流动性 (即粉体流动的难易程度) 无疑是粉体行为最重要的特性。对于药品制造商而言，设计适当的流动特性一直都是许多工艺的关键，其中一个重要的例子便是以要求的生产率成功生产高质量的片剂。尽管现今，对更高效制造和连续生产的日益重视加剧了对流动性可靠、相关且精密测量的需求。可适时地利用这种变化的环境评价下传统的流动性测试方法，以验证其价值和局限性。
有关粉体流动性测试的药典章节 (美国药典1174章节和欧洲药典2.9.36章节) 都描述了制药行业中最常用的四种技术：剪切测试，孔口流量，压缩指数/豪斯纳比，以及休止角。这些章节的发布是为了鼓励更加标准化的应用，从而明确使用这些技术的一种根本局限性：不精确定义。上面所列四种方法中的三种例证了量化行为的一些最简单的粉体测试方法。
休止角是"由多种不同方法中的任一种形成的圆锥形料堆所具有的恒定三维角度 (相对于水平面)" (美国药典<1174>章节)。更大的角度与更强的颗粒间作用力相关，因此流动性更差，"极好"通常是休止角为25°至30o的材料所具有的分类。
压缩指数和豪斯纳比通过比较样品未处理的体积与振实后的体积来测量。样品被振实后，颗粒推挤呈紧密的堆积状态，从而导致密度增加。此时，振实后的显著变化与流动性差有关，更加自由流动的材料可保持更加恒定的体积或密度。
孔口流量也许是最直观的，仅测量通过一种给定几何形状的质量或体积流量。该流动性没有通用的量度，因为所用的几何形状会因所选设备具有明显差异。
这些测试反应粉体行为的某些基本方面。粘性更大的粉体更易于形成陡斜锥体，流动性较差。它们也倾向于夹带大量的空气，这些空气可能因振动而释放，从而导致体积的显著变化。因此，正确使用三种技术都将有助于深刻地理解流动性，并在极大程度上提供比较性能的定性指标。然而，需要更深入地理解相关的工艺时，或需要灵敏地区分两种极为相似的粉体时，这些方法并没有多大的价值。
例如，如果一种粉体的豪斯纳比为1.11，它将被归类为流动性极好，并且预期具有自由流动行为。但问题是：这在加工方面意味着什么？如果这种粉体在低应力的条件下混合，则每个颗粒很有可能相互分离，同时易于混合均匀。然而，在受到较高的应力和强制流动时，例如在压片机的进料架内，它可能卡住并表现较差。高效粉体处理的关键是粉体行为与加工环境的匹配，因此，将一种粉体标记为"良好"或"差"可能具有误导性。此外，与另一种豪斯纳比为1.0的粉体比较，两者将被归为同类，尽管明显并不相同！如果两种这样的粉体在同一项工艺中具有不同的表现，则能区分二者的技术显得非常重要。
因此，传统工具包具有一些局限性，但随着我们对信息需求的急速增长，这些局限性也变得越来越关键。在我的下一篇文章中，我将讨论这些技术的另一个局限性 - 重现性问题，以及现代仪器将如何通过解决该问题，如何应用更复杂的测试方法来更好地满足流动性数据在当前工业中的需求。
作者简介:
Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司总经理
Tim Freeman是粉体表征公司富瑞曼科技有限公司的总经理，他自20世纪90年代末便效力于该公司。他在FT4粉体流变仪®和通用型粉体测试仪的设计和持续发展方面发挥了重要作用。Tim与各专业机构合作并参与行业活动，对促进粉体加工领域的发展做出了杰出贡献。
Tim拥有英国萨塞克斯大学的机电一体化学位。他是美国结构化有机微粒系统工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 许多项目组的导师，并经常组织粉体表征和加工领域的行业会议。作为美国药学科学家协会 (AAPS) 的"过程分析技术"焦点小组的前任主席，Tim是制药技术编辑顾问委员会的成员，以及《欧洲药物评论》杂志的行业专家组成员。Tim还是化学工程师学会"颗粒技术"特别兴趣小组的委员会成员、ASTM负责粉体和散装固体的特性和处理的D18.24小组委员会副主席，以及美国药典 (USP) 通论-物理分析专家委员会 (GC-PA EC) 的成员。
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