سجل البحث
ربما يعجبك أيضا
فئات

تأثير مواد التشحيم على التحبيب الجاف، وحجم الرقائق، والتلوين

Apr 19th,2022 13 الآراء

تُستخدم مواد التشحيم على نطاق واسع في صناعة الأدوية لمنع الالتصاق وتحسين كفاءة التحبيب الجاف والتقطير. يهدف البحث الحالي إلى تعزيز الفهم المتعمق لآلياتها. تم اختيار اثنين من السواغات المستخدمة بشكل شائع، السليلوز الجريزوفولفين (MCC) وفوسفات هيدروجين الكالسيوم ثنائي الهيدرات (DCPD)، وتم تشحيمهما باستخدام ستيرات المغنيسيوم (MgSt) للعمل كمساحيق علف محاكاة. تم استخدام محبب جاف تجريبي لتحضير الرقائق، والتي تم بعد ذلك تحديد حجمها من خلال منخل هزاز للحصول على حبيبات، وأخيراً تم ضغط الحبيبات في أقراص. تم قياس زاوية احتكاك الجدار وزاوية الاحتكاك الداخلي لمساحيق العلف، لارتباطهما بأداء التحبيب الجاف؛ تميز زاوية الضغط والضغط الأقصى خصائص ضغط المساحيق. ترتبط طاقة كسر الرقائق بأداء التحجيم. تم تقييم أداء التقطير من خلال كثافة وقوة الأقراص. تم إجراء تحليل نوعي للبيانات، وتم النظر في الأهمية العملية لهذا العمل. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسة أن التزييت الشامل للمسحوق له تأثير معين على تقليل الاحتكاك الداخلي لـ MCC، ولكن لا يوجد تحسن كبير في الاحتكاك الداخلي لـ DCPD. وعلى عكس معامل الاحتكاك الذي لم يتغير بشكل أساسي لـ MCC، يمكن تقليل معامل احتكاك جدار DCPD عن طريق كل من التزييت الشامل وتزييت الجدار. يمكن أن يعزى سلوك المسحوق أثناء ضغط الأسطوانة إلى التغيرات في خصائص الاحتكاك الناتجة عن التزييت. أشارت النتائج إلى أنه أثناء ضغط MCC، لا يؤثر تزييت الجدار على زاوية الضغط أو الحد الأقصى للضغط؛ ومع ذلك، أثناء ضغط DCPD، يقلل تزييت الجدار من كل من زاوية الضغط والضغط الأقصى. علاوة على ذلك، أثناء ضغط كل من MCC و DCPD، يتم تقليل زاوية الضغط والضغط الأقصى بسبب التزييت الشامل للمسحوق. بالإضافة إلى ذلك، تعمل عملية التشحيم بالجملة على تقليل خاصية الترابط لـ MCC، وبالتالي تقليل قوة الشد، ولكن ليس لها تأثير على DCPD.

1. المقدمة

في صناعة الأدوية، وخاصةً خلال تطوير المنتجات الحساسة للرطوبة والحرارة، تُفضّل عملية التحبيب الجاف مقارنةً بعملية التحبيب الرطب التي تتطلب مواد رابطة مائية أو منصهرة. عادةً ما تتضمن عملية التحبيب الجاف ضغط مساحيق التغذية إلى رقائق باستخدام أسطوانتين تدوران بعكس اتجاه دورانهما، يلي ذلك تحديد حجم الرقائق لتشكيل الحبيبات. بالنسبة لمعظم المساحيق ذات الخصائص اللاصقة، تُضاف مواد التشحيم عادةً لتحسين سيولة المسحوق ومنع التصاقه بالأسطوانات. يُستخدم ستيرات المغنيسيوم (MgSt) على نطاق واسع كخيار مثالي كمواد تشحيم. وهو مادة تشحيم حدودية شائعة تقلل من احتكاك المواد الصلبة عن طريق توفير طبقة ذات قوة قص بينية أقل من قوة سطح التلامس الأساسي.

عند تطبيقها على المساحيق، يُعد توزيع مواد التشحيم على سطح الجسيمات عاملاً رئيسياً في التحكم بفعاليتها. نُشرت سلسلة من الدراسات الميكانيكية بناءً على ذلك، مُلخصة في الجدول 1 (Bolhuis et al., 1975, 1980; Pintye-Hodi et al., 1981; Tawashi, 1963a, b). الآليات المقبولة على نطاق واسع هي تكوين طبقة أحادية من لانجموير-بلودجيت بواسطة ستروبوليت المغنيسيوم وملء الفراغات بواسطة ستروبوليت المغنيسيوم (Roblot-Treupel and Puisieux, 1986)، وخاصةً بعد إطالة زمن الخلط (Johansson and Nicklasson, 1986). قد تؤدي الاختلافات الكبيرة في حجم الجسيمات وشكل سطح مساحيق العلف المختلفة إلى اختلافات كبيرة في أداء مواد التشحيم.
أُجريت سلسلة من الدراسات حول التحبيب الجاف باستخدام ستايرين المغنيسيوم كمواد تشحيم (هي وآخرون، 2007؛ ميغيلز-موران وآخرون، 2008؛ فون إيغلكراوت-جوتانكا وآخرون، 2002). استخدم فون إيغ فون إيغلكراوت-جوتانكا وآخرون (2002) محببًا جافًا للتحكم في فجوة الأسطوانة والضغط لضغط دفعتين من مستخلصات جافة مختلفة من الطب الصيني التقليدي، واستخدم تحليل الانحدار التدريجي الخطي المتعدد للتحقيق في آثار معلمات العملية وجرعة ستيرات المغنيسيوم. وقد أُفيد بأن وقت تفكك الأقراص زاد مع زيادة تركيز ستايرين المغنيسيوم بسبب زيادة كراهية الماء. كما اقترحوا أن ارتباط ستايرين المغنيسيوم بالجسيمات (داخل الأقراص) قلل من زيادة وقت التفكك مع الاحتفاظ بوظيفته كمواد تشحيم.

أجرى He وآخرون (2007) تحبيبًا جافًا على MCC (Avicel PH 102، 44-75 ميكرومتر) يحتوي على 0.5٪ (وزن/وزن) MgSt. تم تقييم آلية فقدان قابلية المعالجة المتكررة للمساحيق المدرفلة، وخاصة بعد إضافة MgSt، من خلال تحليل Heckel وقياس قوة شد القرص والانبعاج الديناميكي. وخلصوا إلى أن التصلب الناتج عن العمل حدث أثناء العملية، ويبدو أن التزييت الزائد بسبب وجود MgSt هو السبب الرئيسي لانخفاض القوة الميكانيكية للأقراص. درس Miguelez-Morań وآخرون (2008) التحبيب الجاف لـ MCC (Avicel PH 102) في ثلاثة ظروف: (1) غير مشحم؛ (2) أسطح أسطوانية مشحمة؛ (3) مساحيق مشحمة بكميات كبيرة. أظهرت النتائج أنه عند تزييت المساحيق داخليًا باستخدام ستروبونات المغنيسيوم، كان التغذية أكثر تجانسًا، وكانت الرقائق الناتجة أكثر كثافةً، كما لوحظ أقصى انخفاض للضغط أثناء عملية الضغط. وقد أظهر عملهم بوضوح أن ستروبونات المغنيسيوم لها تأثير على التحبيب الجاف لـ MCC.

على الرغم من الدراسات الحالية، لم تُحدد بعد العلاقة بين أداء الضغط والعمليات اللاحقة، مثل التحجيم والتقطير، وكذلك آلية التزييت. وعلى وجه الخصوص، لم يُفهم تأثير مواد التزييت على سلوك التحجيم وخصائص الحبيبات والأقراص بشكل جيد. وهذه تحديدًا هي محور تركيز البحث الحالي، الذي اختير فيه MCC وDCPD كمساحيق تغذية. كلاهما من السواغات الصيدلانية الشائعة الاستخدام، لكنهما يتميزان بأحجام جزيئات فريدة، ومورفولوجيات سطحية، وحساسية لتزييت MgSt. وقد أُفيد بأن DCPD المُزيّت بـ MgSt غير حساس جدًا لظروف الخلط (Vromans et al., 1988)، وهو ما يختلف اختلافًا كبيرًا عن MCC (Zuurman et al., 1999).

2. المواد

MgSt مسحوق أبيض متقشر عديم الرائحة (انظر الشكل 1). Calipharm Grade D DCPD (روديا، فرنسا) مسحوق بلوري متفتت ذو جسيمات تشبه الصخر الزيتي (انظر الشكل 2أ). MCC (Avicel grade PH 102, FMC Biopolymer, USA) (انظر الشكل 2ب) مسحوق بلوري (تبلور > 78%) ذو جسيمات إبرية، يتميز بتشوه لدن أكبر مقارنةً بـ DCPD الهش نسبيًا. تم قياس الكثافة الحقيقية لـ MCC وDCPD باستخدام مقياس كثافة الهيليوم (AccuPyc II 1340, Micromeritics, USA) حيث بلغت 1569 كجم/م³ و2582 كجم/م³ على التوالي. وباستخدام جهاز تحليل حجم الجسيمات (Model Helos، SympaTec، ألمانيا)، تم قياس متوسط أحجام الجسيمات للمادتين عند 96.3 ميكرومتر و8.1 ميكرومتر على التوالي.
الشكل 1. صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لستيرات المغنيسيوم.

الشكل 2. صور مجهرية إلكترونية ماسحة لمساحيق DCPD وMCC مع وبدون MgSt. (أ) DCPD غير مشحم؛ (ب) MCC غير مشحم؛ (ج) DCPD مشحم بالجملة (0.75% وزن/وزن MgSt)؛ (د) MCC مشحم بالجملة (0.75% وزن/وزن MgSt)؛ (هـ) DCPD مشحم بالجملة بعد اختبارات خلايا القص الحلقي؛ (و) MCC مشحم بعد اختبارات خلايا القص الحلقي.

خُلطت جرعات مختلفة من MgSt (0.15-1.5% وزن/وزن) مع هذين المساحيقين على التوالي باستخدام خلاط ذي مخروط مزدوج. أظهرت الدراسات الأولية (غير الموصوفة هنا) أن خصائص الاحتكاك والتدفق للمساحيق لم تتغير عند تجاوز وقت الخلط 5 دقائق؛ لذلك، حُدد وقت الخلط لجميع الاختبارات في هذا التقرير بـ 5 دقائق. يوضح الشكلان 2ج و2د مورفولوجيات أسطح المساحيق المُشحمة بـ 0.75% وزن/وزن من MgSt.

3. التجارب

3.1 اختبار خلية القص الحلقي

استُخدم جهاز اختبار خلايا القص الحلقي RST-XS (ديتمار شولز، ألمانيا) لقياس زوايا الاحتكاك الداخلي الفعالة لمساحيق العلف والحبيبات المُحَجَّمة، مع نطاق إجهاد طبيعي يتراوح بين 4 و10 كيلو باسكال. كما استُخدم هذا الجهاز لقياس زوايا احتكاك الجدار على صفيحة فولاذية مقاومة للصدأ ملساء (خشونة السطح Ra ~0.3 ميكرومتر)، مع نطاق إجهاد طبيعي يتراوح بين 1.1 و20 كيلو باسكال. حُصِلَ على مورفولوجيات المساحيق قبل وبعد قياس احتكاك الجدار باستخدام مجهر مسح إلكتروني (6060، JEOL، اليابان)، كما هو موضح في الشكلين 2هـ و2و.

3.2 التحبيب الجاف

استُخدمت آلة تحبيب جافة تجريبية، طورتها جامعة برمنغهام، لضغط المساحيق (بيندومادهافان وآخرون، ٢٠٠٥؛ ميغيلز-موران وآخرون، ٢٠٠٨؛ باتيل وآخرون، ٢٠١٠). تتكون هذه الآلة من أسطوانتين من الفولاذ المقاوم للصدأ، نصف قطر كل منهما ١٠٠ مم وعرضه ٤٦ مم، باستخدام التغذية بالجاذبية. تتضمن إحدى طرق التغذية ملء قادوس ذي مقطع عرضي مستطيل يدويًا بكمية أولية ثابتة من المسحوق، ثم تُسوى الكمية الزائدة من المسحوق برفق.

في الدراسة الحالية، ثُبّتت فجوة الأسطوانة الدنيا (S) وسرعة الأسطوانة (u) عند 1.0 مم و1 دورة في الدقيقة، على التوالي. قُيست الزاوية θ عند فجوة الأسطوانة الدنيا، وقيست ضغط الأسطوانة الشعاعي المقابل (p) بواسطة مستشعر ضغط كهرضغطي (PCB 105C33، Techni-Measure، Studley، المملكة المتحدة). رُكّب هذا المستشعر في مركز إحدى الأسطوانات للحصول على توزيع ضغط الأسطوانات، وذلك لدراسة آثار تزييت الكتلة وتزييت الجدار. في حالة تزييت الجدار، تم تزييت أسطح الأسطوانات المعدنية بمعلقات إيثانول MgSt بتركيزات 0.25% و1%، على التوالي.

قُيست أبعاد الرقائق (مثل الطول والسمك والعرض) باستخدام فرجار رقمي (ميتوتويو، هامبشاير، المملكة المتحدة) لحساب حجمها، وبالتالي كثافتها الظاهرية. قُيست طاقة كسر الرقائق باستخدام آلة اختبار ميكانيكية عالمية (إنسترون، هاي ويكومب، المملكة المتحدة) في وضع انحناء ثلاثي النقاط. دُمجت بيانات القوة والإزاحة لتحديد إجمالي شغل الكسر. حُسبت طاقة الكسر كنسبة شغل الكسر إلى مساحة سطح الكسر.

3.3 المقاسات

قُطِّعت الرقائق إلى شرائح بأحجام مُحدَّدة (حوالي ٢٢×٢٢ مم) لتقليل تأثير اختلافات الشكل والحجم. استُخدم منخل اهتزازي لتحديد الحجم (الشكل ٣، كوبلي، AR ٤٠١) بحجم شبكة ٦٣٠ ميكرومتر، وضبطت سرعة التحديد على ٢٠٠ دورة في الدقيقة. استُخدم ميزان حاسوبي لقياس إنتاج الحبيبات كدالة للزمن.

3.4 التبلور أحادي المحور

تم ضغط الحبيبات المقاسة في أقراص باستخدام آلة اختبار عالمية (Z030، Zwick Roell، ألمانيا) مع قالب من الفولاذ المقاوم للصدأ يتميز بقطر ثقب داخلي يبلغ 13.0 مم (Specac، المملكة المتحدة). كانت سرعة التحبيب 0.5 مم/ثانية، وهو ما يضاهي المكون أحادي المحور الفعال (أي السرعة الأفقية) للمحبب الجاف. كانت كميات ملء حبيبات مسحوق MCC وDCPD في القالب 0.8 جم و1.1 جم على التوالي. وبالمثل، كانت ارتفاعات المسحوق الأولية لـ MCC وDCPD تحت قوة ضغط مسبقة قدرها 5 نيوتن 15.05 مم و9.43 مم على التوالي. ثم تم تطبيق ضغط الانفعال أحادي المحور بنسب 0.66 و0.53 للحصول على أقراص ذات سماكة مماثلة (مثل 5 مم). تم تحديد معاملات الضغط من علاقات الإجهاد والانفعال في الضغط أحادي المحور باستخدام نفس طريقة التركيب متعدد المتغيرات التي اقترحها Patel et al. (2010).

تم دراسة ثلاثة سيناريوهات للضغط أحادي المحور لمساحيق العلف: (1) غير مُشَحَّمة؛ (2) مُشَحَّمة بالمسحوق؛ (3) مُشَحَّمة بالجدار الداخلي للقالب. بعد إخراج الأقراص، قيست أبعادها (مثل القطر والسمك) ووزنها لحساب كثافتها الظاهرية. ثم استُخدمت أداة اختبار شاملة لإجراء اختبارات الضغط الشعاعي على الأقراص لتحديد قوة شدها.

4. النتائج

4.1 اختبارات خلايا القص الحلقي

يوضح الشكل 4 الإجهاد الظاهري للجدار كدالة للإجهاد العمودي لمساحيق العلف المخلوطة بجرعات مختلفة من MgSt، حيث يساوي التدرج معامل الاحتكاك. في حالة المساحيق غير المُشحَّمة، كان تدرج DCPD وMCC حوالي 0.5 و0.9 على التوالي؛ وعند استخدام 0.75% (وزن/وزن) من MgSt للتزييت السائب، انخفض تدرج DCPD إلى حوالي 0.1، بينما ظل تدرج MCC دون تغيير. دُرِس تأثير جرعة مادة التزييت على احتكاك الجدار من حيث زاوية احتكاك الجدار (Фw) وزاوية الاحتكاك الفعالة المقابلة (Фe)، كما هو موضح في الشكل 5. كانت Фe لـ DCPD غير المُشحَّم أعلى بقليل من نظيرتها في MCC، ولم تنخفض مع زيادة جرعة MgSt، على عكس MCC.

كما هو موضح في الشكل 6، فإن قيم Фe وФw تعتمد على جرعة MgSt في الحبيبات المُحَجَّمة. لم تُلاحظ سوى فروق طفيفة في قيم Фe بين الحبيبات (الشكل 6) والمساحيق (الشكل 5). كان احتكاك جدار حبيبات MCC غير المُشحَّنة أكبر من احتكاك مساحيق التغذية، كما قلل التزييت من احتكاك الجدار. أما بالنسبة لـ DCPD، فكان تأثير MgSt على احتكاك جدار الحبيبات ضئيلاً.
الشكل 4. تغير إجهاد القص الجداري مع الإجهاد الطبيعي لـ (أ) DCPD و (ب) MCC، مع كميات مختلفة من MgSt في الكتلة
الشكل 5. زوايا الاحتكاك لـ MCC و DCPD كدالة لكمية MgSt.
الشكل 6. زوايا الاحتكاك لحبيبات MCC و DCPD كدالة لكمية MgSt.

4.2 التحبيب الجاف

طور جوهانسون (1965) نموذجًا مبسطًا للتحبيب الجاف، يقسم المساحة بين البكرتين المتعاكستين إلى مناطق مميزة: منطقة الانزلاق، ومنطقة الضغط، ومنطقة التحرير. منطقة الانزلاق هي المنطقة التي يدخل منها المسحوق إلى البكرتين؛ ينزلق المسحوق على طول سطح البكرة، ويعيد ترتيب نفسه في هذه المنطقة، ولا يتعرض إلا لضغط بكرة ضئيل. يُعرَّف الموضع الذي تتساوى فيه سرعة تدفق المسحوق مع سرعة البكرة على أنه حدود منطقة الضغط. في هذه المنطقة، يُسحب المسحوق إلى الفجوة الدنيا ثم يُضغط إلى رقائق تحت ضغط متزايد - يحدث تكثيف المسحوق بشكل أساسي في هذه المنطقة. بعد المرور عبر الفجوة الدنيا، تدخل الرقائق المضغوطة إلى منطقة التحرير، حيث يحدث الاسترداد المرن للرقائق.

يُعدّ الضغط الأقصى وزاوية الانضغاط في آلة التحبيب الجاف معيارين أساسيين يُحددان أدائها. يُظهر الشكل 7 توزيع الضغط النموذجي المُقاس في العمل الحالي، حيث يبلغ الضغط الأقصى حوالي 100 ميجا باسكال وزاوية الانضغاط حوالي 8 درجات.

4.3 المقاسات

يوضح الجدول 2 نسبة المواد الصلبة وطاقة الكسر في الرقائق. استُخدمت نسبة المواد الصلبة لمقارنة كثافة الأقراص. أدى التزييت الشامل إلى انخفاض ملحوظ في نسبة المواد الصلبة وطاقة الكسر في أقراص MCC، بينما أدى تزييت الجدار إلى انخفاض أقل بكثير. في ظل نفس ظروف ضغط الأسطوانة (أي فجوة الأسطوانة وسرعة الأسطوانة)، كانت نسبة المواد الصلبة في رقائق DCPD أقل منها في رقائق MCC، كما أدى كلٌّ من تزييت الجدار والتزييت الشامل إلى انخفاض نسبة المواد الصلبة في رقائق DCPD. ومع ذلك، كانت رقائق DCPD هشة للغاية بحيث لا يمكن قياس طاقة كسرها.

4.4 التبلور أحادي المحور

يوضح الجدول 3 نسبة المواد الصلبة وقوة الشد للأقراص المصنوعة من مساحيق وحبيبات الأعلاف، مع أو بدون مواد تشحيم. كانت نسبة المواد الصلبة لكل مسحوق وحبيباته المقابلة ثابتة تقريبًا، وهو ما يتوافق مع الإجراء التجريبي. يُلاحظ أنه أثناء التزييت، لم تتأثر نسبة المواد الصلبة لمساحيق وحبيبات MCC؛ ومع ذلك، كانت نسبة المواد الصلبة للحبيبات أقل من نسبة المواد الصلبة للمساحيق، ويعزى ذلك إلى فقدان التقشر. في الوقت نفسه، انخفضت قوة الشد للأقراص بشكل ملحوظ مع زيادة جرعة MgSt. في المقابل، لم تتأثر نسبة المواد الصلبة لـ DCPD بالمواد التشحيمية، وكانت قيم المساحيق والحبيبات متقاربة؛ حيث زادت قوة الشد قليلاً مع إضافة MgSt.

5. المناقشة

كان معامل احتكاك جدار مادة DCPD غير المشحمة أعلى بحوالي 5 مرات من معامل مادة MCC (انظر الشكل 5)، وذلك لأن قوة القص السطحية للمواد العضوية أقل من تلك الموجودة في المواد غير العضوية. توفر زيوت التشحيم الحدودية طبقة بينية ضعيفة، مع معامل احتكاك يبلغ عادةً 0.1 (Bowden and Tabor، 1950) - وهذا يمثل الحد الأدنى للقيمة التي يمكن تحقيقها بشكل عام. وهذا مشابه للقيمة المقاسة لـ MCC غير المشحمة؛ وبالتالي، فإن تزييت الحدود غير فعال في تقليل الاحتكاك لـ MCC. عادةً ما يصعب تزييت البوليمرات العضوية حدوديًا، حيث أن قوة القص السطحية لها عادةً ما تكون مماثلة لزيوت التشحيم الحدودية العضوية. ومع ذلك، كان معامل الاحتكاك لـ DCPD غير المشحمة 0.5؛ وبالتالي، يمكن لتطبيق MgSt أن يقلل بشكل فعال من معامل الاحتكاك إلى الحد الأدنى الملحوظ وهو 0.1. ومن الواضح أن الحد الأدنى لجرعة MgSt مطلوب لتكوين طبقة سطحية موحدة ومستقرة.

زاد معامل احتكاك جدار MCC غير المزيت بعد التحبيب، بينما انخفض معامل DCPD (انظر الشكل 6). قد يُعزى ذلك إلى زيادة حجم الجسيمات والتغيرات في مورفولوجيا السطح. بالنسبة للحبيبات المنتجة من مساحيق التغذية المزيتة بكميات كبيرة، كان تزييت الحدود فعالاً فقط لـ MCC. لم يتغير احتكاك جدار حبيبات DCPD عمليًا بعد إضافة MgSt، والذي قد يكون بسبب سببين على الأقل. أولاً، أثناء تحديد الحجم، فُقدت بعض جزيئات DCPD (ذات حجم جسيم صغير يبلغ 8 ميكرومتر)؛ نظرًا لنسبة مساحة السطح إلى الحجم الكبيرة، أدى ذلك إلى فقدان غير متناسب لـ MgSt الممتص. ثانيًا، حتى لو كان سطح جزيئات DCPD مزيتًا جيدًا في البداية، فإن تجزئة هذه الجزيئات الهشة نسبيًا من شأنها أن تكشف الأسطح الداخلية غير المزيتة (De Boer et al.، 1978).

كانت زوايا الاحتكاك الداخلي الفعالة للمساحيق غير المُشحَّمة متماثلة بشكل أساسي، على الرغم من الاختلافات الكبيرة في خصائص احتكاك جداريهما (انظر الشكل 5). ومع ذلك، قد تكون عوامل أخرى، مثل شكل الجسيم وتوزيع حجمه، مهمة لتفسير هذه الملاحظة. عند تشحيم DCPD بشكل عام، لم تنخفض قيمة Фe. يشير هذا إلى أن تجزئة الجسيمات المُحفَّزة بالقص تُعرِّض أسطحًا جديدة غير مُشحَّمة، وهو ما يتوافق مع الطبيعة الهشة لـ DCPD. من الواضح أن هذه الآلية لا تنطبق على MCC. تسبب تشحيم الجدار في انخفاض طفيف في معامل احتكاك الجدار، مما يُفسر بالضرورة الانخفاض الكبير نسبيًا في Фe - فهناك تأثير تضخيم كبير من الجسيمات الفردية إلى الكتلة.

في حالة بيانات خلايا القص، يستحيل إجراء مقارنة مباشرة بين القيم المطلقة لأقصى ضغط وزاوية الضغط بالاعتماد فقط على خصائص الاحتكاك النسبية. يجب مراعاة عوامل أخرى، وخاصةً قابلية الانضغاط. ستشمل الأبحاث المستقبلية التحقق من دقة النماذج النظرية (مثل: جوهانسون، 1965) للتنبؤ بأقصى ضغط للأسطوانة وزاوية الضغط بالاعتماد على خصائص مساحيق التغذية. ومع ذلك، يمكن لقياسات احتكاك الجدار والاحتكاك الداخلي أن تقدم تفسيرات نوعية للتغيرات الناتجة عن التزييت.

بالنسبة لـ MCC، لم يؤثر تشحيم الأسطوانات على زاوية الانضغاط (الشكل 10) ولا على أقصى ضغط للأسطوانة (الشكل 9)، وهو ما يتوافق مع عدم حساسية الاحتكاك لتزييت الجدار. ومع ذلك، بالنسبة للتزييت بالجملة، انخفض كلا المعيارين بزيادة جرعة MgSt، مما ينعكس في انخفاض كثافة الرقائق وقوتها. وكما ذُكر سابقًا، يُعد تزييت حدود MCC صعبًا. ومع ذلك، يُقلل التزييت بالجملة من الاحتكاك الداخلي ويُحسّن سيولة المسحوق الكلية، مما يُقلل زاوية الانضغاط والضغط الأقصى.

في حالة DCPD، وعلى عكس MCC، أدى تشحيم الأسطوانات إلى تقليل زاوية الضغط (الشكل 10)، والضغط الأقصى (الشكل 9)، وكثافة الرقائق. وبما أن قيم زاوية الضغط والضغط الأقصى كانت مماثلة لتلك الخاصة بـ DCPD مع تزييت الكتلة الحرجة، فإن التفسير المنطقي يكمن في حساسية احتكاك الجدار العالية لتزييت الحدود. أي أن تزييت الكتلة يوفر مصدرًا داخليًا للزيت.

كما هو موضح بالمعلمة Nc، يبدو أن معدل تحجيم الرقائق مرتبط ببساطة بطاقة الكسر - وهي علاقة متوقعة بشكل معقول. بالنسبة لـ MCC، يبدو أن هناك ارتباطًا وثيقًا بين كثافة الرقائق وطاقة الكسر (انظر الجدول 2)، وهو ما يتوافق أيضًا مع السلوك المتوقع. لا توجد بيانات كافية لوصف التأثيرات الثانوية لـ MgSt، والتي يمكن أن تقلل من القوة من خلال العمل كطبقة ضعيفة بين الجسيمات أو العمل كرابط. من شبه المؤكد أن انخفاض قوة رقائق DCPD يرجع إلى التشوه المرن المتراكم في منطقة الإطلاق، مما يمنع تكوين الروابط بين الجسيمات. نظرًا لأن البوليمرات العضوية تُظهر تشوهًا مرنًا بلاستيكيًا، فإن هذا التشوه أصغر بكثير في MCC. بالمقارنة مع الرقائق المتكونة من MCC، فإن الاسترداد المرن الأصغر وزاوية الضغط لرقائق DCPD سيكونان عاملاً يساهم في انخفاض كثافة رقائق DCPD.

كانت قوة أقراص DCPD أقل بكثير من قوة أقراص MCC (انظر الجدول 3 والشكل 13)، وهو ما يشبه بيانات قوة الرقائق الموضحة بواسطة طاقة الكسر في الجدول 2. قد تكون القيمة النسبية للإجهاد المرن المتراكم هي العامل المتحكم الرئيسي. قد يكون عدم حساسية قوة أقراص DCPD للتزييت (انظر الجدول 3 والشكل 12 و13أ) ناتجًا عن خصائص تجزئة جزيئات مسحوق DCPD، والتي تكشف الأسطح الجديدة وبالتالي تمنع تأثير الارتباط المحتمل لـ MgSt. أدى التزييت الشامل إلى انخفاض في قوة أقراص MCC (انظر الجدول 3 والشكل 12 و13ب)، مما يشير إلى أن MgSt يعمل كطبقة حدودية ضعيفة بين الجسيمات (Zuurman et al., 1999)، مما يقلل من قوة الترابط (الجدول 4). لذلك، فإن تأثير التزييت على أقراص DCPD وأقراص MCC يتوافق مع الاتجاهات الملحوظة للرقائق، كما هو موضح في الجدول 2.

سيركز العمل المستقبلي على الدراسات المقارنة للمخاليط الثنائية لتعكس تركيبات أكثر عملية. ومع ذلك، من منظور التطبيق العملي، قد تستحق بعض الاتجاهات العامة في العمل الحالي النظر فيها. أولاً، بالنسبة لمكون MCC (أحد المكونات الرئيسية للتركيبة)، وفي ظل ظروف ضغط معينة، ستؤدي إضافة مادة التشحيم إلى تقليل زاوية الضغط وأقصى ضغط للأسطوانة، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الرقاقة وتحسين كفاءة التحجيم، ولكن مع انخفاض حجم الجسيمات. ثانياً، يمكن أن توفر قوة الأقراص مؤشراً مفيداً لتصنيف قوة الرقاقة، كما تعكس كفاءة تحجيمها. على سبيل المثال، يمكن تطبيق هذه الطريقة لدراسة تأثير مواد التشحيم.

6. الاستنتاجات

تُساعد دراسة خصائص المسحوق، وعمليات الضغط، وخصائص الرقائق، والحبيبات المُحَجَّمة، والأقراص على فهم تأثير مواد التشحيم الحدودية على التركيبات. وبشكل عام، يُمكن تقديم تفسير متماسك ونوعي للبيانات، مما يُوفر بعض الرؤى الميكانيكية والتطبيق العملي. وأخيرًا، يمنع تطبيق التشحيم السائب الالتصاق أثناء الضغط، ولكنه يُسبب انخفاضًا في قوة أقراص MCC ونسبة المواد الصلبة فيها. ومع ذلك، لم تُلاحظ هذه الآثار السلبية في DCPD. وقد قلل تشحيم جدار كلا المسحوقين من انخفاض قوة الشد في المنتج النهائي.

مراجع

صمت. مُترجم. مراجعة الشؤون الصيدلانية. ١٤ أبريل ٢٠٢٢، الساعة ٦:٠٠ صباحًا


ترك رسالة
الاسم الأول*
اسم العائلة*
بريد إلكتروني*
واتساب/هاتف*
دولة*
رسالة*
نحن نستخدم كوكيز لتحسين تجربتك على الإنترنت. بمواصلة تصفح هذا الموقع، نفترض موافقتك على استخدامنا لـ كوكيز .