...

Тестер текучести, модель BEP

...
Тестер текучести BEP был специально разработан для соответствия спецификациям и комментариям к ним, изложенным в главе 2.9.36 Европейской Фармакопеи, а также в главе <1174> Фармакопеи США, Текучесть порошков.

Широкое применение порошков в фармацевтической индустрии привело к тому, что тестовые методы для измерения различных характеристик порошков профилировались отдельно. В том числе был выделен специфический раздел, посвященный измерению текучести порошков. По изложенным в фармакопеях указаниям, необходимо, чтобы этот метод был простым, практичным, чувствительным, воспроизводимым и давал необходимый результат.

Главы 2.9.36 Европейской Фармакопеи и <1174> Фармакопеи США были гармонизированы, и в результате была представлена стардантизированная методология измерения текучести порошков.

В результате был получен список из четырех методов:
  • •Индекс сжимаемости и отношение Гауснера
  • •Истечение порошка через отверстие
  • •Угол естественного откоса
  • •Ячейка сдвига
Индекс сжимаемости и отношение Гауснера(пункт 1) – это функции насыпной плотности порошка и насыпной плотности после утряски. Измерение способности порошка к текучести и его сжимаемости может быть выведено в виде отношения Гауснера (разделив плотность после утряски на плотность порошка) и уровеня сжимаемости (вычтя из плотности после утряски плотность порошка и разделив результат на плотность после утряски, далее умножаем на 100 и получаем значение в процентах).
В свободнотекущем порошке, взаимодействия между частичками менее значимо, и нестабильная плотность и плотность после утряски будут ближе по значениям. В слаботекущих порошках разница возрастает. Из этого следует, что чем ближе отношение Гауснера к единице, тем лучше текучесть. Порошки со слабой текучестью это отношение обычно более 1,25.
Другие три теста могут быть проведены с помощью тестера текучести порошков BEP, снабженного подходящими дополнениями.
Данный тестер был изначально разработан для измерения текучести порошков и гранул, основанный на принципе истечения через отверстие.
Немного ранее, многогранность прибора была расширена, и теперь он может использоваться для измерения угла естественного откоса и в эксперименте с ячейкой сдвига.
Присоединение цилиндра (истечение через отверстие)
Измерение времени, за которое порошок протекает через отверстие определенного известного размера – это полезный метод для подсчета потока порошка. Как видно из названия, данный метод подходит только для образцов, способных к течению, и не подходит для связанных образцов.
С другой стороны, необходимо отметить, что способность порошка к протеканию через отверстие подвержена влиянию посторонних факторов, а не только зависит от структуры и характеристик самого порошка.
К этим факторам относятся форма, материал, из которого изготовлен контейнер для образца, диаметр и высота насыпанного образца, а также форма и диаметр отверстия, через которое проводится протекание.
Фармакопеи предполагают, что употребление кругового цилиндра вызывает взаимодействие частиц порошка между собой, в отличие от взаимодействия частиц порошка со стенками контейнера. Таким образом можно свести к минимуму влияние, вызванное различиями в материале, из которого изготавливается контейнер для порошка.

Далее, при условии, что (а) высота камеры для порошка намного больше, чем высота отверстия, (б) диаметр отверстия как минимум в шесть раз больше диаметра частиц и (c) диаметр цилиндра как минимум в 2 раза больше диаметра отверстия, то в этом случае различия в результатах, вызванные порошковой камерой или отверстием, можно считать незначительными.

Цилиндрическая насадка была специально разработана для учета всех этих факторов.
Комплект состоит из цилиндра емкостью 200 мл, изготовленного из нержавеющей стали, объединенный с плоскодонной тарелкой, включающей отверстия различного диаметра.
Набор дисков из нержавеющей стали поставляется как часть комплекта, каждый диск имеет прецизионно просверленное отверстие в центре. Имеются следующие размеры: 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 и 32 мм.
Каждый диск может быть установлен на дно цилиндра. Заглушка закрывает отверстие в течение процесса наполнения. Потом заглушка плавно убирается, не вызывая вибраций, для того, чтобы насыпанный в цилиндр порошок плавно протекал сквозь отверстие.

Проведение опыта отличается чрезвычайной простотой

Выберите диск, характеризующийся необходимым вам размером, в соответствии со структурой порошка, и закрепите его на дне цилиндра, с помощью специального хомута, предназначенного для этой цели. Установите заглушку в такое положение, чтобы вы были уверены в том, что отверстие на дне воронки.
Поместите тестовый образец (100 г, если не указано иное) в воронку. Теперь откройте заслонку и измерьте время, за которое весь образец протечет через отверстие, используя подходящий секундомер.
Проведите три измерения. После этого можно выразить скорость течения в единицах массы за время, т.е. грамм в секунду.

Есть альтернативный вариант. Цилиндрическая насадка может быть использована для определения собственной (внутренней) текучести порошка, связанной с формой индекса текучести, наподобие тестера Flotest.


Воронкообразная насадка (протекание через отверстие)

В определенных ситуациях, когда, например, нужно смоделировать ситуацию протекания порошка в хоппере, или другую производственную ситуацию, может оказаться целесообразнее использовать воронку в форме усеченного конуса.

Воронкообразная насадка основана на воронке, изготовленной из нержавеющей стали, и выпускного отверстия (наконечника), описанного в главе 2.9.16 Европейской Фармакопеи


Сыпучесть.

Воронкообразная насадка поставляется с тремя наконечниками, с соответствующими диаметрами в 10, 15 и 25 мм. И воронка, и наконечник, изготавливаются из фармацевтической стали 316L. Наконечники легко взаимозаменяются с помощью соединительной гайки, предназначенной для этого.

Открытие дна воронки контролируется с помощью настраиваемой заслонки, которая находится в закрытом состоянии в течение процесса наполнения воронки, и далее тест проводится похожим образом, как и в случае с цилиндрической насадкой.


Дополнение из весов и таймера

Добавив весы и таймер, подключенные к микропереключателю, расположенному на запорном механизме, становится возможным соотнести время и массу в тестах как с использованием цилиндрической, так и с использованием воронкообразной насадки, без необходимости применения внешнего секундомера.
Опция «весы/таймер» доступна для использования с прибором в четырех режимах:
Определение времени просыпания при заданной массе навески
Определение времени просыпания при заданном объеме навески
Определение массы навески при заданном времени

Отношение массы к времени просыпания

Насадка с углом естественного откоса

Угол естественного откоса – это угол (относительно горизонтальной оси) конической насыпи (кучи), возникающий, когда сыпучее вещество насыпают на горизонтальную поверхность. Он зависит от плотности, площади поверхности, коэффициента трения исследуемого материала.
Насадка с углом естественного откоса состоит из круглой тестовой платформы диаметром 100 мм, и цифрового индикатора высоты с диапазоном от 0 до 300 мм и погрешностью 0,03 мм. Тестовая платформа снабжена защитным внешним краем, который защищает сформировавшийся конус. Лишний порошок собирается в лотке под тестовой платформой.
Для данного конкретного теста, воронка обычно оснащается специальным 10 мм наконечником, расположенным на высоте 75 мм над тестовой платформой. Предполагается наличие мешалки для помощи высыпания более сложных продуктов.

Тангенс (касательная) угла естественного откоса (в градусах) может быть определен путем получения значения высоты конуса на экране цифрового индикатора высоты и разделения его на 50.

Насадка с ячейкой сдвига

Метод ячейки сдвига широко используется в фармацевтической индустрии для определения свойств сыпучести мелкодисперсных порошков и сыпучих материалов, и для прогнозирования и исследования их поведения в закромах, бункерах, питателях и другом подъемно-транспортном оборудовании.

Способность материала к сыпучести в таких устройствах зависит от насыпной плотности этого материала и его предела сдвига.

Ячейка сдвига, применяемая в составе тестера BEP, состоит из цилиндрической камеры (изготовленной из прозрачного оргстекла) с размерами 140 мм внутренний диаметр, 32,5 мм высота, и способностью вместить 500 мл образца. На дне камеры находится 100 мм отверстие, которое закрывается акриловым диском на этапе консолидации (уплотнения).

Тест основан на измерении силы, необходимой для сдвига круглого диска с помощью (или через) подготовленный насыпанный образец. Состоит из двух этапов, (а) укрепление (консолидация) образца (измерение насыпной плотности) и (b) применение побуждающего фактора (сила сдвига).

Изначально образец подвергается консолидирующим силам, так, чтобы можно было измерить его насыпную плотность, в идеальном случае, должны воссоздаваться условия и силы, с которыми материал столкнется на практике. Альтернативный вариант – можно использовать стандартный образец, например, 10 кг.

Далее акриловый диск, закрывающий дно тестовой ячейки, убирается и постепенно прикладывается нагрузка к тестовому образцу, путем насыпания песка через воронку тестера в контейнер, находящийся на вершине образца до тех пор, пока образец не сдвинется.

Эксперимент оценивается по насыпной плотности, силе сдвига и, если необходимо, размером выходного отверстия.
Если у вас возникли вопросы, вы можете обратиться к нашим менеджерам
...
...