第9章 微粉學(xué) 粉體的流動(dòng)性

第9章微粉學(xué)

第5節(jié)粉體的流動(dòng)性第九章微粉學(xué)

粉體的流動(dòng)性第五節(jié)

回顧

粉體粉體

固體粒子的集合體固體粒子

與大塊固體相比較，相對(duì)微小的固體稱(chēng)之為粒子。根據(jù)其尺度的大小，常區(qū)分為粒子、微米粒子、亞微米粒子、超微粒子、納米粒子等等。通常粉體工程學(xué)研究的對(duì)象，是尺度界于1nm-10mm范圍的顆粒。在制藥行業(yè)中常用的粉體粒子大小范圍為1um-10mm。集合體

從粒子存在形式上來(lái)區(qū)分，粒子有單粒子（單一粒子又被稱(chēng)為一級(jí)粒子）和由單粒子聚集而成的團(tuán)聚粒子（聚結(jié)粒子又被稱(chēng)為二級(jí)粒子），因而粉體可以是由單一粒子構(gòu)成，也可以是由聚結(jié)粒子構(gòu)成，還可以是由二者的混合體構(gòu)成圖1單粒子圖2聚結(jié)粒子

粉體的物態(tài)特征具有與液體相類(lèi)似的流動(dòng)性具有與氣體相類(lèi)似的壓縮性

具有固體的抗變形能力粉體的物態(tài)特征具有與液體相類(lèi)似的流動(dòng)性具有與氣體相類(lèi)似的壓縮性具有固體的抗變形能力原因淺析研究意義測(cè)定粉體的流動(dòng)性并進(jìn)一步改善它的流動(dòng)性，對(duì)粉體的生產(chǎn)工藝、傳輸、儲(chǔ)存、裝填以及中藥制劑中的不同成分的混合、顆粒劑、片劑、散劑、膠囊劑等等的成型機(jī)裝量有重要意義。粉體的物態(tài)特征類(lèi)型具有與液體相類(lèi)似的流動(dòng)性；具有與氣體相類(lèi)似的壓縮性；具有固體的抗變形能力粉體的流動(dòng)性原因淺析粉體之所以流動(dòng)，其本質(zhì)是由于粉體中粒子受力的不平衡。對(duì)粒子受力分析粒子所受的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等，其中重力和顆粒間的黏附力對(duì)粉體流動(dòng)的影響最大。種類(lèi)常見(jiàn)的有重力流動(dòng)、振動(dòng)流動(dòng)、壓縮流動(dòng)、液態(tài)化流動(dòng)等粉體流動(dòng)性的評(píng)價(jià)常用方法

粉體流動(dòng)性的測(cè)量方法很多，包括靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。靜態(tài)法有休止角法、內(nèi)摩擦角法、壁摩擦角法和滑角法等；動(dòng)態(tài)法有小孔流出速度法、旋轉(zhuǎn)圓筒法、記錄式粉末流速計(jì)法、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法等。休止角定義休止角與流動(dòng)性的關(guān)系

定義在粉體堆上，粉末下滑的表面與水平面之間的最大可能角度休止角以及休止角法定義在粉體堆上，粉末下滑的表面與水平面之間的最大可能角度，常用ψ表示表達(dá)式在下滑面上粒子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力與粒子所受到的重力相平衡，使休止角為定值，ψ角的正切就等于粒子間的摩擦系數(shù)

utanψ=u=h/r休止角與粉體流動(dòng)性的關(guān)系一般來(lái)講，可以通過(guò)休止角度數(shù)表征粉體流動(dòng)性的好壞，經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)休止角<30o，流動(dòng)性良好；當(dāng)休止角處于30o~45o，流動(dòng)性較好；當(dāng)休止角處于45o~60o，流動(dòng)性較差；當(dāng)休止角處于60o~90o，流動(dòng)性差。局限性用休止角評(píng)價(jià)粉體的流動(dòng)性能，只能大致定性地表示流動(dòng)性的好壞，或者用于比較同種粉體因粒度和水分等引起的流動(dòng)性差別。補(bǔ)充說(shuō)明事實(shí)上，粉體的流動(dòng)性隨粒子的形狀、大小、含水量、表面狀態(tài)、密度、空隙度、生產(chǎn)工藝等因素的不同而有明顯的差異，再加上粉體之間的內(nèi)摩擦力、粘附力、靜電力等等的復(fù)雜關(guān)系，使得粉體的流動(dòng)性無(wú)法用單一的物理量來(lái)表征。因而我們需要綜合考慮其他方法。G（θhr休止角的測(cè)定方法注入法擠出法容器傾斜法

粉體流動(dòng)性的測(cè)定方法

常見(jiàn)的有注入法、排出法、容器傾斜法等等（在有些文獻(xiàn)中，把測(cè)定休止角的方法歸納為固定漏斗法、固定圓錐槽法、傾斜箱法、轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱法四類(lèi)）休止角的測(cè)定裝置由支架、漏斗、圓平板和刻度尺組成。將粉體注入到某一有限直徑的圓盤(pán)中心（這里是圓平板）上，直到粉體堆積層斜邊的物料沿圓盤(pán)邊緣自動(dòng)流出為止，停止注入，測(cè)定休止角α。h-粉堆高度r-圓平板半徑hrtgα=h/r

休止角的測(cè)定方法粉體流動(dòng)性的影響因素04加入潤(rùn)滑劑（滑石粉、硬脂酸鎂等）細(xì)粉，可降低粒子間的內(nèi)聚力，改善表面粗糙度，從而改善粒子的流動(dòng)性一般加粉體量的1%潤(rùn)滑劑細(xì)粉02粒子形狀

03在吸濕曲線上，引起粉體大量吸濕的相對(duì)濕度（CRH）,CRH越小，粉末越容易吸濕，休止角就越大，粉體流動(dòng)性就越小吸濕性

01粒度影響粉體流動(dòng)性的因素01020304

概述

粉體的流動(dòng)性決定于物質(zhì)本身的特性（如粒子大小、形態(tài)、表面狀態(tài)密度等）以及環(huán)境的溫度、壓力等粒度

一般來(lái)講，粒徑下降，粒子間內(nèi)聚力上升，摩擦阻力加大。粒徑＞200um,粉體流動(dòng)性好，粒徑＜100um,粒子內(nèi)聚力超過(guò)所受重力，粒子易聚集，流動(dòng)性差。粒子形狀

粒子形狀越不規(guī)則，偏離球形越遠(yuǎn)，表面越粗糙，休止角就越大，流動(dòng)性越小。吸濕性

在吸濕曲線上，引起粉體大量吸濕的相對(duì)濕（CRH），CRH越小，粉末越容易吸濕，休止角就越大，粉體流動(dòng)性就越小潤(rùn)滑劑細(xì)粉

加入潤(rùn)滑劑（滑石粉、硬脂酸鎂等）細(xì)粉，可降低粒子間的內(nèi)聚力，改善表面粗糙度，從而改善粒子的流動(dòng)性，一般加粉體量的1%影響粉體流動(dòng)性的因素AMETAMETCB粉體流動(dòng)性差時(shí)，可以加入100um的玻璃球助流流出速度越大，粉體流動(dòng)性越好是將物料加入容器中，測(cè)出全部物料流出所需的時(shí)間AMETA流出速度（flowvelocity)概述粉體的流動(dòng)性在粉體工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用范圍很廣，粉體的流動(dòng)性對(duì)其生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存、裝填以及工業(yè)中的粉末冶金、醫(yī)藥中不同組分的混合、農(nóng)林業(yè)中殺蟲(chóng)劑的噴撒等工藝過(guò)程都具有重要的意義。例如在制藥中如果粉末流動(dòng)性較差，則難以將藥品中的各種粉末成分直接混合均勻，對(duì)藥物的準(zhǔn)確含量造成影響，若將粉末制成一定大小的顆?？梢栽黾铀牧鲃?dòng)性；在膠囊劑、片劑、顆粒劑等的成型或填充時(shí)，由于粉末的流動(dòng)性較差，粉末的表面粗糙，粉末容易粘連成塊狀，導(dǎo)致患者在服用時(shí)非常不方便，會(huì)對(duì)工藝過(guò)程順利進(jìn)行有一定的影響，使制劑的成本增加；在外用散劑中，流動(dòng)性差的粉體，易導(dǎo)致患者涂布不均勻，造成局部用藥過(guò)少或過(guò)多，影響療效；在制劑的運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中也有不利影響，流動(dòng)性差的粉料更容易因?yàn)橥饨绛h(huán)境溫度、濕度、壓力等因素的影響，導(dǎo)致藥物的穩(wěn)定性和有效性降低

粉體流動(dòng)性的應(yīng)用定義壓縮度與流動(dòng)性LOREMLOREM1234壓縮度（compressibility)壓縮度是粉體流動(dòng)性的重要指標(biāo)，其大小反映粉體的凝聚性，松軟狀態(tài)壓縮度20%以下的流動(dòng)性較好，壓縮度增大時(shí)，流動(dòng)性下降

粉體流動(dòng)性的研究及其在中藥制劑中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)章波、馮怡、徐德聲、劉怡上海中醫(yī)藥大學(xué)摘要這篇文獻(xiàn)主要講述了三方面的內(nèi)容，即影響粉體流動(dòng)性的因素、粉體流動(dòng)性的表征方法、粉體流動(dòng)性的研究在中藥制劑中的作用主要講述

粉體流動(dòng)性的表征方法

（1）休止角法（2）小孔流出速度法

休止法過(guò)于簡(jiǎn)單、偏差較大且不能反映流速的大小，所以流速法是測(cè)定粉體流動(dòng)性的又一方法，流速指微粉以一定孔徑或管中流出的速度，一般來(lái)說(shuō)，微粉流動(dòng)快，其流動(dòng)均勻性好，即流動(dòng)性好。流速即是粉體的粒度也是其均勻的函數(shù)，但流速法不能定量地表示流出的速度，不能區(qū)分流動(dòng)性很接近的兩種粉體。（3）振實(shí)法振動(dòng)可影響粉體的松裝密度進(jìn)而影響其流動(dòng)性，因此，振動(dòng)性可以作為測(cè)定粉體流動(dòng)性的方法。粉體的黏著力系粉體之間的相互作用力，它與粉末的流動(dòng)性密切相關(guān)，其值越大，粉末的流動(dòng)性越差。李忠全測(cè)定了7種粉體的黏著力及流動(dòng)性并做了其中兩種粉體的黏著力與流動(dòng)性的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出以下結(jié)論：粉末的黏著力和流動(dòng)性與其松裝密度有一定的關(guān)系，隨著松末密度的增大，其黏著力隨之減小，而粉末的流動(dòng)性隨之變好，振實(shí)法測(cè)量粉末流動(dòng)性的重復(fù)性較好，而黏著力較差。、

LOREMIPSUMDOLORSITAMETCONSEADIPISICINGELITSEDDOEIUSMODTEMPORINCIDIDUNTUTLABOREETDOLOREMAGNAENIMADMINIMVENIAMQUISNOSTRUD參考文獻(xiàn)振實(shí)法把流動(dòng)性和粘附力、松裝密度聯(lián)系起來(lái)考察，直觀而有說(shuō)服力，且重復(fù)性好，但仍然沒(méi)有量化這個(gè)確定值（4）卡爾指數(shù)法Carr測(cè)定法則是綜合了影響粉體流動(dòng)性的諸多因素，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)而提出的應(yīng)用自然坡度角、平板角、凝聚度、壓縮率、均齊度五項(xiàng)指數(shù)，用得分制的數(shù)值方法表示粉體流動(dòng)性的方法。該方法直接用經(jīng)驗(yàn)測(cè)量法測(cè)定，簡(jiǎn)單實(shí)用，不僅適用于流動(dòng)性好的粉末顆粒，而且適用于流動(dòng)性差、附著性強(qiáng)、有團(tuán)聚傾向的粉體，適用范圍較廣。通過(guò)測(cè)定樣品的上述幾項(xiàng)流動(dòng)性指數(shù)，把試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行累加，即可得到卡爾指數(shù)?？柗ňC合了休止角法、流速法和振實(shí)法，有所改進(jìn)，但仍然脫離不了經(jīng)驗(yàn)性，它實(shí)際上只能用于表示和比較粉體物料的相對(duì)流動(dòng)性。（5）Jenike法在Carr指數(shù)法的基礎(chǔ)上，jenike以粉體力學(xué)理論為基礎(chǔ),進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和深入的理論研究，提出了粉體的連續(xù)塑料介質(zhì)模型，并發(fā)展了流動(dòng)-不流動(dòng)的判據(jù)，創(chuàng)建了一套科學(xué)的表示散狀粉料流動(dòng)性能的指標(biāo)，歸納了一整套表示料倉(cāng)內(nèi)粉體流動(dòng)性的參數(shù)和料倉(cāng)定量設(shè)計(jì)的方法及理論，在他的理論中需要綜合考慮有效內(nèi)摩擦角、內(nèi)摩擦角、壁摩擦角、容重、