Пористость порошкообразной массы

В свободно насыпанной массе порошкообразных лекарственных препаратов частицы соприкасаются между собой только отдельными участками своей поверхности. Участки соприкосновения, называемые контактными, занимают малую долю их суммарной поверхности. Пустоты (поры) в порошке могут занимать 50-80% объема. Пористость порошкообразной массы зависит от размера частиц и их формы. Чем меньше плотность укладки, тем больше пористость массы и тем больше ее объем, требующий большего объема матрицы.

Насыпная масса (по старой терминологии - насыпной вес)-масса единицы объема свободно насыпанного порошкообразного препарата в килограммах на кубический метр. Она зависит от плотности порошка, пористости и влажности порошка.

Определение насыпной массы порошка проводят методом свободного его насыпания с условным уплотнением. Для этого в мерный цилиндр малыми порциями при легком постукивании по стенке цилиндра насыпают исследуемый порошок до постоянного объема до тех пор, пока визуально уменьшение объема не определяется. Затем порошок взвешивают. Частное от деления массы на объем является насыпной массой. Например, масса амидопирина в объеме 50 см³ оказалась равной 29 г. Следовательно, насыпная масса 29 г: 50 см³ = 0,58 г/см³ (или 580 кг/м³). Определение насыпной массы можно проводить также путем насыпания порошка непосредственно в матрицу, объем которой известен.

Поскольку в таблеточных машинах дозирование происходит по объему, очень важно знать насыпную массу таблетируемых препаратов. Зная насыпную массу и плотность порошкообразного препарата, можно рассчитать его пористость (П) в процентах по формуле:

где

Кн - насыпная масса в (кг/м³);

d - плотность (в кг/м³).

Относительная плотность. По показателям  насыпной массы  и плотности рассчитывается также относительная плотность (т)  в процентах:

Относительная плотность характеризует долю пространства, занимаемого материалом порошка. Она выражается в процентах и представляет собой отношение фактической плотности порошка (насыпная масса) к плотности компактного материала (истинная плотность). Порошки с анизодиаметрическими частицами укладывают более рыхло (т=12- 40%), чем порошки с изодиаметрическими частицами (т>40%). При рыхлой укладке увеличивается пористость системы. Пористость является величиной, обратной относительной плотности, и связана с ней простой арифметической зависимостью:

П=100-т.

Насыпная (объемная) плотность.

Насыпную плотность — массу единицы объема свободно насыпанного порошка, определяют путем свободного насыпания порошка в определенный объем со стандартным уплотнением. Насыпная плотность зависит от формы, размера, плотности частиц порошка (гранул), их влажности. По значению насыпной плотности можно прогнозировать объем матричного канала и характер применяемых вспомогательных веществ.

Максимальную насыпную плотность пороша измеряют на приборе модели 545Р-АК-3 Ждановского завода технологического оборудования медицинской промышленности (ЖЗТО) (рис. 13).

Рис. 13. Прибор для определения насыпной плотности сыпучих материалов 545Р-АК-3 ЖЗТО

Прибор состоит из основания (1), на котором размещен электродвигатель (2) и редуктор (3). На выходном валу редуктора смонтирован маховик (4) с эксцентриком (5). В стойке (6) размещен шток (7); на верхнем корпусе его закреплена втулка (8), на которую при помощи прокладки (9) и гайки (10) установлен измерительный стеклянный цилиндр (11) вместимостью 25 мл. Амплитуду колебаний регулируют при помощи винта (14) и контргайки (15) по шкале (12). В комплект прибора входит автотрансформатор (на рисунке не показан), с помощью которого регулируют частоту вращения мотора; число колебаний измерительного цилиндра фиксирует счетчик (13).

Взвешивают 5 г исследуемого порошка с точностью до 0,001 г и засыпают его в измерительный цилиндр. Устанавливают амплитуду колебаний посредством регулировочного винта (14) и после отметки по шкале (12) фиксируют положение контргайкой (15). Оптимальная амплитуда 35—40 мм. Частоту колебаний устанавливают при помощи автотрансформатора в пределах 150— 200 кол/мин по счетчику. Далее включают прибор тумблером (16) и следят за отметкой уровня порошка в цилиндре.

Когда уровень порошка становится постоянным (обычно через 5—10 мин), прибор выключают.

Максимальную насыпную плотность рассчитывают по формуле:

ρ_н – объемная плотность, кг/м³; V – объем порошка в цилиндре после утряски, м³; m – масса сыпучего материала, кг.

В зависимости от насыпной плотности таблетируемые вещества условно подразделяют на весьма тяжелые (р_н>2000 кг/м³), тяжелые (р_н> 1100 кг/м³), средние (р_н> 600 кг/м³), легкие (р_н< 600 кг/м³)