L’accessoire de rhéologie des poudres étend les capacités du RHD aux échantillons de poudres, ce qui permet la caractérisation de leurs comportements pendant le stockage, la distribution, le traitement et l’utilisation finale. Le développement des produits et l’optimisation des processus sont accélérés grâce aux mesures quantitatives de la fluidité dynamique et des propriétés de cisaillement de la poudre consolidée, dans des conditions ambiantes ou de température contrôlée. Tester les matières premières entrantes ou de nouvelles formulations permet de détecter un comportement inattendu, ce qui évite les problèmes de production à grande échelle et fournit des informations granulaires sur les variations de morphologie des poudres afin de trouver des solutions aux problèmes de traitement difficiles.
Caractéristiques et avantages :
- Possibilité de passer facilement d’échantillons liquides ou solides à des poudres en moins de 10 secondes, pour suivre l’évolution rapide des besoins en essais du laboratoire.
- Mesures du comportement de la poudre pendant le traitement, la distribution, le stockage et l’utilisation finale avec des outils interchangeables pour la fluidité dynamique et les propriétés de cisaillement
- Résultats reproductibles rendus possibles par un chargement rapide et intuitif des échantillons et par des protocoles de conditionnement automatisés
- Facilité d’utilisation pour chaque opérateur – Les différents types d’essais sur les poudres de TRIOS optimisent les méthodes d’essai de routine tout en permettant une personnalisation complète
- Interprétation simplifiée des données avec le logiciel en option Powder Analysis, qui présente des indicateurs de performance quantitatifs clés en un seul clic
- Contrôle de température disponible : -10 °C à 150 °C
Chargement reproductible des échantillons
La précision des résultats dépend de la reproductibilité de la préparation des échantillons de poudre. Les outils de chargement spécifiques et les procédures de conditionnement automatisées de l’accessoire réduisent la variabilité d’un échantillon à l’autre, et, ce, jusqu’à un pourcentage d’erreur de 0,2 %.
Contrôle de température
Le RHD permet des tests rhéologiques complets sur les poudres à des températures contrôlées afin de prévoir les comportements des poudres dans un large spectre de conditions environnementales. La gaine de cylindre concentrique SmartSwap™ Peltier offre une solution polyvalente, pratique et sûre pour toutes les méthodes de test des poudres : cisaillement, fluidité, friction aux parois et compressibilité.
La température de la poudre est contrôlée par un chauffage et un refroidissement par conduction. L’uniformité de la température de l’échantillon est obtenue par un bouclier thermique supérieur et des géométries composites qui répartissent la chaleur et évitent les gradients thermiques. La technologie Peltier permet de chauffer l’échantillon jusqu’à 150 °C et de le refroidir jusqu’à -10 °C, sans la nécessité d’azote liquide ou de refroidisseurs mécaniques.
Volume de l’échantillon pour l’écoulement : 21,2 ml
Cellule de cisaillement
La poudre est consolidée entre une coupelle et une plaque striée. Puis, la poudre est lentement cisaillée jusqu’à ce qu’elle cède sous une contrainte normale variable, ce qui permet d’obtenir la cohésion, la limite d’élasticité, la fonction d’écoulement et plus encore.
Volume de l’échantillon pour le cisaillement : 13,1 ml
ASTM D7891
Friction aux parois
Les interactions de la poudre consolidée avec une surface solide sont mesurées directement, en indiquant un Angle de friction aux parois. Des plaques d’acier lisses et rugueuses interchangeables sont incluses, avec des options pour différents matériaux.
Volume de l’échantillon pour la friction aux parois : 13,1 ml
Compressibilité
La poudre préconditionnée est soumise à des contraintes normales progressivement croissantes, sous surveillance de la diminution du volume de l’échantillon au fur et à mesure que la poudre est comprimée, et en indiquant le pourcentage de compressibilité sous une contrainte normale spécifiée.
Volume de l’échantillon pour la compressibilité : 21,2 ml
Les matériaux sous forme de poudre présentent des défis uniques à toutes les étapes, depuis le développement de nouvelles formulations jusqu’aux performances du produit final. L’accessoire de rhéologie des poudres fournit des informations sur le comportement réel pour trouver plus rapidement les solutions aux problèmes de traitement.
Formulation
Au cours du développement, les formulateurs bénéficient d’un aperçu du comportement des poudres en vrac. Des problèmes de traitement inattendus peuvent survenir lors de la fabrication à grande échelle, ce qui nécessite une reformulation et retarde la commercialisation du produit.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les mesures de rhéologie des poudres sur de petits échantillons de laboratoire (< 25 mL) mettent en évidence les impacts des changements de formulation sur la capacité de traitement et les performances, évitant ainsi de futurs problèmes à grande échelle.
Caractérisation des effets des additifs sur les propriétés de cisaillement des poudres
Les formulations réussies doivent intégrer les composants requis tout en obtenant un comportement rhéologique optimal. L’ajout d’un nouvel ingrédient, même à des niveaux très faibles, peut modifier les propriétés globales.
La cellule de cisaillement des poudres est sensible à ces changements. Ceci est mis en évidence par la mesure du sable avant et après le mélange avec de l’huile de silicone dosée à 5 %. Ce petit ajout modifie considérablement le comportement sous une faible contrainte normale, avec une augmentation de la cohésion et de la limite d’élasticité d’un facteur 10. La contrainte principale majeure, mesure de la contrainte maximale sous consolidation, n’est pas affectée.
L’effet bien connu du mouillage du sable pour construire un château de sable est quantifié par des tests de cisaillement de poudre et largement applicable à l’optimisation de toutes les formulations de poudre pour répondre aux exigences de performance.
Stockage
Les trémies et les silos doivent être optimisés selon les caractéristiques des poudres afin d’assurer une distribution régulière et contrôlée et d’éviter les blocages, les trous ou les avalanches.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les mesures de cisaillement des poudres en milieu consolidé permettent d’obtenir les paramètres utilisés dans la conception de la trémie : cohésion, limite d’élasticité en milieu non confiné, contrainte principale majeure, fonction d’écoulement et angle de frottement interne.
Consolidation de la poudre pour anode en graphite
Le graphite utilisé dans les coulis d’anode de batterie est stocké dans de grandes trémies et distribué en fonction des besoins. La charge de compression sur la poudre varie avec la position à l’intérieur de la trémie, ce qui modifie les propriétés des poudres. Les mesures de cisaillement des poudres de graphite sous des contraintes de consolidation croissantes montrent une limite d’élasticité croissante, ce qui empêche la poudre de se disperser dans la trémie et augmente sa cohésion. Cela nécessite un temps de mélange plus long pour une distribution uniforme dans la boue.
Stabilité
La morphologie de la poudre est sensible aux changements pendant le mélange, le traitement ou le stockage à long terme. Les instabilités altèrent les performances du traitement et compromettent la qualité du produit final.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les essais de fluidité mettent en évidence les changements d’agglomération ou d’agglutination ainsi que la ségrégation des mélanges, qui aboutissent à des dosages inexacts dans les produits pharmaceutiques ou à un comportement incohérent dans les matériaux industriels.
Stabilité de la poudre d’impression par FSL
Le frittage sélectif par laser (FSL) est un processus de fabrication additif qui fusionne une matière première en poudre pour former une pièce solide, laissant la plus grande partie de la poudre inutilisée. Les poudres FSL idéales peuvent être récupérées à partir du lit de l’imprimante et réutilisées, sans compromettre les performances. La fluidité non confinée d’une poudre de PA-11 FSL a été mesurée à des températures élevées, atteignant des niveaux au-dessus de la transition vitreuse et au-dessous de la température de fusion, comme cela est nécessaire pour l’impression. Lors de la répétition de la mesure, l’Énergie de fluidité totale de la poudre ne montre qu’une augmentation de 4 %, ce qui indique que son comportement n’a pas changé de manière significative et peut être réutilisé avec succès.
Traitement
En production, la poudre subit de multiples processus tels que l’alimentation, le mélange, la granulation et le broyage. Un traitement réussi exige un flux continu à toutes les étapes pour maintenir la production.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les mesures d’énergie d’écoulement prédisent la transformabilité aux étapes critiques de la production, dans des conditions confinées et non confinées à des vitesses d’écoulement variables.
Impact de la morphologie des excipients sur la fluidité pendant le traitement
Pour les poudres pharmaceutiques à comprimer sous forme de doses solides, le choix des excipients a une incidence sur les paramètres critiques du procédé (CPP). Le lactose est largement utilisé dans les produits pharmaceutiques, mais son comportement rhéologique dépend beaucoup de la morphologie de ses particules.
Le lactose moulu présente une plus grande résistance à l’écoulement en raison de l’imbrication de ses particules irrégulières et déchiquetées, contrairement aux particules lisses et sphériques du lactose séché par atomisation. La cellule d’écoulement des poudres utilisée pour mesurer les deux matériaux sur une plage de vitesses a montré que l’énergie totale du flux de lactose broyé augmentait à des vitesses plus lentes. Cela permet de prédire des écoulements insuffisants lors de la distribution ou du remplissage du moule. Les essais préalables des CPP, comme la fluidité, permettent d’éviter des problèmes de fabrication coûteux et d’assurer la qualité du produit.
Milled
Spray-Dried
Utilisation finale
Les aliments, les produits de soin personnel et les produits de consommation doivent répondre au comportement attendu des consommateurs. L’agglutination ou l’agglomération de la poudre a un impact sur la distribution, ce qui compromet l’acceptation des consommateurs.
Aperçu de la rhéologie des poudres
La rhéologie des poudres mesure directement le comportement de distribution et évalue les impacts des conditions de stockage telles que la consolidation ou les changements environnementaux.
- Note d’application: Powder Rheology of Lactose: Impacts of powder morphology on performance of pharmaceutical excipients
- Note d’application: Powder Rheology of Graphite: Characterization of Natural and Synthetic Graphite for Battery Anode Slurries
- Note d’application: Rhéologie des poudres de graphite : caractérisation du graphite naturel et synthétique pour les boues d’anode de batterie
- Note d’application: Effet de la moisissure et du matériau du substrat sur l’angle de friction de paroi de la poudre de la carboxyméthylcellulose
- Note d’application: Effect of Moisture on Cohesion Strength of Carboxymethyl Cellulose Powder
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- Nous contacter
- Description
-
L’accessoire de rhéologie des poudres étend les capacités du RHD aux échantillons de poudres, ce qui permet la caractérisation de leurs comportements pendant le stockage, la distribution, le traitement et l’utilisation finale. Le développement des produits et l’optimisation des processus sont accélérés grâce aux mesures quantitatives de la fluidité dynamique et des propriétés de cisaillement de la poudre consolidée, dans des conditions ambiantes ou de température contrôlée. Tester les matières premières entrantes ou de nouvelles formulations permet de détecter un comportement inattendu, ce qui évite les problèmes de production à grande échelle et fournit des informations granulaires sur les variations de morphologie des poudres afin de trouver des solutions aux problèmes de traitement difficiles.
- Caractéristiques et avantages
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Caractéristiques et avantages :
- Possibilité de passer facilement d’échantillons liquides ou solides à des poudres en moins de 10 secondes, pour suivre l’évolution rapide des besoins en essais du laboratoire.
- Mesures du comportement de la poudre pendant le traitement, la distribution, le stockage et l’utilisation finale avec des outils interchangeables pour la fluidité dynamique et les propriétés de cisaillement
- Résultats reproductibles rendus possibles par un chargement rapide et intuitif des échantillons et par des protocoles de conditionnement automatisés
- Facilité d’utilisation pour chaque opérateur – Les différents types d’essais sur les poudres de TRIOS optimisent les méthodes d’essai de routine tout en permettant une personnalisation complète
- Interprétation simplifiée des données avec le logiciel en option Powder Analysis, qui présente des indicateurs de performance quantitatifs clés en un seul clic
- Contrôle de température disponible : -10 °C à 150 °C
- Technologie
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Chargement reproductible des échantillons
La précision des résultats dépend de la reproductibilité de la préparation des échantillons de poudre. Les outils de chargement spécifiques et les procédures de conditionnement automatisées de l’accessoire réduisent la variabilité d’un échantillon à l’autre, et, ce, jusqu’à un pourcentage d’erreur de 0,2 %.
Contrôle de température
Le RHD permet des tests rhéologiques complets sur les poudres à des températures contrôlées afin de prévoir les comportements des poudres dans un large spectre de conditions environnementales. La gaine de cylindre concentrique SmartSwap™ Peltier offre une solution polyvalente, pratique et sûre pour toutes les méthodes de test des poudres : cisaillement, fluidité, friction aux parois et compressibilité.
La température de la poudre est contrôlée par un chauffage et un refroidissement par conduction. L’uniformité de la température de l’échantillon est obtenue par un bouclier thermique supérieur et des géométries composites qui répartissent la chaleur et évitent les gradients thermiques. La technologie Peltier permet de chauffer l’échantillon jusqu’à 150 °C et de le refroidir jusqu’à -10 °C, sans la nécessité d’azote liquide ou de refroidisseurs mécaniques.
Volume de l’échantillon pour l’écoulement : 21,2 ml
Cellule de cisaillement
La poudre est consolidée entre une coupelle et une plaque striée. Puis, la poudre est lentement cisaillée jusqu’à ce qu’elle cède sous une contrainte normale variable, ce qui permet d’obtenir la cohésion, la limite d’élasticité, la fonction d’écoulement et plus encore.
Volume de l’échantillon pour le cisaillement : 13,1 ml
ASTM D7891
Friction aux parois
Les interactions de la poudre consolidée avec une surface solide sont mesurées directement, en indiquant un Angle de friction aux parois. Des plaques d’acier lisses et rugueuses interchangeables sont incluses, avec des options pour différents matériaux.
Volume de l’échantillon pour la friction aux parois : 13,1 ml
Compressibilité
La poudre préconditionnée est soumise à des contraintes normales progressivement croissantes, sous surveillance de la diminution du volume de l’échantillon au fur et à mesure que la poudre est comprimée, et en indiquant le pourcentage de compressibilité sous une contrainte normale spécifiée.
Volume de l’échantillon pour la compressibilité : 21,2 ml
- Applications
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Les matériaux sous forme de poudre présentent des défis uniques à toutes les étapes, depuis le développement de nouvelles formulations jusqu’aux performances du produit final. L’accessoire de rhéologie des poudres fournit des informations sur le comportement réel pour trouver plus rapidement les solutions aux problèmes de traitement.
Formulation
Au cours du développement, les formulateurs bénéficient d’un aperçu du comportement des poudres en vrac. Des problèmes de traitement inattendus peuvent survenir lors de la fabrication à grande échelle, ce qui nécessite une reformulation et retarde la commercialisation du produit.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les mesures de rhéologie des poudres sur de petits échantillons de laboratoire (< 25 mL) mettent en évidence les impacts des changements de formulation sur la capacité de traitement et les performances, évitant ainsi de futurs problèmes à grande échelle.
Caractérisation des effets des additifs sur les propriétés de cisaillement des poudres
Les formulations réussies doivent intégrer les composants requis tout en obtenant un comportement rhéologique optimal. L’ajout d’un nouvel ingrédient, même à des niveaux très faibles, peut modifier les propriétés globales.
La cellule de cisaillement des poudres est sensible à ces changements. Ceci est mis en évidence par la mesure du sable avant et après le mélange avec de l’huile de silicone dosée à 5 %. Ce petit ajout modifie considérablement le comportement sous une faible contrainte normale, avec une augmentation de la cohésion et de la limite d’élasticité d’un facteur 10. La contrainte principale majeure, mesure de la contrainte maximale sous consolidation, n’est pas affectée.
L’effet bien connu du mouillage du sable pour construire un château de sable est quantifié par des tests de cisaillement de poudre et largement applicable à l’optimisation de toutes les formulations de poudre pour répondre aux exigences de performance.
Stockage
Les trémies et les silos doivent être optimisés selon les caractéristiques des poudres afin d’assurer une distribution régulière et contrôlée et d’éviter les blocages, les trous ou les avalanches.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les mesures de cisaillement des poudres en milieu consolidé permettent d’obtenir les paramètres utilisés dans la conception de la trémie : cohésion, limite d’élasticité en milieu non confiné, contrainte principale majeure, fonction d’écoulement et angle de frottement interne.
Consolidation de la poudre pour anode en graphite
Le graphite utilisé dans les coulis d’anode de batterie est stocké dans de grandes trémies et distribué en fonction des besoins. La charge de compression sur la poudre varie avec la position à l’intérieur de la trémie, ce qui modifie les propriétés des poudres. Les mesures de cisaillement des poudres de graphite sous des contraintes de consolidation croissantes montrent une limite d’élasticité croissante, ce qui empêche la poudre de se disperser dans la trémie et augmente sa cohésion. Cela nécessite un temps de mélange plus long pour une distribution uniforme dans la boue.
Stabilité
La morphologie de la poudre est sensible aux changements pendant le mélange, le traitement ou le stockage à long terme. Les instabilités altèrent les performances du traitement et compromettent la qualité du produit final.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les essais de fluidité mettent en évidence les changements d’agglomération ou d’agglutination ainsi que la ségrégation des mélanges, qui aboutissent à des dosages inexacts dans les produits pharmaceutiques ou à un comportement incohérent dans les matériaux industriels.
Stabilité de la poudre d’impression par FSL
Le frittage sélectif par laser (FSL) est un processus de fabrication additif qui fusionne une matière première en poudre pour former une pièce solide, laissant la plus grande partie de la poudre inutilisée. Les poudres FSL idéales peuvent être récupérées à partir du lit de l’imprimante et réutilisées, sans compromettre les performances. La fluidité non confinée d’une poudre de PA-11 FSL a été mesurée à des températures élevées, atteignant des niveaux au-dessus de la transition vitreuse et au-dessous de la température de fusion, comme cela est nécessaire pour l’impression. Lors de la répétition de la mesure, l’Énergie de fluidité totale de la poudre ne montre qu’une augmentation de 4 %, ce qui indique que son comportement n’a pas changé de manière significative et peut être réutilisé avec succès.
Traitement
En production, la poudre subit de multiples processus tels que l’alimentation, le mélange, la granulation et le broyage. Un traitement réussi exige un flux continu à toutes les étapes pour maintenir la production.
Aperçu de la rhéologie des poudres
Les mesures d’énergie d’écoulement prédisent la transformabilité aux étapes critiques de la production, dans des conditions confinées et non confinées à des vitesses d’écoulement variables.
Impact de la morphologie des excipients sur la fluidité pendant le traitement
Pour les poudres pharmaceutiques à comprimer sous forme de doses solides, le choix des excipients a une incidence sur les paramètres critiques du procédé (CPP). Le lactose est largement utilisé dans les produits pharmaceutiques, mais son comportement rhéologique dépend beaucoup de la morphologie de ses particules.
Le lactose moulu présente une plus grande résistance à l’écoulement en raison de l’imbrication de ses particules irrégulières et déchiquetées, contrairement aux particules lisses et sphériques du lactose séché par atomisation. La cellule d’écoulement des poudres utilisée pour mesurer les deux matériaux sur une plage de vitesses a montré que l’énergie totale du flux de lactose broyé augmentait à des vitesses plus lentes. Cela permet de prédire des écoulements insuffisants lors de la distribution ou du remplissage du moule. Les essais préalables des CPP, comme la fluidité, permettent d’éviter des problèmes de fabrication coûteux et d’assurer la qualité du produit.
Milled
Spray-Dried
Utilisation finale
Les aliments, les produits de soin personnel et les produits de consommation doivent répondre au comportement attendu des consommateurs. L’agglutination ou l’agglomération de la poudre a un impact sur la distribution, ce qui compromet l’acceptation des consommateurs.
Aperçu de la rhéologie des poudres
La rhéologie des poudres mesure directement le comportement de distribution et évalue les impacts des conditions de stockage telles que la consolidation ou les changements environnementaux.
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- Note d’application: Powder Rheology of Lactose: Impacts of powder morphology on performance of pharmaceutical excipients
- Note d’application: Powder Rheology of Graphite: Characterization of Natural and Synthetic Graphite for Battery Anode Slurries
- Note d’application: Rhéologie des poudres de graphite : caractérisation du graphite naturel et synthétique pour les boues d’anode de batterie
- Note d’application: Effet de la moisissure et du matériau du substrat sur l’angle de friction de paroi de la poudre de la carboxyméthylcellulose
- Note d’application: Effect of Moisture on Cohesion Strength of Carboxymethyl Cellulose Powder
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