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粉体的应用


粉体用途广泛

粉体广泛用于各行各业,但对其多种特性的理解仍有待进一步提高。作为最终产品,其性质各异,能够以多种不同形式存在,比如小袋中的松装粉体,或是激光打印机中的流化墨粉,也可以是被压成片剂的粉体。制造周期采用的工艺多种多样,并且工艺原理千差万别。因此,考虑到配方中的各种变量,制造流程中所用到的多种单元操作,以及千变万化的应用形式时,粉体处理中存在的挑战也就见怪不怪了。

无论你是对配方、工艺开发、放大、商业化生产、技术转让,还是对品质保障感兴趣,粉体特性在很多方面都十分重要。粉体之所以被广泛应用,正因为其具备的一系列特性,如果能深入理解,就可以用来开发高附加值的独特产品。

设想一下,从由粉体加工而成的洗碗机专用洗涤块,可按剂量制成便于使用的小块包装,到以无痛方式直接向患者肺部(靶向)给药的粉吸入剂,粉体的应用如此多样,长期以来广泛存在于许多行业中。

Working with Powders


 

挑战

粉体由于具有多种不同的特性而被证实为是一种高功能性材料,但它却以加工难度极大而著称。粉体的行为特性十分复杂,人们无法用通常意义上的“好”或“坏”去简单地归类它们。哪怕周围的环境湿度略微增加,或者只是经受几分之一秒的振动,都会令粉体的行为特性发生变化。如果改变混合速度,或延长混合时间,某些粉体就有粘结在加工设备上的趋势,产生静电,自身的特性也会随之变化。如果对这些复杂材料有透彻的认识,我们就能很好地利用这些特性。相反,如果对粉体的特性表征不足,则粉体的特性容易引起生产和质量问题。

业界遭遇的挑战可能会千差万别,但通常包括以下问题:

  1. 如果在现有的配方中使用这种新等级的原材料,会不会引起生产或质量问题?
  2. 为确保最终产品具有理想的特性,最佳含水量应该是多少?
  3. 如果混合速度较慢,能够混合均匀吗?是不是应该延长混合时间?
  4. 这种粉体能连续地流出料斗吗?
  5. 如何改进配方,才能在不降低质量的前提下,提高加工速度和加工效率?
  6. 这一批次本该与上一批次一样好,但为什么会出问题?
  7. 这种粉体粘性太强了,在混合时是不是无法消除团聚现象?
  8. 这个等级的原料通过螺杆喂料器时,会不会出现团聚现象并过于致密呢?
  9. 为什么颗粒在压片后出现分层?

Working with Powders

毫不夸张地讲,配方、开发、生产和质量部门会经常碰到数以百计的问题,而解决这些问题通常需要对粉体特性的透彻了解。虽然获得解决方案并非易事,但掌握所加工材料的重要特性,是认识问题并着手解决的第一步。


 

通过表征可以……

现在,利用富瑞曼科技的FT4粉体流变仪,就有可能为您进行详细的粉体行为特性分析,并带来以下预测和认识:

  1. 在下列装置中的流动及行为表现:
    • 料斗(粉体是否会以均匀的流速出料?还是会架桥、结块或形成脉冲流?)
    • 喂料器(流速是否均匀;喂料过程是否会造成粉体的团聚/致密,粉体是否会涌出喂料器?)
    • 填充系统(填充系统是否能按可接受的速度运行,同时又能达到预期的填充重量?粉体是否会均匀填充中模?)
    • 传送装置(对于定量传输,要求的气流速率是多少?稀释相与密实相有何不同?颗粒是否会因摩擦而破碎?)
  2. 混合/混料表现
  3. 喂料/传送(团聚、破碎)的影响
  4. 固结/结块的可能性
  5. 相对湿度/含水率的变化对粉体行为的影响
  6. 工艺变量(如湿法制粒过程中的加水量、混合过程中搅拌机的速度、旋转式压片装置运行时转盘的速度、装袋过程中传送带的速度等)改变带来的影响
  7. 配方决定对于加工过程中的表现、最终产品的特性和品质的影响
  8. 上游粉体特性测量对最终产品质量、特性的影响
  9. 对喂入原材料/中间体的优化工艺设置
  10. 原材料品质(提供比传统测量更多的细节(不再局限于粒径和密度两个参数))
  11. 现有生产线是否适用于新产品的加工,或者现有产品是否可在不同设备上加工
  12. 哪些范围内的材料特性可以特定工艺处理,怎样进行工艺设置才能适应更广泛的材料特性

粉体表征远非只是理解粉体在料斗中的流动性!粉体有多种行为特性,每一种都必须充分了解,才能优化产品开发,提高生产效率。

Continuous Tablet Manufacture


 

全面粉体表征的优势

全面的粉体表征无需大量的资金投入和资源,即可展开测量和试验。然而,它所带来的优势和节约的成本却非常显著,如果能够正确使用,全面粉体表征可以带来以下优势:

  • 更高的产品质量
  • 更快的上市速度
  • 减少浪费
  • 提高设备利用率
  • 提高生产效率——即减少停机次数,降低批间偏差
  • 实现更加到位的原材料质量控制,从而在改变原材料供应商时更有把握
  • 向客户和监管机构展示您自愿提供最佳产品的动力

对于很多粉体加工企业而言,先进的粉体表征已经成为一项关键战略,随着它在配方、加工、QA/QC以及技术服务方面所带来的优势越来越为人们所认知,它还会继续被业界更广泛接受。点击此处查看示例,了解部分FT4用户如何取得良好投资回报。