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Quanto você sabe sobre “densidade de partículas”?

A densidade é uma característica crucial dos pós (partículas). É amplamente utilizado para avaliar a fluidez e compressibilidade de partículas. Isto tem um grande impacto em todas as partes da produção de medicamentos. Por exemplo, o design inicial do produto depende da densidade das partículas do medicamento. O mesmo acontece com a seleção de equipamentos e acessórios. Medicamentos específicos precisam de discos e agulhas corretos. Eles são usados para encher cápsulas. Os guias corretos para prensas de comprimidos também dependem da densidade do medicamento. A densidade do pó afeta a compressibilidade, a dureza e outros indicadores na formação de comprimidos e na granulação seca. Finalmente, durante o processo de design, observe diferenças nas matérias-primas e excipientes. Além disso, observe as diferenças na densidade dos grânulos e do pó. Isto é para evitar defeitos de mistura e partículas. Portanto, a indústria farmacêutica precisa estudar mais a densidade dos pós.

A física do ensino médio nos diz que a densidade mede a massa em um volume específico. Este conceito pode ser representado pelo símbolo ρ. No Sistema Internacional de Unidades e nas unidades de medida legais chinesas, a unidade de densidade é kg/m³. Densidade é a massa de um objeto dividida pelo seu volume. Mostra a relação massa/volume de uma substância. A densidade é uma das características definidoras da matéria. Cada substância tem uma certa densidade. As substâncias geralmente têm densidades diferentes. Portanto, pode ser usado para identificá-los. Medir a densidade de uma substância rígida e regular é simples. Mas medir a densidade de uma substância irregular tem sido um desafio no passado. No livro de física do ensino médio, Arquimedes colocou a coroa de Hierro II na água. Ele então mediu a densidade do ouro usando o volume de drenagem. Hoje chamamos esse método de medição de densidade. Ainda é adequado para medir a densidade de objetos sem vazios e com furos. A tecnologia atual de medição de densidade usa gás, líquido ou pó fino.

Então, por que precisamos de diferentes mídias de substituição? Isso ocorre porque muitas substâncias apresentam rachaduras, vazios e canais sinuosos. Isso resulta em diferentes definições de “densidade”. Cada um requer maneiras diferentes de medir. A primeira tecnologia mede apenas o volume da amostra. Não considera seus poros. A segunda tecnologia mede o volume da amostra e seus poros. Ele mede poros abertos e fechados. A terceira tecnologia também mede os poros da amostra. Ele também mede as lacunas entre as amostras. Pode ser visto como uma fase sólida pura.

Densidade absoluta

A densidade absoluta também é chamada de densidade verdadeira, densidade aparente ou densidade esquelética. Não inclui os poros da amostra global ou as lacunas entre as amostras. É a densidade da amostra pura em fase sólida. Até agora, obtíamos o volume da amostra preenchendo seus poros com água ou outros líquidos para esvaziá-los. Então, encontramos sua densidade. Às vezes, para preencher os poros, o objeto é colocado no líquido e fervido. Ou o objeto é esvaziado antes de ser colocado no líquido. Porém, a tensão superficial e o gás nos poros resistem a enchê-los de líquido.

A tecnologia de medição de densidade de líquidos tem desvantagens. Assim, a indústria utiliza medidores de densidade de hélio (ou outros gases). Comparados aos densitômetros líquidos, os densitômetros de gás são mais simples, mais rápidos, mais precisos e repetíveis. Os densitômetros de gás são uma técnica não destrutiva para medir a densidade de materiais. Eles usam o deslocamento de gás para medir o verdadeiro volume de um objeto. Isso os torna ideais para encontrar a verdadeira densidade de um objeto. Só precisamos selar uma amostra de peso conhecido na câmara. Em seguida, mantemos a temperatura constante usando um densitômetro de hélio. O hélio é então adicionado ao sistema. A pressão na câmara de amostra do densitômetro de hélio atinge o equilíbrio. Como o hélio é uma molécula pequena, ele pode penetrar nos poros da amostra. O hélio na câmara de amostra é então liberado na câmara de expansão. A pressão se estabiliza novamente. O volume da amostra é calculado usando a pressão de equilíbrio e a lei dos gases. Finalmente, a pressão é liberada do sistema e a amostra é removida. Assim, a densidade absoluta do objeto é medida com um medidor de densidade de hélio. Este tipo de densidade também é chamado de “densidade de hélio”.

Densidade do envelope

A densidade de inclusão é a densidade do volume dos poros de um objeto poroso. Às vezes é chamada de densidade aparente, mas acho que não é muito preciso. Ao considerar o volume da amostra, imagine uma película fina na superfície da amostra. O “volume de inclusão” é o volume envolvido no filme.

O medidor mede o volume das inclusões. Ele usa o método do pó seco. Este pó seco é uma esfera rígida com tamanho de partícula uniforme e excelente fluidez. Ele pode envolver firmemente o objeto e não reagir a ele. O tamanho pequeno do pó seco garante que ele grude na superfície do objeto e não entre nos poros. Este método não danifica o objeto medido nem o suja. A medição é rápida e simples.

O pó seco é colocado em um cilindro preciso. Um pistão está localizado na câmara de amostra para compressão. A força pode ser definida e usada novamente. Primeiro, apenas pó seco é usado para compressão na câmara de amostra para obter uma linha de base de volume zero. Em seguida, o objeto a ser medido e o pó seco são colocados juntos na câmara de amostra. A compressão acima é repetida para encontrar o deslocamento do pistão. Então, o volume do objeto a ser medido pode ser encontrado. Baseia-se na área inferior da câmara de amostra (o fundo circular do cilindro). Finalmente, após agitação e remoção do pó, o pó seco da amostra pode ser removido. Então, a amostra pode ser restaurada ao seu estado original e o teste pode ser repetido. Você pode selecionar a câmara de amostra em tamanhos diferentes. O tamanho do objeto é escolhido com base no seu tamanho. Isso atende aos requisitos de medição.

A densidade de inclusão de um objeto poroso é menor que sua densidade absoluta. Para um objeto não poroso, a sua densidade de inclusão é igual à sua densidade absoluta. Assim, medindo a densidade absoluta e de inclusão de um objeto, podemos encontrar sua porosidade total. Para obter uma linha de base de volume zero, usamos apenas pó seco para compressão na câmara de amostra.

Densidade aparente & Densidade de toque

A Farmacopeia Chinesa Edição 2020, Parte Quatro, Regras Gerais 0993 apresenta os métodos de densidade aparente e densidade compactada. A farmacopeia define densidade aparente como a densidade. É medido quando um medicamento ou pó excipiente é preenchido. Está solto. Estado solto refere-se a um estado formado ao despejar uma amostra de pó em um recipiente. Isso foi feito sem compressão. A densidade aparente é a massa de pó por unidade de volume. O pó enche um recipiente específico. A forma como a amostra é preparada, processada e armazenada afeta o valor da densidade aparente. Está vinculado ao processo de descarte. Diferentes arranjos de partículas podem fazer com que a densidade aparente varie dentro de uma faixa. Mesmo pequenas alterações podem afetar a densidade aparente. Os resultados não são altamente reprodutíveis. Portanto, informe as condições de medição ao relatar a densidade aparente. A densidade aparente pode ser encontrada medindo o volume de uma certa massa de pó. Isso é feito em um cilindro medidor após a peneiração (o primeiro método). Ou, utilizando um volumétrico para determinação (o segundo método). Ou você pode medir a massa do pó após peneirar. Em seguida, encha um recipiente com um determinado volume (terceiro método).

A densidade compactada refere-se à densidade de enchimento do pó no estado compactado. O estado aproveitado é o estado da coluna de pó. A amostra em pó está no recipiente. Ele vibra para baixo em uma certa frequência até que o volume não mude mais. O aparelho provoca vibrações ao levantar o copo e deixá-lo cair. Ele cai a uma distância fixa devido à gravidade. A densidade compactada pode ser encontrada medindo o volume compactado de uma amostra de massa fixa. Isso é feito usando o primeiro ou o segundo método. Ou você pode encontrá-lo pesando a amostra depois de ter sido batida em um recipiente de medição de volume conhecido. Este é o terceiro método.

A forma como as partículas interagem afeta o empilhamento do pó. Isto também afeta o fluxo de pó. A diferença entre densidade aparente e densidade compactada é fundamental. Isso mostra como as partículas de pó interagem. Ele também mede a fluidez do pó. Isso é feito com o índice de compressibilidade ou razão de Hausner.

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