El accesorio para reología del polvo amplía las capacidades del reómetro híbrido Discovery (DHR, por sus siglas en inglés) a los polvos, lo que permite la caracterización de los comportamientos durante el almacenamiento, la dispensación, el procesamiento y el uso final. El desarrollo de productos y la optimización de procesos se aceleran con las mediciones cuantitativas de la fluidez dinámica y las propiedades de cizalladura del polvo consolidado, en condiciones ambientales o temperatura controlada. La evaluación de materias primas entrantes o nuevas formulaciones detecta comportamientos inesperados para evitar problemas de producción a gran escala, y proporciona información detallada sobre las variaciones de la morfología del polvo para permitir soluciones a problemas de procesamiento desafiantes.
Características y beneficios
- Flexibilidad para cambiar de muestras líquidas o sólidas a polvos en menos de 10 segundos, para seguir el ritmo de las necesidades de análisis rápidamente cambiantes
- Mediciones del comportamiento del polvo durante el procesamiento, la dispensación, el almacenamiento y el uso final con herramientas intercambiables para la fluidez dinámica, las propiedades de cizalladura y más
- Resultados reproducibles gracias a una carga de muestras intuitiva, fácil y rápida, y a los protocolos de acondicionamiento automatizados
- Facilidad de uso para todos los operadores: los formularios de prueba de polvo TRIOS agilizan los métodos de prueba de rutina al mismo tiempo que permiten la personalización completa
- Interpretación de datos simplificada con el software de análisis de polvo opcional, que informa sobre indicadores de rendimiento clave cuantitativos con un solo clic
- Control de temperatura disponible: -10 °C a 150 °C
Carga de muestras repetible
Los resultados precisos dependen de la preparación reproducible de muestras de polvo. Las exclusivas herramientas de carga del accesorio y los procedimientos de acondicionamiento automatizado reducen la variabilidad de muestra a muestra hasta a un 0,2 %.
Control de temperatura
El DHR ofrece pruebas completas de reología del polvo con temperatura controlada para predecir el comportamiento del polvo en una amplia gama de condiciones ambientales. La Cubierta de Cilindro Concéntrico Peltier SmartSwap™ (SmartSwap™ Peltier Concentric Cylinder Jacket) ofrece una solución versátil, conveniente y segura para cada método de prueba de polvo: cizalladura, fluidez, fricción de pared y compresibilidad.
La temperatura del polvo se controla mediante calentamiento y enfriamiento por conducción directa. La uniformidad de la temperatura de la muestra se logra por medio de un escudo térmico superior y geometrías compuestas de rotura por calor que evitan los gradientes térmicos. La tecnología Peltier permite calentar la muestra hasta 150 °C y enfriarla hasta -10 °C sin necesidad de nitrógeno líquido o enfriadores mecánicos.
Volumen de muestra de flujo: 21.2 ml
Celda de cizalladura
El polvo se consolida en una copa y placa dentadas y se cizalla lentamente hasta que cede bajo tensión normal variable, para brindar información sobre la cohesión, el límite de elasticidad, la función de flujo y más.
Volumen de muestra de cizalladura: 13.1 ml
ASTM D7891
Fricción de pared
Las interacciones del polvo consolidado con una superficie sólida se miden directamente y reportan el ángulo de fricción de la pared. Se incluyen placas intercambiables de acero liso y rugoso, con opciones para diferentes materiales.
Volumen de muestra de fricción de pared: 13.1 ml
Compresibilidad
El polvo preacondicionado queda sujeto a tensiones normales cada vez mayores, con vigilancia de la disminución del volumen de la muestra a medida que se comprime el polvo, e informe del % de compresibilidad bajo la tensión normal especificada.
Volumen de muestra de compresibilidad: 21.2 ml
Los materiales en polvo presentan dificultades únicas en todas las etapas, desde el desarrollo de nuevas formulaciones hasta el rendimiento del producto final. El accesorio para reología del polvo proporciona información sobre el comportamiento en el mundo real para acelerar las soluciones a los problemas de procesamiento.
Formulación
En el desarrollo, los formuladores se benefician del conocimiento sobre el comportamiento del polvo a granel. Pueden producirse problemas de procesamiento inesperados durante la ampliación, lo que requiere una nueva formulación y retrasa la comercialización del producto.
Perspectivas de la reología del polvo
Las mediciones de reología del polvo en muestras de laboratorio a pequeña escala (< 25 ml) demuestran los impactos de los cambios de formulación en la procesabilidad y el rendimiento, de modo que previenen futuros problemas a gran escala.
Caracterización de los efectos de los aditivos en las propiedades de cizalladura del polvo
Las formulaciones exitosas deben incorporar los componentes requeridos y, al mismo tiempo, lograr un comportamiento reológico óptimo. Agregar un nuevo ingrediente, incluso en niveles muy bajos, puede cambiar las propiedades a granel.
La celda para cizalladura del polvo es sensible a estos cambios, lo que se demuestra midiendo la arena antes y después de mezclarla con un 5 % de aceite de silicona. Esta pequeña adición cambia drásticamente el comportamiento bajo tensión normal baja, al aumentar la cohesión y el límite de elasticidad en un factor de 10. La tensión principal, una medida de la tensión máxima bajo consolidación, no se ve afectada.
El efecto familiar de humedecer la arena para construir un castillo de arena se cuantifica mediante pruebas de cizalladura del polvo y es ampliamente aplicable a la optimización de todas las formulaciones de polvo para cumplir con los requisitos de rendimiento.
Almacenamiento
Las tolvas y los silos deben optimizarse para las características del polvo a fin de garantizar una dispensación uniforme y controlada y evitar obstrucciones, vacíos o avalanchas.
Perspectivas de la reología del polvo
Las mediciones de cizalladura del polvo consolidado informan sobre los parámetros utilizados para el diseño de las tolvas: cohesión, límite de elasticidad no confinado, tensión principal, función de flujo y ángulo de fricción interna.
Consolidación de polvo de ánodo de grafito
El grafito que se utiliza en los lodos de ánodo de batería se almacena en tolvas grandes y se dispensa según sea necesario. La carga de compresión sobre el polvo varía con la posición dentro de la tolva, lo que da por resultado cambios de las propiedades del polvo. Las mediciones de cizalladura del polvo de grafito bajo tensión de consolidación creciente muestran un límite elástico aumentado, lo que evita que el polvo se dispense desde la tolva, y cohesión aumentada, lo que requiere más tiempo de mezcla para distribuirlo de manera uniforme en un lodo.
Estabilidad
La morfología del polvo es susceptible a cambios durante la mezcla, el procesamiento o el almacenamiento a largo plazo. Las inestabilidades alteran el rendimiento del procesamiento y comprometen la calidad de un producto final.
Perspectivas de la reología del polvo
Las pruebas de fluidez detectan cambios por aglomeración o apelmazamiento, o segregación de mezclas, que llevan a una dosificación inexacta en productos farmacéuticos o un comportamiento inconsistente en materiales industriales.
Estabilidad del polvo de impresión SLS
El sinterizado selectivo por láser (Selective Laser Sintering, SLS) es un proceso de fabricación aditiva que fusiona materia prima en polvo para formar una pieza sólida, y deja la mayor parte del polvo sin usar. Los polvos para SLS ideales se pueden recuperar de la cama de la impresora y reutilizar, sin comprometer el rendimiento. La fluidez no confinada de un polvo PA-11 para SLS se midió a temperaturas altas, por encima de la transición vítrea y por debajo de la temperatura de fusión necesaria para la impresión. Al repetir la medición, la energía de fluidez total del polvo muestra solo un aumento del 4 %, lo que indica que su comportamiento no ha cambiado significativamente y puede reutilizarse de manera exitosa.
Procesamiento
En la producción, el polvo se somete a múltiples procesos, como alimentación, mezclado, granulación y trituración. El procesamiento exitoso requiere un flujo continuo en todas las etapas para mantener la producción.
Perspectivas de la reología del polvo
Las mediciones de energía del flujo predicen la procesabilidad en etapas críticas de la producción, tanto en condiciones confinadas como no confinadas a velocidades de flujo variables.
Impacto de la morfología del excipiente en la fluidez durante el procesamiento
La elección de los excipientes utilizados en polvos farmacéuticos para la formación de comprimidos en dosis sólidas influye en los parámetros críticos del proceso (CPP, por sus siglas en inglés). La lactosa se usa ampliamente en productos farmacéuticos, pero el comportamiento reológico depende en gran medida de la morfología de las partículas.
La lactosa molida exhibe una mayor resistencia al flujo debido al entrelazamiento de sus partículas irregulares y dentadas, a diferencia de las partículas esféricas y suaves de la lactosa secada por aspersión. La celda de flujo para polvo se usó para medir ambos materiales en un rango de velocidades, lo que reveló que la energía de flujo total de la lactosa molida aumenta a tasas más lentas, por lo que predice tasas de flujo insuficientes durante la dispensación o el llenado del molde. La preselección de los CPP, como la fluidez, ayuda a evitar problemas de fabricación costosos y garantiza la calidad del producto.
Milled
Spray-Dried
Uso final
Los productos alimenticios, para el cuidado personal y de consumo deben cumplir con el comportamiento esperado por los consumidores. El apelmazamiento o la aglomeración del polvo afecta la dispensación, poniendo en riesgo la aceptación del consumidor.
Perspectivas de la reología del polvo
La reología del polvo mide directamente el comportamiento durante la dispensación y evalúa los impactos de las condiciones de almacenamiento, como la consolidación o los cambios ambientales.
- Nota de la aplicación: Powder Rheology of Lactose: Impacts of powder morphology on performance of pharmaceutical excipients
- Nota de la aplicación: Powder Rheology of Graphite: Characterization of Natural and Synthetic Graphite for Battery Anode Slurries
- Nota de la aplicación: Reología de polvo de grafito: Caracterización de grafito natural y sintético para lodos de ánodo de batería
- Nota de la aplicación: Efecto de la humedad y el material del sustrato sobre el ángulo de fricción de la pared del polvo de carboximetilcelulosa
- Nota de la aplicación: Effect of Moisture on Cohesion Strength of Carboxymethyl Cellulose Powder
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- Contáctenos
- Descripción
-
El accesorio para reología del polvo amplía las capacidades del reómetro híbrido Discovery (DHR, por sus siglas en inglés) a los polvos, lo que permite la caracterización de los comportamientos durante el almacenamiento, la dispensación, el procesamiento y el uso final. El desarrollo de productos y la optimización de procesos se aceleran con las mediciones cuantitativas de la fluidez dinámica y las propiedades de cizalladura del polvo consolidado, en condiciones ambientales o temperatura controlada. La evaluación de materias primas entrantes o nuevas formulaciones detecta comportamientos inesperados para evitar problemas de producción a gran escala, y proporciona información detallada sobre las variaciones de la morfología del polvo para permitir soluciones a problemas de procesamiento desafiantes.
- Características y beneficios
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Características y beneficios
- Flexibilidad para cambiar de muestras líquidas o sólidas a polvos en menos de 10 segundos, para seguir el ritmo de las necesidades de análisis rápidamente cambiantes
- Mediciones del comportamiento del polvo durante el procesamiento, la dispensación, el almacenamiento y el uso final con herramientas intercambiables para la fluidez dinámica, las propiedades de cizalladura y más
- Resultados reproducibles gracias a una carga de muestras intuitiva, fácil y rápida, y a los protocolos de acondicionamiento automatizados
- Facilidad de uso para todos los operadores: los formularios de prueba de polvo TRIOS agilizan los métodos de prueba de rutina al mismo tiempo que permiten la personalización completa
- Interpretación de datos simplificada con el software de análisis de polvo opcional, que informa sobre indicadores de rendimiento clave cuantitativos con un solo clic
- Control de temperatura disponible: -10 °C a 150 °C
- Tecnología
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Carga de muestras repetible
Los resultados precisos dependen de la preparación reproducible de muestras de polvo. Las exclusivas herramientas de carga del accesorio y los procedimientos de acondicionamiento automatizado reducen la variabilidad de muestra a muestra hasta a un 0,2 %.
Control de temperatura
El DHR ofrece pruebas completas de reología del polvo con temperatura controlada para predecir el comportamiento del polvo en una amplia gama de condiciones ambientales. La Cubierta de Cilindro Concéntrico Peltier SmartSwap™ (SmartSwap™ Peltier Concentric Cylinder Jacket) ofrece una solución versátil, conveniente y segura para cada método de prueba de polvo: cizalladura, fluidez, fricción de pared y compresibilidad.
La temperatura del polvo se controla mediante calentamiento y enfriamiento por conducción directa. La uniformidad de la temperatura de la muestra se logra por medio de un escudo térmico superior y geometrías compuestas de rotura por calor que evitan los gradientes térmicos. La tecnología Peltier permite calentar la muestra hasta 150 °C y enfriarla hasta -10 °C sin necesidad de nitrógeno líquido o enfriadores mecánicos.
Volumen de muestra de flujo: 21.2 ml
Celda de cizalladura
El polvo se consolida en una copa y placa dentadas y se cizalla lentamente hasta que cede bajo tensión normal variable, para brindar información sobre la cohesión, el límite de elasticidad, la función de flujo y más.
Volumen de muestra de cizalladura: 13.1 ml
ASTM D7891
Fricción de pared
Las interacciones del polvo consolidado con una superficie sólida se miden directamente y reportan el ángulo de fricción de la pared. Se incluyen placas intercambiables de acero liso y rugoso, con opciones para diferentes materiales.
Volumen de muestra de fricción de pared: 13.1 ml
Compresibilidad
El polvo preacondicionado queda sujeto a tensiones normales cada vez mayores, con vigilancia de la disminución del volumen de la muestra a medida que se comprime el polvo, e informe del % de compresibilidad bajo la tensión normal especificada.
Volumen de muestra de compresibilidad: 21.2 ml
- Aplicaciones
-
Los materiales en polvo presentan dificultades únicas en todas las etapas, desde el desarrollo de nuevas formulaciones hasta el rendimiento del producto final. El accesorio para reología del polvo proporciona información sobre el comportamiento en el mundo real para acelerar las soluciones a los problemas de procesamiento.
Formulación
En el desarrollo, los formuladores se benefician del conocimiento sobre el comportamiento del polvo a granel. Pueden producirse problemas de procesamiento inesperados durante la ampliación, lo que requiere una nueva formulación y retrasa la comercialización del producto.
Perspectivas de la reología del polvo
Las mediciones de reología del polvo en muestras de laboratorio a pequeña escala (< 25 ml) demuestran los impactos de los cambios de formulación en la procesabilidad y el rendimiento, de modo que previenen futuros problemas a gran escala.
Caracterización de los efectos de los aditivos en las propiedades de cizalladura del polvo
Las formulaciones exitosas deben incorporar los componentes requeridos y, al mismo tiempo, lograr un comportamiento reológico óptimo. Agregar un nuevo ingrediente, incluso en niveles muy bajos, puede cambiar las propiedades a granel.
La celda para cizalladura del polvo es sensible a estos cambios, lo que se demuestra midiendo la arena antes y después de mezclarla con un 5 % de aceite de silicona. Esta pequeña adición cambia drásticamente el comportamiento bajo tensión normal baja, al aumentar la cohesión y el límite de elasticidad en un factor de 10. La tensión principal, una medida de la tensión máxima bajo consolidación, no se ve afectada.
El efecto familiar de humedecer la arena para construir un castillo de arena se cuantifica mediante pruebas de cizalladura del polvo y es ampliamente aplicable a la optimización de todas las formulaciones de polvo para cumplir con los requisitos de rendimiento.
Almacenamiento
Las tolvas y los silos deben optimizarse para las características del polvo a fin de garantizar una dispensación uniforme y controlada y evitar obstrucciones, vacíos o avalanchas.
Perspectivas de la reología del polvo
Las mediciones de cizalladura del polvo consolidado informan sobre los parámetros utilizados para el diseño de las tolvas: cohesión, límite de elasticidad no confinado, tensión principal, función de flujo y ángulo de fricción interna.
Consolidación de polvo de ánodo de grafito
El grafito que se utiliza en los lodos de ánodo de batería se almacena en tolvas grandes y se dispensa según sea necesario. La carga de compresión sobre el polvo varía con la posición dentro de la tolva, lo que da por resultado cambios de las propiedades del polvo. Las mediciones de cizalladura del polvo de grafito bajo tensión de consolidación creciente muestran un límite elástico aumentado, lo que evita que el polvo se dispense desde la tolva, y cohesión aumentada, lo que requiere más tiempo de mezcla para distribuirlo de manera uniforme en un lodo.
Estabilidad
La morfología del polvo es susceptible a cambios durante la mezcla, el procesamiento o el almacenamiento a largo plazo. Las inestabilidades alteran el rendimiento del procesamiento y comprometen la calidad de un producto final.
Perspectivas de la reología del polvo
Las pruebas de fluidez detectan cambios por aglomeración o apelmazamiento, o segregación de mezclas, que llevan a una dosificación inexacta en productos farmacéuticos o un comportamiento inconsistente en materiales industriales.
Estabilidad del polvo de impresión SLS
El sinterizado selectivo por láser (Selective Laser Sintering, SLS) es un proceso de fabricación aditiva que fusiona materia prima en polvo para formar una pieza sólida, y deja la mayor parte del polvo sin usar. Los polvos para SLS ideales se pueden recuperar de la cama de la impresora y reutilizar, sin comprometer el rendimiento. La fluidez no confinada de un polvo PA-11 para SLS se midió a temperaturas altas, por encima de la transición vítrea y por debajo de la temperatura de fusión necesaria para la impresión. Al repetir la medición, la energía de fluidez total del polvo muestra solo un aumento del 4 %, lo que indica que su comportamiento no ha cambiado significativamente y puede reutilizarse de manera exitosa.
Procesamiento
En la producción, el polvo se somete a múltiples procesos, como alimentación, mezclado, granulación y trituración. El procesamiento exitoso requiere un flujo continuo en todas las etapas para mantener la producción.
Perspectivas de la reología del polvo
Las mediciones de energía del flujo predicen la procesabilidad en etapas críticas de la producción, tanto en condiciones confinadas como no confinadas a velocidades de flujo variables.
Impacto de la morfología del excipiente en la fluidez durante el procesamiento
La elección de los excipientes utilizados en polvos farmacéuticos para la formación de comprimidos en dosis sólidas influye en los parámetros críticos del proceso (CPP, por sus siglas en inglés). La lactosa se usa ampliamente en productos farmacéuticos, pero el comportamiento reológico depende en gran medida de la morfología de las partículas.
La lactosa molida exhibe una mayor resistencia al flujo debido al entrelazamiento de sus partículas irregulares y dentadas, a diferencia de las partículas esféricas y suaves de la lactosa secada por aspersión. La celda de flujo para polvo se usó para medir ambos materiales en un rango de velocidades, lo que reveló que la energía de flujo total de la lactosa molida aumenta a tasas más lentas, por lo que predice tasas de flujo insuficientes durante la dispensación o el llenado del molde. La preselección de los CPP, como la fluidez, ayuda a evitar problemas de fabricación costosos y garantiza la calidad del producto.
Milled
Spray-Dried
Uso final
Los productos alimenticios, para el cuidado personal y de consumo deben cumplir con el comportamiento esperado por los consumidores. El apelmazamiento o la aglomeración del polvo afecta la dispensación, poniendo en riesgo la aceptación del consumidor.
Perspectivas de la reología del polvo
La reología del polvo mide directamente el comportamiento durante la dispensación y evalúa los impactos de las condiciones de almacenamiento, como la consolidación o los cambios ambientales.
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- Recursos
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- Nota de la aplicación: Powder Rheology of Lactose: Impacts of powder morphology on performance of pharmaceutical excipients
- Nota de la aplicación: Powder Rheology of Graphite: Characterization of Natural and Synthetic Graphite for Battery Anode Slurries
- Nota de la aplicación: Reología de polvo de grafito: Caracterización de grafito natural y sintético para lodos de ánodo de batería
- Nota de la aplicación: Efecto de la humedad y el material del sustrato sobre el ángulo de fricción de la pared del polvo de carboximetilcelulosa
- Nota de la aplicación: Effect of Moisture on Cohesion Strength of Carboxymethyl Cellulose Powder
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