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在食品、制藥、造紙、塑料和橡膠行業(yè)的氣力輸送過(guò)程中，多種粉末和顆粒材料的混合對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。為了使最終產(chǎn)品符合參數(shù)要求，混合產(chǎn)品需要具備三個(gè)重要特征：流動(dòng)性，均質(zhì)性以及對(duì)混合物進(jìn)行抽樣以評(píng)估產(chǎn)品的混合性。粉末攪拌混合機(jī)（翻滾，對(duì)流或高剪切）根據(jù)其混合機(jī)理進(jìn)行分類：擴(kuò)散，對(duì)流和剪切?；旌蠙C(jī)的選擇取決于顆粒特性，例如形狀，顆粒大小，密度和每種成分的量。這些因素的綜合考慮將降低混合材料分離。
流動(dòng)性永遠(yuǎn)不能用一個(gè)單獨(dú)的值或指標(biāo)來(lái)表示。流動(dòng)性是影響材料流動(dòng)的物理特性和用于處理、儲(chǔ)存或加工材料的設(shè)備相結(jié)合的結(jié)果。產(chǎn)生自由流動(dòng)的藥物粉末的主要?jiǎng)訖C(jī)是從大容量存儲(chǔ)容器向后續(xù)加工操作的進(jìn)料機(jī)制中建立一致的進(jìn)料。所有這些轉(zhuǎn)移機(jī)制都需要適當(dāng)?shù)姆勰┝鲃?dòng)行為，這取決于材料性能和工藝設(shè)備，以及傳遞設(shè)備的設(shè)計(jì)。顆粒間力，包括范德華力、毛細(xì)(液體橋)力、靜電力、導(dǎo)致燒結(jié)和固體橋形成的力、摩擦力等，對(duì)料斗、提升管、填充流化床和氣力輸送等粉末流動(dòng)系統(tǒng)的行為有很大的影響。這些力決定了細(xì)粉末的內(nèi)聚性能以及它們形成聚集體或團(tuán)聚體的傾向。即使引入相對(duì)少量的水分，也會(huì)使粉末的氣力輸送變得更加難以處理。因此，了解濕度對(duì)被處理和儲(chǔ)存的材料的影響對(duì)于開(kāi)發(fā)具有成本效益的操作策略是至關(guān)重要的。
由于粉末的粘結(jié)性，化學(xué)加工行業(yè)（CPI）中的許多公司都會(huì)遇到流動(dòng)和氣力輸送問(wèn)題。很多時(shí)候，修改料斗排出物料的設(shè)計(jì)會(huì)促進(jìn)流動(dòng)，這在制藥工業(yè)中尤為重要，在制藥工業(yè)中，必須將均勻的粉末混合物流送入壓片機(jī)以獲得均勻的劑量輸送。質(zhì)量流料斗設(shè)計(jì)可防止粉末的分離。表征固體材料流動(dòng)特性的標(biāo)準(zhǔn)方法是剪切測(cè)試，該測(cè)試可提供有關(guān)固體的屈服軌跡的信息。固體的所有其他流動(dòng)特性（內(nèi)摩擦角，內(nèi)聚力，流動(dòng)函數(shù)，壁摩擦運(yùn)動(dòng)角等）也可以從屈服點(diǎn)確定。
每當(dāng)散裝物料氣力輸送時(shí)，往往會(huì)發(fā)生偏析。因此，每一個(gè)處理或加工操作都會(huì)產(chǎn)生可能發(fā)生隔離的條件。當(dāng)不同的力作用于散裝物料質(zhì)量的不同部分時(shí)，就會(huì)發(fā)生偏析。作用中的不同力由特定材料處理操作中普遍存在的力學(xué)決定。在某些情況下，大多數(shù)顆粒特性的差異會(huì)導(dǎo)致顆粒的非隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)顆粒性質(zhì)的差異導(dǎo)致顆粒優(yōu)先移動(dòng)到混合機(jī)的某些區(qū)域時(shí)，在混合機(jī)內(nèi)發(fā)生分離。粒度，密度，形狀和回彈力的差異是造成偏析的主要因素。最常見(jiàn)的偏析類型是滲濾或篩分偏析，
分離通常發(fā)生在從混合機(jī)或產(chǎn)品儲(chǔ)存箱中排出粉末或顆粒混合物的氣力輸送過(guò)程中。在氣力輸送過(guò)程中，較小的顆粒穿過(guò)較大顆粒的混合物。通常，粒度差異越大，偏析的范圍越大。當(dāng)在裝載或卸載產(chǎn)品期間氣力輸送時(shí)，會(huì)發(fā)生流化分離。因此，由于較粗顆粒和細(xì)顆粒之間的粒徑差異以及當(dāng)混合材料從混合機(jī)中排出或從儲(chǔ)料箱中排出時(shí)，它們?cè)诳諝庵械膽腋∧芰Σ煌?，因此產(chǎn)生了粉塵離析。在幾種情況下，一種或另一種形式的過(guò)度混合不僅浪費(fèi)能量，而且起反作用。
要確定混合物的質(zhì)量并對(duì)其進(jìn)行表征，需要取樣并進(jìn)行分析。如果理解混合機(jī)的作用方式，則可以選擇采樣位置，以便可以考慮緩慢移動(dòng)的區(qū)域或具有偏析傾向的區(qū)域。抽樣方法旨在從理論上給出代表性樣本，然后假定任何抽樣誤差均可以忽略不計(jì)。由于粉末混合物樣品中的變化可能是粒度分布的函數(shù)，因此無(wú)法測(cè)量該技術(shù)的絕對(duì)效率。采樣數(shù)量與估計(jì)真實(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏差的最終準(zhǔn)確性之間的關(guān)系是高斯分布的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)量度。通常，隨著混合物質(zhì)量的降低，采樣問(wèn)題也隨之增加。如果使用隨機(jī)數(shù)選擇潛在樣本，則可以避免選擇有偏的樣本。如果樣品是從混合物的運(yùn)動(dòng)流而不是靜態(tài)顆粒中獲取的，則通?？梢詼p少?gòu)幕旌衔镏衅驑悠返倪^(guò)程。確定成分分布后，將結(jié)果報(bào)告為方差。
在制藥工業(yè)中，混合均勻性是保證藥物在粉末/顆粒混合中均勻分布的首要條件。最常用的混合藥劑取樣方法是取樣器取樣法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以在大型攪拌機(jī)中收集樣品，然后進(jìn)行混合，直到達(dá)到最佳混合時(shí)間。流采樣也是一種替代使用的采樣。流采樣不能針對(duì)懷疑混合不良的位置。流采樣的目標(biāo)是獲得有代表性的樣本，而不是針對(duì)特定的位置。當(dāng)發(fā)現(xiàn)活性藥物成分在混合物中符合規(guī)范時(shí)，該混合物被認(rèn)為是均勻的。所得結(jié)果通常以每克藥物混合物中有效成分的毫克數(shù)以及藥物含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示。為了獲得可靠的估計(jì)，需要提取樣品的數(shù)量。個(gè)人采集的樣本的可變性，以及分析過(guò)程中可能出現(xiàn)的差異，需要時(shí)間和精力來(lái)確定混合的質(zhì)量。近紅外(NIR)實(shí)時(shí)測(cè)量混合剖面，為研究粉末混合動(dòng)力學(xué)提供了機(jī)會(huì)。近紅外和數(shù)據(jù)處理等傳感器技術(shù)的進(jìn)步使越來(lái)越多的參數(shù)能夠通過(guò)在線過(guò)程進(jìn)行完全監(jiān)測(cè)。由于這種自動(dòng)化，可收集的測(cè)試數(shù)據(jù)的數(shù)量大大增加，從而能夠進(jìn)行更全面的統(tǒng)計(jì)分析。
總之，粉末的混合需要對(duì)顆粒物理性能有很好的理解，這些物理性能構(gòu)成了混合的成分，設(shè)備設(shè)計(jì)，以及適當(dāng)?shù)牟蓸蛹夹g(shù)，以確保達(dá)到規(guī)定的混合質(zhì)量。
