利用PFT粉体流动仪对比表征药粉的流动性能

前言

左氧氟沙星，是喹诺酮类药物中的一种，具有广谱抗菌作用，呈现为黄色或灰黄色结晶性粉末。

本案中，我们采用Brookfield PFT粉体流动测试仪对两种左氧氟沙星粉末样品进行流动性能的测量，以对比评估两种药粉的流动性。

方法与结果

1、方法及设备

（1）测试方法：

流动函数测试（剪切盘）

壁面摩擦测试（摩擦盘）

（2）测试仪器：PFT粉体流动测试仪

（3）标准流动函数（如下）

标准流动函数曲线是在理想状态下对粉体的流动性进行了分类，有四条标准曲线将粉体流动性分成了5部分：完全自由流动、容易流动、粘结、非常粘结、不流动。标准曲线对应的斜率值为：0.1，0.25， 0.5，1。流动函数曲线反映了在不同压力下粉体的流动行为，同一种粉体可能在不同压力条件下呈现出两种或者两种以上的流动行为（如图蓝色曲线，在低压力条件下粉体呈现出非常粘结的情况，在压力升高后流动性变好到粘结区）。

2、测试与结果

（1）流动函数

两种产品的流动性：左氧氟沙星A＞左氧氟沙星B。

斜率值：左氧氟沙星A：0.04，左氧氟沙星B：0.27，斜率越大，流动性越差。

通过观察送检样品，此次流动性的测试结果与感官有很好的一致性。

（2）内摩擦角

两种产品的内摩擦角在初始压力下：左氧氟沙星A：46°，左氧氟沙星B：64.7°，这个跟粉体的流动性能正相关。但是随着压力的升高药粉内摩擦角变得最小；内摩擦角反映的是散粒物料层间的摩擦特性，角度越大摩擦越大，所以降低粉体的内摩擦角是加快粉体通过性能的一个方法。

（3）密度曲线

两种产品的松装密度：左氧氟沙星A和B的松装密度差不多，说明在自然堆积状态密度基本一样。本案中，左氧氟沙星B的压缩率为39.1%，相对较大；左氧氟沙星A的压缩率为8.40%，相对较小。

粉体的压缩指数和压缩率反应的是粉体的可压缩性能，值越大说明粉体越容易压缩。一般情况下压缩率或者压缩指数越大，粉体越容易结块。本案中，左氧氟沙星B的压缩指数为1.64，相对较大；左氧氟沙星A的压缩指数为1.11，相对较小。

（4）鼠孔尺寸和拱架尺寸

通过鼠孔和拱架尺寸值可以对料斗设计有一定的指导作用，当开口尺寸大于临界值时，则不会产生阻塞等问题。左氧氟沙星B产生了较大的鼠孔尺寸，说明此产品在灌装运输过程中容易产生阻塞，对应的拱架尺寸也较大，也更易产生阻塞。

此鼠孔尺寸和拱架尺寸是在料仓直径2m，高度8m条件下计算得到，如改变料仓参数，结果会跟着改变。左氧氟沙星A 的鼠孔尺寸 0.326m，拱架尺寸 0.042m；左氧氟沙星B 的鼠孔尺寸 1.311m，拱架尺寸 0.32m。

（5）壁面摩擦

壁面摩擦反应的是产品与料斗或者管道接触时摩擦力的大小，壁面摩擦角越大说明摩擦力越大。可以看到随着压力的增大，壁面摩擦角在减小；初始压力下壁面摩擦角是一个很小的角度，说明此粉末在管壁中流动较为顺畅。

结果分析

两种产品的流动性：左氧氟沙星A＞左氧氟沙星B，这与实际产品呈现的状态完全吻合。

两种产品的内摩擦角在初始压力下：左氧氟沙星A＜左氧氟沙星B，这个跟粉体的流动性能正相关；但是随着压力升高，内摩擦角都降低，说明压力增加时，流动容易。

两种产品的松装密度，几乎相等，说明在自然堆积状态下密度相等，这个和质量体积法得到的一致。左氧氟沙星B压缩率大，说明此粉体容易压缩，一般情况下压缩率或者压缩指数越大，粉体越容易结块。这个跟流动性的评估结果基本吻合。

两种产品的鼠孔和拱架尺寸的评估结果显示左氧氟沙星B产生了较大的鼠孔尺寸，说明此产品在灌装运输过程中容易产生阻塞，对应的拱架尺寸也较大，同理也更易产生阻塞，这与以上的评价结果完全相符合。

壁面摩擦测试，两种产品壁面摩擦角都不大，说明在不锈钢的料斗中，流动顺畅。