Yoğunluk, tozların (partiküllerin) çok önemli bir özelliğidir. Parçacıkların akışkanlığını ve sıkıştırılabilirliğini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılır. Bu, uyuşturucu yapımının tüm kısımlarını büyük ölçüde etkiliyor. Örneğin, erken ürün tasarımı ilacın parçacık yoğunluğuna bağlıdır. Ekipman seçimi ve aksesuarlar da öyle. Spesifik ilaçların doğru disklere ve iğnelere ihtiyacı vardır. Kapsülleri doldurmak için kullanılırlar. Tablet presleri için doğru kılavuzlar aynı zamanda ilaç yoğunluğuna da bağlıdır. Toz yoğunluğu, tabletleme ve kuru granülasyonda sıkıştırılabilirliği, sertliği ve diğer göstergeleri etkiler. Son olarak tasarım süreci sırasında hammadde ve yardımcı maddelerdeki farklılıklara dikkat edin. Ayrıca granül ve toz yoğunluğundaki farklılıklara da dikkat edin. Bu, karışmayı ve parçacık kusurlarını önlemek içindir. Bu nedenle ilaç endüstrisinin tozların yoğunluğunu daha fazla incelemesi gerekiyor.
Ortaokul fiziği bize yoğunluğun belirli bir hacimdeki kütleyi ölçtüğünü söyler. Bu kavram ρ sembolü ile temsil edilebilir. Uluslararası Birim Sisteminde ve Çin yasal ölçü birimlerinde yoğunluk birimi kg/m³'tür. Yoğunluk, bir nesnenin kütlesinin hacmine bölümüdür. Bir maddenin kütle/hacim oranını gösterir. Yoğunluk maddenin belirleyici özelliklerinden biridir. Her maddenin belirli bir yoğunluğu vardır. Maddelerin genellikle farklı yoğunlukları vardır. Yani onları tanımlamak için kullanılabilir. Düzenli, sert bir maddenin yoğunluğunu ölçmek basittir. Ancak düzensiz bir maddenin yoğunluğunu ölçmek geçmişte zor bir işti. Ortaokul fizik ders kitabında Arşimet, Hierro II'nin tacını suya koydu. Daha sonra drenaj hacmini kullanarak altının yoğunluğunu ölçtü. Bugün bu yönteme yoğunluk ölçümü diyoruz. Boşluksuz ve delikli nesnelerin yoğunluğunu ölçmek için hala uygundur. Günümüzün yoğunluk ölçüm teknolojisinde gaz, sıvı veya ince toz kullanılıyor.
Peki neden farklı yedek medyalara ihtiyacımız var? Bunun nedeni birçok maddenin çatlaklara, boşluklara ve sarmal kanallara sahip olmasıdır. Bunlar farklı “yoğunluk” tanımlarıyla sonuçlanır. Her biri farklı ölçüm yöntemleri gerektirir. İlk teknoloji yalnızca numunenin hacmini ölçüyor. Gözeneklerini dikkate almaz. İkinci teknoloji numunenin hacmini ve gözeneklerini ölçer. Hem açık hem de kapalı gözenekleri ölçer. Üçüncü teknoloji aynı zamanda numunenin gözeneklerini de ölçer. Ayrıca numuneler arasındaki boşlukları da ölçer. Saf katı faz olarak görülebilir.
Mutlak yoğunluk
Mutlak yoğunluğa gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk veya iskelet yoğunluğu da denir. Toplu numunedeki gözenekleri veya numuneler arasındaki boşlukları içermez. Saf katı faz numunesinin yoğunluğudur. Şu ana kadar numunenin hacmini gözeneklerini su veya başka sıvılarla doldurarak boşaltarak elde ediyorduk. Daha sonra yoğunluğunu bulduk. Bazen gözenekleri doldurmak için nesne sıvının içine konulur ve kaynatılır. Veya nesne sıvıya yerleştirilmeden önce boşaltılır. Ancak gözeneklerdeki yüzey gerilimi ve gaz, gözeneklerin sıvıyla dolmasına direnir.
Sıvı yoğunluğu ölçüm teknolojisinin dezavantajları vardır. Bu nedenle endüstri helyum (veya diğer gazlar) yoğunluk ölçerlerini kullanıyor. Sıvı yoğunluk ölçerlerle karşılaştırıldığında gaz yoğunluk ölçerler daha basit, daha hızlı, daha doğru ve tekrarlanabilirdir. Gaz yoğunluk ölçerler, malzemelerin yoğunluğunu ölçmek için tahribatsız bir tekniktir. Bir nesnenin gerçek hacmini ölçmek için gaz yer değiştirmesini kullanırlar. Bu onları bir nesnenin gerçek yoğunluğunu bulmak için ideal kılar. Sadece ağırlığı bilinen bir numuneyi hazneye kapatmamız gerekiyor. Daha sonra helyum yoğunluk ölçer kullanarak sabit sıcaklıkta tutuyoruz. Daha sonra sisteme helyum eklenir. Helyum yoğunluk ölçerin numune odasındaki basınç dengeye ulaşır. Helyum küçük bir molekül olduğundan numunenin gözeneklerine nüfuz edebilir. Numune odasındaki helyum daha sonra genleşme odasına salınır. Basınç yeniden dengeleniyor. Numunenin hacmi, denge basıncı ve gaz kanunu kullanılarak hesaplanır. Son olarak sistemdeki basınç boşaltılır ve numune çıkarılır. Yani cismin mutlak yoğunluğu helyum yoğunluk ölçer ile ölçülür. Bu tür yoğunluğa “helyum yoğunluğu” da denir.
Zarf yoğunluğu
İçerme yoğunluğu gözenekli bir nesnenin gözenek hacminin yoğunluğudur. Buna bazen toplu yoğunluk da deniyor ama bence bu pek doğru değil. Numune hacmini değerlendirirken numunenin yüzeyinde ince bir film olduğunu hayal edin. “İçerme hacmi” filme sarılmış hacimdir.
Ölçer, kapanımların hacmini ölçer. Kuru toz yöntemini kullanır. Bu kuru toz, düzgün bir yapıya sahip sert bir küredir. parçacık boyutu ve mükemmel akışkanlık. Nesneyi sıkıca sarabilir ve ona tepki vermez. Kuru tozun küçük boyutu, nesnenin yüzeyine yapışmasını ve gözeneklerine girmemesini sağlar. Bu yöntem ölçülen nesneye zarar vermez veya onu kirletmez. Ölçüm hızlı ve basittir.
Kuru toz hassas bir silindire yerleştirilir. Sıkıştırma için numune odasında bir piston bulunur. Kuvvet tekrar ayarlanabilir ve kullanılabilir. İlk olarak, sıfır hacimli bir taban çizgisi elde etmek amacıyla numune odasında sıkıştırma için yalnızca kuru toz kullanılır. Daha sonra ölçülecek nesne ve kuru toz birlikte numune haznesine yerleştirilir. Yukarıdaki sıkıştırma işlemi pistonun yer değiştirmesini bulmak için tekrarlanır. Daha sonra ölçülecek cismin hacmi bulunabilir. Numune haznesinin alt alanını (silindirin dairesel tabanı) temel alır. Son olarak çalkalama ve toz giderme işleminden sonra numune üzerindeki kuru toz uzaklaştırılabilir. Daha sonra numune orijinal durumuna döndürülebilir ve test tekrarlanabilir. Numune haznesini farklı boyutlarda seçebilirsiniz. Nesnenin boyutu, boyutuna göre seçilir. Bu, ölçüm gereksinimlerini karşılar.
Gözenekli bir nesnenin içerme yoğunluğu mutlak yoğunluğundan daha azdır. Gözeneksiz bir nesnenin içerme yoğunluğu mutlak yoğunluğuna eşittir. Yani bir nesnenin mutlak ve kapsayıcı yoğunluğunu ölçerek onun toplam gözenekliliğini bulabiliriz. Sıfır hacimli bir taban çizgisi elde etmek için numune odasında sıkıştırma amacıyla yalnızca kuru toz kullanıyoruz.
Kütle yoğunluğu & Dokunma yoğunluğu
Çin Farmakopesi 2020 Baskısı Dördüncü Bölüm Genel Kurallar 0993, yığın yoğunluğu ve kademe yoğunluğu yöntemlerini tanıtmaktadır. Farmakope kütle yoğunluğunu yoğunluk olarak tanımlar. Bir ilaç veya yardımcı madde tozu doldurulduğunda ölçülür. Gevşek bir durumdadır. Gevşek durum, toz numunesinin bir kaba dökülmesiyle oluşan durumu ifade eder. Bu sıkıştırma olmadan yapıldı. Yığın yoğunluğu, birim hacim başına toz kütlesidir. Toz belirli bir kabı doldurur. Numunenin nasıl hazırlandığı, işlendiği ve saklandığı, yığın yoğunluk değerini etkiler. Bertaraf işlemine bağlıdır. Farklı parçacık düzenlemeleri yığın yoğunluğunun belirli bir aralıkta değişmesine neden olabilir. Küçük değişiklikler bile kütle yoğunluğunu etkileyebilir. Sonuçlar yüksek oranda tekrarlanabilir değildir. Bu nedenle kütle yoğunluğunu bildirirken ölçüm koşullarını da bildirin. Kütle yoğunluğu, belirli bir toz kütlesinin hacmi ölçülerek bulunabilir. Bu, elemeden sonra bir ölçüm silindirinde yapılır (ilk yöntem). Veya belirleme için bir hacim ölçer kullanarak (ikinci yöntem). Veya elendikten sonra tozun kütlesini ölçebilirsiniz. Daha sonra bir kabı belirli bir hacimle doldurun (üçüncü yöntem).
Musluk yoğunluğu, tozun akıtılmış durumdaki doldurma yoğunluğunu ifade eder. Tıkanmış durum toz sütununun durumudur. Toz numunesi kabın içindedir. Ses seviyesi artık değişmeyene kadar belirli bir frekansta aşağı doğru titreşir. Cihaz, bardağı kaldırıp düşmesine izin vererek titreşime neden olur. Yer çekimi nedeniyle sabit bir mesafeye düşer. Vurulan yoğunluk, sabit kütleli bir numunenin vurulan hacmi ölçülerek bulunabilir. Bu, birinci veya ikinci yöntem kullanılarak yapılır. Veya numuneyi hacmi bilinen bir ölçüm kabına boşalttıktan sonra tartarak da bulabilirsiniz. Bu üçüncü yöntemdir.
Parçacıkların etkileşim şekli tozun istiflenmesini etkiler. Bu aynı zamanda toz akışını da etkiler. Yığın yoğunluğu ile sıkıştırılmış yoğunluk arasındaki fark çok önemlidir. Bu, toz parçacıklarının nasıl etkileşime girdiğini gösterir. Ayrıca tozun akışkanlığını da ölçer. Bunu sıkıştırılabilirlik indeksi veya Hausner oranı ile yapar.