密度は粉末（粒子）の重要な特性です。粒子の流動性と圧縮性を評価するために広く使用されています。これは、医薬品製造のすべての部分に大きな影響を与えます。たとえば、初期の製品設計は薬物粒子の密度に依存します。機器の選択と付属品も同様です。特定の薬物には適切なディスクと針が必要です。それらはカプセルに充填するために使用されます。錠剤プレス用の適切なガイドも、薬物の密度によって異なります。粉末密度は、錠剤化と乾式造粒における圧縮性、硬度、およびその他の指標に影響します。最後に、設計プロセス中に、原材料と賦形剤の違いに注意してください。また、顆粒と粉末の密度の違いにも注意してください。これは、混合と粒子の欠陥を回避するためです。したがって、医薬品業界は粉末の密度をさらに研究する必要があります。
中学校の物理では、密度は特定の体積における質量を測定すると教えられています。この概念は、記号ρで表すことができます。国際単位系と中国の法定計量単位では、密度の単位はkg/m³です。密度は、物体の質量をその体積で割ったものです。これは、物質の質量と体積の比率を示します。密度は、物質を定義する特性の1つです。各物質には一定の密度があります。一般に、物質は異なる密度を持っています。したがって、密度を使用して物質を識別できます。規則的で硬い物質の密度を測定するのは簡単です。しかし、不規則な物質の密度を測定することは、過去には困難でした。中学校の物理の教科書では、アルキメデスはヒエロ2世の王冠を水に入れました。次に、排水量を使用して金の密度を測定しました。今日、この方法を密度測定と呼んでいます。これは、空隙がなく穴のある物体の密度を測定するのに今でも適しています。今日の密度測定技術では、ガス、液体、または微粉末が使用されます。
では、なぜ異なる代替媒体が必要なのでしょうか。これは、多くの物質に亀裂、空隙、曲がりくねったチャネルがあるためです。これにより、「密度」の定義が異なります。それぞれに異なる測定方法が必要です。最初の技術はサンプルの体積のみを測定します。細孔は考慮されません。2 番目の技術はサンプルの体積と細孔を測定します。開いた細孔と閉じた細孔の両方を測定します。3 番目の技術もサンプルの細孔を測定します。サンプル間の隙間も測定します。純粋な固相として見ることができます。
絶対密度
絶対密度は、真密度、見かけ密度、骨格密度とも呼ばれます。バルクサンプルの細孔やサンプル間の隙間は含まれません。純粋な固相サンプルの密度です。これまでは、サンプルの細孔に水などの液体を入れて空にすることでサンプルの体積を求めていました。その後、密度を求めました。細孔を埋めるために、物体を液体に入れて沸騰させることもあります。または、物体を空にしてから液体に入れることもあります。しかし、表面張力と細孔内のガスは、液体で満たすことを妨げます。
液体の密度測定技術には欠点があります。そのため、業界ではヘリウム (または他のガス) 密度計を使用しています。液体の密度計と比較すると、ガスの密度計はよりシンプルで、より高速で、より正確で、再現性があります。ガスの密度計は、材料の密度を測定するための非破壊技術です。ガスの置換を使用して、物体の実際の体積を測定します。そのため、物体の実際の密度を見つけるのに最適です。既知の重量のサンプルをチャンバー内に密封するだけです。次に、ヘリウム密度計を使用してサンプルを一定の温度に保ちます。次に、ヘリウムをシステムに追加します。ヘリウム密度計のサンプルチャンバー内の圧力が平衡に達します。ヘリウムは小さな分子であるため、サンプルの細孔に浸透することができます。次に、サンプルチャンバー内のヘリウムが膨張チャンバーに放出されます。圧力は再び均一になります。サンプルの体積は、平衡圧力と気体の法則を使用して計算されます。最後に、システムから圧力が解放され、サンプルが取り除かれます。次に、ヘリウム密度計を使用して物体の絶対密度を測定します。このタイプの密度は「ヘリウム密度」とも呼ばれます。
エンベロープ密度
包有物密度は、多孔質物体の細孔容積の密度です。かさ密度と呼ばれることもありますが、あまり正確ではないと思います。サンプルの容積を考えるときは、サンプルの表面に薄いフィルムを想像してください。「包有物容積」は、フィルムに包まれた容積です。
このメーターは、介在物の体積を測定します。乾燥粉末法を使用します。この乾燥粉末は、均一な硬質球体です。 粒子サイズ 優れた流動性。対象物をしっかりと包み込み、反応しません。乾燥粉末はサイズが小さいため、対象物の表面に付着し、毛穴に入り込むことはありません。この方法は、測定対象物を傷つけたり汚したりしません。測定は迅速かつ簡単です。
乾燥粉末は精密シリンダー内に配置され、サンプルチャンバー内に圧縮用のピストンが配置されています。力は設定して再度使用できます。まず、サンプルチャンバー内で乾燥粉末のみを圧縮し、ゼロ体積のベースラインを取得します。次に、測定対象物と乾燥粉末を一緒にサンプルチャンバー内に配置し、上記の圧縮を繰り返してピストンの変位を求めます。次に、測定対象物の体積を見つけることができます。これは、サンプルチャンバーの底面積（シリンダーの円形の底）に基づいています。最後に、振ってほこりを取り除いた後、サンプル上の乾燥粉末を取り除くことができます。その後、サンプルを元の状態に戻し、テストを繰り返すことができます。さまざまなサイズのサンプルチャンバーを選択できます。オブジェクトのサイズは、そのサイズに基づいて選択されます。これは、測定の要件を満たしています。
多孔質物体の含有密度は絶対密度より低くなります。非多孔質物体の場合、含有密度は絶対密度に等しくなります。したがって、1 つの物体の絶対密度と含有密度を測定することで、その物体の総多孔度を見つけることができます。ゼロ体積のベースラインを得るために、サンプル チャンバー内で圧縮には乾燥粉末のみを使用します。
かさ密度 ＆ タップ密度
中国薬局方 2020 年版第 4 部通則 0993 では、嵩密度法とタップ密度法が紹介されています。薬局方では、嵩密度を密度と定義しています。これは、薬物または賦形剤の粉末が充填されたときに測定されます。緩い状態です。緩い状態とは、粉末サンプルを容器に注ぐことによって形成された状態を指します。これは圧縮せずに行われました。嵩密度は、単位体積あたりの粉末の質量です。粉末は指定された容器を満たします。サンプルの準備、処理、および保管方法は、嵩密度の値に影響します。これは廃棄プロセスに関連しています。粒子の配置が異なると、嵩密度が一定の範囲内で変化する可能性があります。わずかな変化でも嵩密度に影響を与える可能性があります。結果の再現性は高くありません。したがって、嵩密度を報告するときは、測定条件を報告してください。嵩密度は、特定の質量の粉末の体積を測定することで見つけることができます。これは、ふるい分け後にメスシリンダーで行われます (最初の方法)。または、体積計を使用して測定します (2 番目の方法)。または、ふるい分け後に粉末の質量を測定することもできます。次に、容器に一定の容量の液体を充填します (3 番目の方法)。
タップ密度とは、タップされた状態の粉末の充填密度を指します。タップされた状態とは、粉末柱の状態です。粉末サンプルは容器の中にあります。体積が変化しなくなるまで、一定の周波数で下向きに振動します。装置はカップを持ち上げて落下させることで振動を引き起こします。重力により、一定の距離で落下します。タップ密度は、一定質量のサンプルのタップされた体積を測定することで見つけることができます。これは、1 番目または 2 番目の方法のいずれかを使用して行われます。または、既知の体積測定容器でサンプルをタップした後、サンプルの重量を測定することで見つけることができます。これは 3 番目の方法です。
粒子の相互作用の仕方は、粉末の積み重ねに影響します。これは、粉末の流れにも影響します。嵩密度とタップ密度の差が重要です。これは、粉末粒子がどのように相互作用するかを示します。また、粉末の流動性も測定します。これは、圧縮率指数またはハウスナー比を使用して行われます。
