno generalmente densità diverse. Quindi, può essere utilizzata per identificarle. Misurare la densità di una sostanza regolare e rigida è semplice. Ma, misurare la densità di una sostanza irregolare è stata una sfida in passato. Nel libro di testo di fisica delle scuole medie, Archimede mise la corona di Hierro II nell'acqua. Quindi misurò la densità dell'oro usando il volume di drenaggio. Oggi chiamiamo questo metodo misurazione della densità. È ancora adatto per misurare la densità di oggetti senza vuoti e con buchi. La tecnologia di misurazione della densità odierna utilizza gas, liquidi o polvere fine.
Quindi perché abbiamo bisogno di diversi supporti di sostituzione? Questo perché molte sostanze hanno crepe, vuoti e canali di avvolgimento. Ciò determina diverse definizioni di "densità". Ognuna richiede modi diversi di misurazione. La prima tecnologia misura solo il volume del campione. Non considera i suoi pori. La seconda tecnologia misura il volume del campione e i suoi pori. Misura sia i pori aperti che quelli chiusi. La terza tecnologia misura anche i pori del campione. Misura anche gli spazi tra i campioni. Può essere vista come una fase solida pura.
Densità assoluta
La densità assoluta è anche chiamata densità reale, densità apparente o densità scheletrica. Non include i pori nel campione di massa o gli spazi tra i campioni. È la densità del campione in fase solida pura. Finora, abbiamo ottenuto il volume del campione riempiendo i suoi pori con acqua o altri liquidi per svuotarli. Quindi, abbiamo trovato la sua densità. A volte, per riempire i pori, l'oggetto viene posto nel liquido e fatto bollire. Oppure, l'oggetto viene svuotato prima di essere posto nel liquido. Ma la tensione superficiale e il gas nei pori resistono al riempimento con il liquido.
La tecnologia di misurazione della densità dei liquidi presenta degli svantaggi. Quindi, l'industria utilizza misuratori di densità a elio (o altri gas). Rispetto ai densitometri liquidi, i densitometri a gas sono più semplici, più rapidi, più precisi e ripetibili. I densitometri a gas sono una tecnica non distruttiva per misurare la densità dei materiali. Utilizzano lo spostamento del gas per misurare il volume reale di un oggetto. Ciò li rende ideali per trovare la densità reale di un oggetto. Dobbiamo solo sigillare un campione di peso noto nella camera. Quindi, lo manteniamo a una temperatura costante utilizzando un densitometro a elio. L'elio viene quindi aggiunto al sistema. La pressione nella camera del campione del densitometro a elio raggiunge l'equilibrio. Poiché l'elio è una piccola molecola, può penetrare nei pori del campione. L'elio nella camera del campione viene quindi rilasciato nella camera di espansione. La pressione si stabilizza di nuovo. Il volume del campione viene calcolato utilizzando la pressione di equilibrio e la legge dei gas. Infine, la pressione viene rilasciata dal sistema e il campione viene rimosso. Quindi, la densità assoluta dell'oggetto viene misurata con un misuratore di densità dell'elio. Questo tipo di densità è anche chiamato "densità dell'elio".
Densità dell'involucro
La densità di inclusione è la densità del volume dei pori di un oggetto poroso. A volte è chiamata densità di massa, ma penso che non sia molto accurata. Quando si considera il volume del campione, immagina un film sottile sulla superficie del campione. Il "volume di inclusione" è il volume avvolto nel film.
Il misuratore misura il volume delle inclusioni. Utilizza il metodo della polvere secca. Questa polvere secca è una sfera rigida con dimensione delle particelle e fluidità eccellente. Può avvolgere strettamente l'oggetto e non reagisce ad esso. Le piccole dimensioni della polvere secca assicurano che aderisca alla superficie dell'oggetto e non entri nei suoi pori. Questo metodo non danneggia l'oggetto misurato né lo sporca. La misurazione è rapida e semplice.
La polvere secca è posizionata in un cilindro preciso. Un pistone è posizionato nella camera del campione per la compressione. La forza può essere impostata e utilizzata di nuovo. Innanzitutto, solo la polvere secca è utilizzata per la compressione nella camera del campione per ottenere una linea di base a volume zero. Quindi, l'oggetto da misurare e la polvere secca sono posizionati insieme nella camera del campione. La compressione di cui sopra viene ripetuta per trovare lo spostamento del pistone. Quindi, è possibile trovare il volume dell'oggetto da misurare. Si basa sull'area inferiore della camera del campione (il fondo circolare del cilindro). Infine, dopo aver agitato e rimosso la polvere, la polvere secca sul campione può essere rimossa. Quindi, il campione può essere ripristinato al suo stato originale e il test può essere ripetuto. È possibile selezionare la camera del campione in diverse dimensioni. La dimensione dell'oggetto è scelta in base alle sue dimensioni. Ciò soddisfa i requisiti per la misurazione.
La densità di inclusione di un oggetto poroso è inferiore alla sua densità assoluta. Per un oggetto non poroso, la sua densità di inclusione è uguale alla sua densità assoluta. Quindi, misurando la densità assoluta e di inclusione di un oggetto, possiamo trovare la sua porosità totale. Per ottenere una linea di base a volume zero, utilizziamo solo polvere secca per la compressione nella camera del campione.
Densità apparente e Densità del rubinetto
La Farmacopea Cinese Edizione 2020 Parte Quattro Regole Generali 0993 introduce i metodi di densità apparente e densità di prelievo. La farmacopea definisce la densità apparente come la densità. Viene misurata quando un farmaco o una polvere eccipiente viene riempita. È in uno stato sciolto. Lo stato sciolto si riferisce a uno stato formato versando un campione di polvere in un contenitore. Ciò è stato fatto senza compressione. La densità apparente è la massa di polvere per unità di volume. La polvere riempie un contenitore specificato. Il modo in cui il campione viene preparato, elaborato e conservato influisce sul valore della densità apparente. È legato al processo di smaltimento. Diverse disposizioni delle particelle possono causare variazioni della densità apparente entro un intervallo. Anche lievi modifiche possono influire sulla densità apparente. I risultati non sono altamente riproducibili. Quindi, segnalare le condizioni di misurazione quando si segnala la densità apparente. La densità apparente può essere trovata misurando il volume di una determinata massa di polvere. Ciò viene fatto in un cilindro graduato dopo la setacciatura (il primo metodo). Oppure, utilizzando un volumetro per la determinazione (il secondo metodo). Oppure, è possibile misurare la massa della polvere dopo la setacciatura. Quindi, riempire un contenitore con un certo volume (terzo metodo).
La densità di spillatura si riferisce alla densità di riempimento della polvere nello stato spillato. Lo stato spillato è lo stato della colonna di polvere. Il campione di polvere è nel contenitore. Vibra verso il basso a una certa frequenza finché il volume non cambia più. Il dispositivo provoca vibrazioni sollevando la tazza e lasciandola cadere. Cade a una distanza fissa a causa della gravità. La densità spillata può essere trovata misurando il volume spillato di un campione di massa fissa. Ciò viene fatto utilizzando il primo o il secondo metodo. Oppure, puoi trovarla pesando il campione dopo che è stato spillato in un recipiente di misurazione del volume noto. Questo è il terzo metodo.
Il modo in cui le particelle interagiscono influenza l'impilamento della polvere. Ciò influenza anche il flusso della polvere. La differenza tra densità apparente e densità di spillamento è fondamentale. Ciò mostra come interagiscono le particelle di polvere. Misura anche la scorrevolezza della polvere. Lo fa con l'indice di compressibilità o rapporto di Hausner.