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Optimising Unit Operations using the FT4 Powder Rheometer

Freeman Technology

A diverse range of unit operations are employed to process and manipulate powders. These invariably subject materials to a wide ...

正负极材料的粉体特性对锂电池生产工艺的影响 (Understanding Powder Behaviour in Battery Production)

Freeman Technology

由于能量密度高, 自放电系数小和低的记忆效应,锂离子电池已被广泛应用于可充电电源的产品,如消费电子,动力工具,电动汽车和航天工程。

胶囊填充 (Capsule Filling)

Freeman Technology

在制药行业中,将少量药物活性成分 (API) 与辅料混合,经过各种单元操作完成后续加工—这是诸多生产过程的关键部分。 混合物在下游过程中的行为随混合物不同成分的属性而变化。

用于3D打印的聚合物 (Polymers for 3D Printing)

Freeman Technology

选择性激光烧结 (SLS) 是一种增材制造技术,常用于快速成型和功能性组件的小批量生产。整个过程采用激光束烧结粉体材料,使其粘结在一起,形成一种固体结构。激光有选择性地烧融粉床中预先设定的区域,通过从所需部件3D数字描述的横截面扫描生成。在完成每个横截面的扫描后,在顶部覆盖新的一层材料,重复以上过程,直到零件制作完成。

存储和处理的影响 (The Influence of Storage and Handling)

Freeman Technology

在处理粉体时,工艺性能和成品质量将会受到原料特性的影响。控制原料,从而可靠地预测工艺性能的能力是确保成品属性和质量的关键。因此,精确测量入厂原料过程相关属性的方法对于在各行业的广泛应用都大有益处。该应用涉及了对压片用辅料的评估,以及存储和处理条件的影响。

FT4在增材制造中的应用 (Applications of the FT4 in Additive Manufacturing)

Freeman Technology

增材制造也称3D打印,是一种潜在革命性的高效制造技术。通常涉及按严格的技术规范“打印”复杂组件,具体方法是逐层堆积粉体,然后选择性地熔结。控制粉体性能对于过程效率和成品质量至关重要。当形成粉层时,粉体流动和装填方式决定了该性能的各个方面。原料的多变性会导致松装密度不一致、粉层不均匀、抗张强度低以及表面光洁度差。

辊压机过程参数对颗粒属性的影响 (The Influence of Roller Compactor Process Parameters on Granule Properties)

Freeman Technology

本应用案例详细阐述了英国 富瑞曼®科技和Gerteis Maschinen+ Processengineering AG共同展开的研究,以探寻过程参数如何 影响对照品干燥颗粒的属性。

小袋灌装 (Sachet Filling)

Freeman Technology

食品和制药行业广泛使用小袋,为消费者提供可控的小量粉体产品。在整个生产过程中,小袋灌装过程必须确保均匀、一致,重量差异较小,含量均匀度较高。偏差过大不仅会带来财务风险,涉及到药物时还可能危及患者健康。这也发生在其它各种规格的灌装工艺中,例如,中型散装容器、麻袋、胶囊、冲模。

流动添加剂对粉体行为的影响 (The Influence of Flow Additives on Powder Behaviour)

Freeman Technology

许多粉体的基本流动属性很差,会在料斗和冲模送料结构中堵塞,造成不均匀或间歇式的卸料速率、粘附在设备表面,无法与其它材料充分混合。在这种情况下,可通过添加润滑剂减少颗粒间的摩擦作用,改变粉体移动的阻力。在口服固体制剂的生产中,广泛使用硬脂酸镁 (MgSt) 作为润滑剂。在压片之前,通常将低浓度的硬脂酸镁 (含量一般<1%) 加入到处方中。

使用FT4 粉体流变仪量化结块 (Quantifying Caking using the FT4 Powder Rheometer)

Freeman Technology

在本研究中,使用动态方法测量粉体样品结块前后的流动能量,以量化流动性的改变。流动能量通过具有专利的测量原理确定,测量特殊形状的桨叶沿着预设路径在精确定量的粉体中运动的阻力。得到的扭矩和力的测量值被转换成流动能量。

喷涂应用中的批次差异 (Batch Variability in Spray Coating Applications)

Freeman Technology

在喷涂的应用中,从仓储设备中抽取精细粉体 (通常是聚合物),然后将其流化,最后再通过带电喷嘴喷射到基质上。粉体是否能够有效、一致地流化十分关键,过程中也不会形成可能堵塞喷嘴或影响单个颗粒充电的团聚物,导致在基质上粘附性不佳或形成团块。仓储设备中形成流畅的粉流也很关键,涡流进入流化室将形成流化不良的粉体。

使用FT4对湿团进行特性表征 (Characterising Wet Masses using the FT4)

Freeman Technology

存在游离水会对粉体的流动性造成根本性的影响。根据材料的吸湿性,水可起到润滑剂、粘结剂或造粒机制的作用,它们都将改变粉体行为。与干粉相比,评估湿团的流动性,提供粉体对水分的响应这一宝贵的信息,不管这是生产过程中特定目的阶段 (例如,湿法造粒),还是暴露于湿度条件下的结果。

粒径和形状对流动性的影响 (The Influence of Particle Size and Shape on Flow Properties)

Freeman Technology

粉体中颗粒的粒径和形状是影响其行为的重要因素,许多成熟的技术都可测量这些性质。但对一系列不同的加工过程中这两个参数与流动性的关系却知之甚少,而且由于需求不同,粉体将经由不同的工艺,那么这两个参数的影响可能并不一致,或无法轻易量化。

松装辅料中无关粒径的差异应用笔记 (Particle Size-Independent Variation of Bulk Excipients)

Freeman Technology

微晶纤维素 (MCC) 来源丰富,易于生产,不易降解,多年来一直被用作药用辅料。但与其它辅料一样,不同材料批次之间的差异也将导致加工时出现类似的差异,最终致使产品与技术规范不符,需要返工,甚至报废。最新的质量源于设计 (QbD) 举措对优化生产工艺提出了要求,以确保最终产品的一致性和可靠性。

多元分析相较于剪切盒测试的优势 (The Benefits of Multivariate Analysis over Shear Cell Testing)

Freeman Technology

剪切盒测试作为测量固结粉体流动初始特性的完善技术,该重要特性与料斗中粉体行为有着密切的关系。但该技术往往会应用于其原始范围之外的情况,尝试理解动态、低应力单元操作 (例如,混合、进料、输送、研磨和流化) 以及静止状态(例如,存储)。在这些情况下,剪切盒测试的结果是不确定的,无法准确区分工艺中不同的表现。

表征石膏产品的批次差异特性表征 (Characterising Batch to Batch Variability in Gypsum Products)

Freeman Technology

石膏粉体在全世界各个行业中广泛应用,例如,在建筑业作为装饰材料或被动防火材料,在医疗应用中作为骨科石膏模的支撑材料。熟石膏粉很容易与水反应,形成石膏浆,制成所需的形状,然后放热固化形成固体。

模具填充操作的设计空间开发 (Developing a Design Space for a Die Filling Operation)

Freeman Technology

填充是所有行业的常见操作,虽然填充重量和容差各异。制药行业常常要求精确、高速地填充毫克级别的剂量,以满足药片制造的严格标准和高产出要求。相较而言,大宗化学品和矿产业可能要将粉体装载到20吨的容器中,填充过程长,没有高精度要求的监管压力。

通过表面处理优化水泥粉体的流动性 (Optimising the Flow Properties of Cement Powders by Surface Treatment)

Freeman Technology

表面处理可改变粉体的流动性,从而优化其过程性能。但需要找到一种量化表面处理的影响的方法,以确保在优化流动性的同时不影响其它方面的性能.

陶瓷热等静压中性能变化的表征 (Characterising Variable Performance in Ceramic Hot Isostatic Pressing)

Freeman Technology

在某些高性能陶瓷生产中,将喷雾干燥的研磨材料颗粒填充到模具中进行等静压处理,随后烧结成成品。这种工艺可完成高度专业的设计,使得不同材料在特定应用中呈现最优特性。

剪切盒测试数学推导参数的局限 (Limitations of Mathematically Derived Parameters from Shear Cell Testing)

Freeman Technology

剪切盒测试原为确定连续、粘性粉体在施加应力下流动初始而设计,用以模拟粉体在料斗或筒仓中的流动。要通过测试这种类型的粉体来理解料斗行为,相较于FT4其它方法,剪切盒测试技术稳健可靠,是个良好的补充测试。

评估熔剂粉加工性能 (Evaluating Processability of Flux Powders)

Freeman Technology

在各种分析过程的样品制备中,硼酸盐熔剂常用于分解化学稳定材料,生成玻璃状固溶体,以便使用X射线荧光、原子吸收和其它技术进行分析。硼酸盐融熔法是一种快速、安全的样品制备法,它可避免使用浓酸熔解样品的时间和风险。

预测螺旋加料器中的流动性能 (Predicting Flow Performance in Screw Feeders)

Freeman Technology

该研究展示了如何基于稳定的粉体流变特性测量和标准多元线性回归 (MLR) 分析生成设计和操作模型。

应用FT4 粉体流变仪多功能粉末性质测试仪及GEA ConsiGma双螺杆高剪切造粒机,通过QbD方法实现连续式片剂生产 (A QbD approach to Continuous Tablet Manufacture - utilising the GEA ConsiGma Twin Screw High Shear Granulator)

Freeman Technology

将本研究拓展到片剂生产后,发现制粒的性质与片剂的关键质量属性之间亦存在明显的对应关系。这种对应关系正是真正的质量源于设计(QbD)方法所需要的信息。

Polymere fuer den 3D-dreck (Polymers for 3D Printing)

Freeman Technology

Selektives Laser-Sintern (SLS) ist eine additive Fertigungstechnik, die typischerweise für das schnelle Prototyping und die Kleinserienfertigung von Funktionsteilen eingesetzt wird. ...

Andwendung des FT4 in der Additiven Fertigung (Applications of the FT4 Powder Rheometer in Additive Manufacturing)

Die additive Fertigung (Additive Manufacturing, AM), auch bekannt als 3D-Druck, ist eine potenziell ransformative und hocheffiziente Fertigungstechnik. Sie umfasst das ...

Der Einfluss der Walzenverdichter-Prozessparameter auf die Granulateigenschaften (The Influence of Roller Compactor Process Parameters on Granule Properties)

Freeman Technology

Dieser Anwendungshinweis beschreibt die gemeinsame Studie von Freeman Technology Ltd. und Gerteis Maschinen+Processengineering AG, in der untersucht wird, wie Prozessparameter ...

Sachet-Abfuellung (Sachet Filling)

Freeman Technology

Sachets sind in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie weit verbreitet und ermöglichen es, dem Verbraucher kleine Mengen an Pulver in einem ...

Der Einfluss von Fliessadditiven auf das pulververhalten (The Influence of Flow Additives on Powder Behaviour)

Freeman Technology

Viele Pulver haben schlechte Fließeigenschaften: Sie verstopfen in Trichtern und Düsenrahmen, weisen ungleichmäßige oder pulsierende Durchflussraten auf, haften an Geräteoberflächen ...

Quantifizierung des Anbackens mit dem FT4-Pulver-Rheometer (Quantifying Caking using the FT4 Powder Rheometer)

Freeman Technology

Die meisten Pulver erfahren durch die Bildung stärkerer Bindungen zwischen den Partikeln eine Erhöhung ihres Fließwiderstands. In einigen Fällen sind ...

Verstaendnis der Auswirkungen des Schnellmischens (Understanding the Impact of High-Shear Blending)

Freeman Technology

In vielen Branchen werden Pulver mit anderen Pulvern oder Bindemitteln in Schnellmischverfahren zu homogenen Mischungen für die Weiterverarbeitung kombiniert. Durch ...

Ein QbD-Ansatz fuer die kontinuierliche Tablettenherstellung - mit dem FT4-Pulver-Rheometer und dem GEA ConsiGma Doppelschnecken-Schnellmischgranulierer (A QbD approach to Continuous Tablet Manufacture - utilising the GEA ConsiGma Twin Screw High Shear Granulator)

Freeman Technology

Die Studie wurde anschließend auf die Tablettenherstellung ausgeweitet, wo Korrelationen zwischen den Granulateigenschaften und den kritischen Qualitätsmerkmalen der Tabletten identifiziert wurden, die ...

カプセル充填 (Capsule Filling)

Freeman Technology

製薬産業では微量API と大量の賦形剤の混合とその後の様々な工程が多くの製造工程の主要な部分を占める。製剤を造りカプセルに送る場合、混合では正確な分量をカプセル詰めするために、粉体の最適な特性が求められる。 製造工程での製剤の挙動を特性付けることはQbD 上重要な部分となる。粉体製剤の特性を定量化する方法は吸入容器(dosator)の良い性能を得ることができ、設計上の検討余地を与える。また物性を特定することは品質の高い製品を作ることになる。これらは生産性を高め、廃棄を減らす意味ではビジネス上の重要な要素となる。

3Dプリンター用ポリマー樹脂 (Polymers for 3D Printing)

Freeman Technology

"Selective Laser Sintering(SLS)は、迅速なプロトタイピングと機能部品の少量生産に通常使用される積層造形法です。 このプロセスでは、レーザー光で粉体材料を焼結して結合し、固体構造を作ります。 レーザーは、必要な部品の3Dデジタル図面から作成した断面図をスキャンし、パウダーベッドの任意の領域を選択的に溶融させます。 各断面図がスキャンされると、材料の新しい層が上に敷き詰められ、部品が完成するまでプロセスが繰り返されます。 粉体層の生成は高精度プロセスであり、供給部より正確に供給でき、凝集や無駄のない均一な粉体層を積層できる原料を必要とします。 断続的な流動やバルク内の凝集は、不均一な積層の原因となり、プロセスの効率と最終製品の特性に悪影響を与えます。 均一で再現できる層ができる粉体特性を確認することで、適合性を評価するプロセスで原料を使用する場合に余分なコストと時間をかけず、最適化された新しい配合や、適切な原料を特定できます。 この方法を用いれば、仕様から外れた最終製品の製造を低減できます。"

AM(ADDITIVE MANUFACTURING)におけるFT4のアプリケーション (Applications of the FT4 in Additive Manufacturing)

Freeman Technology

積層造形(Additive Manufacturing:AM)、別名「3Dプリンティング」は革新的な可能性を秘めた、きわめて効率的な製造手法です。 AMでは、複雑な形状を細密な寸法に従い「印刷」するために、粉体層を段階的に積み上げ、各層を選択的に融合させます。プロセスの効率と最終的な製品の品質を確保する上で、粉体のパフォーマンス制御は必要不可欠な要素です。 粉体のパフォーマンスは、粉体がどのように流動し、どのように固まって層を形成するかによって決まります。 原材料にばらつきがあると、かさ密度と積層が不均一になり、伸張強度および表面の仕上げが低下する可能性があります。

AM(ADDITIVE MANUFACTURING)におけるFT4のアプリケーション (Applications of the FT4 in Additive Manufacturing)

積層造形(Additive Manufacturing:AM)、別名「3Dプリンティング」は革新的な可能性を秘めた、きわめて効率的な製造手法です。 AMでは、複雑な形状を細密な寸法に従い「印刷」するために、粉体層を段階的に積み上げ、各層を選択的に融合させます。プロセスの効率と最終的な製品の品質を確保する上で、粉体のパフォーマンス制御は必要不可欠な要素です。 粉体のパフォーマンスは、粉体がどのように流動し、どのように固まって層を形成するかによって決まります。 原材料にばらつきがあると、かさ密度と積層が不均一になり、伸張強度および表面の仕上げが低下する可能性があります。

ローラーコンパクターのプロセスにおける顆粒特性への影響 (The Influence of Roller Compactor Process Parameters on Granule Properties)

本アプリケーションノートはフリーマンテクノロジーTM 社(FT)とGerteis Maschinen+Processengineering 社(GMP)の共同研究でどのようなプロセスパラメータがプラセボによる乾式造粒に影響を与えるのか調査した

熱間等方圧加圧法で生成するセラミックスの性能を評価する (Characterising Variable Performance in Ceramic Hot Isostatic Pressing)

Freeman Technology

特定の高性能セラミックの製造では、粉砕された材料を噴霧乾燥した粒子を金型に充填し、静水圧プレスし、その後焼結して完成品を生成する。 このプロセスは、特定のアプリケーションに最適な特性を持つ様々な材料の範囲内で、高度に特殊化されたデザインを作成できます。 そのような特殊な製品の製造においては、焼結プロセスが部品の形状を過度に変えないことが重要である。 水分損失による収縮などの変化は、厳しい許容限度内で管理しなければならない。 これを達成できなければ、仕様外で目的に合わない製品につながる可能性があります。 セラミック粉末のバルク特性に基づいて収縮を予測する方法は、噴霧乾燥プロセスを最適化し、得られる粉末前駆体をスクリーニングすることを可能にし、容認できない程度に収縮する可能性のあるバッチを排除し、 生産性の向上と廃棄物の削減を実現します。

スプレーコーティングにおける粉末のバッチによるばらつき (Batch Variability in Spray Coating Applications)

Freeman Technology

"スプレーコーティングでは、粉末塗料(多くの場合はポリマー)は貯蔵容器から取り出された後に流動化し、注入ノズルを通して基材上に噴き出されます。粉末は効果的かつ一貫して流動化しなければなりません。ノズルを詰まらせたり、個々の粒子の噴出に影響を及ぼす可能性のある凝集物の形成や、接着性の低下や基材上での凝集物の形成は避けなければなりません。また、粉末は貯蔵容器からスムーズな流れを確保することも必要です。粉体が流動槽に不規則に進入すると、バルクの流動が不十分になります。 粉体の特性とプロセス上良好な結果との相関性を見極めて定量化すれば、膨大なコストをかけてサンプルをプロセスに投入し適合性評価を行うことなく、最適化された新しい配合組成を特定することができます。これにより、時間と原材料を大幅に節約し、不合格品の廃棄を最小限に抑えることができます。"

FT4によるウェットマスの特性評価 (Characterising Wet Masses using the FT4 Powder Rheometer)

Freeman Technology

遊離水の存在は、粉体の流動特性に根本的な影響を与えます。水は材料の吸湿特性に応じて潤滑剤、接着剤、または造粒のメカニズムとして機能する場合があり、これらのそれぞれによって粉体の挙動は変化します。このため、ウェットマスの流動特性をドライパウダーとの比較で評価できれば、それが湿式造粒などの生産プロセスにおける意図的な段階であるか、または湿潤条件への露出結果であるかに関わらず、水分の存在に対する粉体の反応についての有益な情報を得ることができます。

粉体塗料の流動化および性能評価 (Fluidisation and Processability of Powder Coatings)

Freeman Technology

高いレベルの性能を発揮し、周辺環境への影響が少ないことから、粉体塗料は幅広い用途に適した魅力的な選択肢となっています。粉体塗料の技術には溶剤が必要ありません。そのため、それらを使用しても揮発性有機排出物が発生しません。ただし、液体のような挙動を示す粉末を流動化する必要があり、それ自体が課題となります。ここでは、プロセス時に容易かつ均一に流動する粉末が必要となります。

化合物のバッチ間におけるばらつきの評価 (Assessing Batch to Batch Variability of Bulk Chemicals)

Freeman Technology

二酸化チタンはその鮮明な白色と高い屈折率のため、長年幅広い業界で顔料や乳白剤として利用されてきました。ただし、そのように幅広く使用されているにもかかわらず、この付着性の高い二酸化チタンを粉体として処理することは、多くの場合で困難を極めています。多くの場合、ホッパーからの排出、ユニット操作へのフィード、他の粉体との混合などの操作でこの材料を管理する際は、特別な対策を施す必要があります。

粒径に関係しないバルク賦形剤のばらつき (Particle Size Independent Variation of Bulk Excipients)

Freeman Technology

結晶セルロース(MCC)は豊富で生産しやすく、かつ耐劣化性に優れていることから、製薬用賦形剤として長年使用されてきました。ただし、あらゆる賦形剤と同様に、供給される大量の材料にばらつきがあると製造工程にも同様にばらつきが生まれ、結果的に規格外の製品が生産されることになります。この場合、再加工や廃棄すら必要となる可能性があります。最近のQbD(Quality by Design:クオリティ・バイ・デザイン)という新たな取り組みでは、最終製品の一貫性および信頼性を保証するため、生産工程を最適化することが必要になっています。

石膏製品におけるバッチ間のばらつきの評価 (Characterising Batch to Batch Variability in Gypsum Products)

Freeman Technology

石膏粉末は、建設業界では仕上げ材として、または受動的な防火対策として用いられ、医療用途では整形外科用ギプスの支持材として用いられるなど、世界中のさまざまな業界において使用されています。焼いた粉体は水と容易に反応してスラリーを形成します。これらは、発熱によって硬化して固体の塊となる前に目的の形状に加工することができます。

ダイ充填操作のための設計空間の開発 (Developing a Design Space for a Die Filling Operation)

充填重量や充填公差はさまざまですが、充填はすべての産業で一般的な操作です。製薬業界では、錠剤生産の厳しい基準を満たし高スループット要件を達成するため、ミリグラム単位の用量を正確かつ高速に充填する必要があります。これに対し、バルク化学製品および鉱物製品業界では20トン用のコンテナに粉体を積載する場合があり、使用される充填プロセスははるかに長くなり、精度を管理するための圧力調整も行われません。

袋への充填 (Sachet Filling)

Freeman Technology

"サシェ(小袋)は食品業界や製薬業界で幅広く用いられており、少量の粉体を扱いやすい形態で消費者に提供する場合に使用します。サシェへの充填プロセスでは、生産工程全体を通じて一貫性および均一性の高い充填を行うことにより、重量のばらつきを抑え、含有量の均一性を高めることが不可欠です。大きな誤差は財務的なリスクを生じさせ、医薬品向けの粉体の場合には患者の健康を危険にさらす可能性があります。また、これはIBC、袋、カプセル、ダイ/モールドなど、他のさまざまな充填操作でも同様です。 1種類の粉体や混合物を均一に充填できるような特性とは何かを明らかにすれば、膨大な金銭的および時間的コストをかけてサンプルをプロセス全体に投入することなく、最適化された新しい配合組成を特定することができます。これにより、含有量における均一性の低下や重量におけるばらつきの増大を抑えることができます。"

流動添加剤が粉体挙動に与える影響 (The Influence of Flow Additives on Powder Behaviour)

Freeman Technology

"多くの粉体は基本的な流動特性が低く、ホッパーやダイフィードフレーム内での詰まりや一貫性のない流れを引き起こし、不均一な排出速度が見られたり装置表面への付着が見られます。また、他の物質とは容易には混合できません。そのような場合には、粉末潤滑剤を添加することで粒子間の摩擦を減らし、粉体の移動に対するバルク耐性を変化させることができます。ステアリン酸マグネシウム(MgSt)は、医薬品の経口固形製剤の製造において潤滑剤として幅広く使用されています。これは通常、打錠の直前に低濃度(通例は< 1% w/w)の製剤に添加されます。 しかし、幅広いプロセスにおける流動添加剤と基材との関係はそれほど十分には理解されていません。粉体には、多様なプロセスに応じて異なる要件が課されています。そのため、ある添加剤が基材に与えられた場合の相対的な影響は、すべての状況下で同じであるとは限りません。"

表面処理によるセメント粉体の流動特性の最適化 (Optimising the Flow Properties of Cement Powders by Surface Treatment)

Freeman Technology

"表面処理を行うと、粉体の流動特性を変化させてプロセス性能を最適化することができます。ただし、性能に関する他の側面を低下させることなく流動特性を最適化するには、表面処理の影響を定量化する方法が必要です。 建設業界ではセメントが幅広く使用されています。一般に、セメントは大型のホッパーに貯蔵された後、袋、IBC、またはその他の容器に充填するための装置へと排出および搬送されます。粒径を大幅に変更することなくセメントの流動特性を制御できれば、プロセスチェーンの以降の作業過程において一貫した処理量を確保できるため、生産性の向上と廃棄物の削減につながるなど、コスト面でのメリットが生まれます。"

フラックス粉体の処理性の評価 (Evaluating Processability of Flux Powders)

Freeman Technology

さまざまな分析プロセスに向けてサンプルを調製する場合は、ホウ酸塩フラックスを使用して、化学的に安定した材料を蛍光X線分析や原子吸光分析などの分析に適した現場用のガラス状固溶体へと溶解します。ホウ酸塩融合は、サンプルの分解に濃酸を使用する場合と比べて時間とリスクの両方を回避できるため、迅速かつ安全なサンプル調製法とされています。 フラックス粉体の供給業者は、貯蔵コンテナから最終使用者に提供される小型の容器(プラスチック製の入れ物や袋など)へと分配するすべてのバルク材料供給業者と同じ課題に直面しています。粉体は、貯蔵時には安定的でありながら、充填プロセスでは貯蔵コンテナから目的の容器へと効果的に流動する必要があり、重量のばらつきが少ない均一な方法で複数の容器に充填しなければなりません。プロセスにおける流動性が低いと、異なる入れ物の間で重量のばらつきが大きくなり、含有量の均一性が低下する可能性があります。これを回避できれば、効率性を向上させ、廃棄物を削減できるなど、コスト面でのメリットが生まれます.

パウダーレオメータFT4TM を使用したケーキングの定量化 (Quantifying Caking using the FT4 Powder Rheometer)

Freeman Technology

この調査では、動的な手法を用いてケーキングが起きる前後の粉体サンプルの流動エネルギーを計測することで、流動性の変化を定量化しました。 流動エネルギーは、所定の経路に沿って正確な分量の粉体の中を移動する特殊形状ブレードの動きに対する抵抗を評価するという、特許取得済みの計測原理を用いて計測します。トルクと荷重の計測結果は、流動エネルギー[1]に変換します。

プロセスに関連性の高い飲料用粉体の特性 (Process Relevant Properties of Drink Powders)

Freeman Technology

自動販売機では、粉末飲料を水で液体に戻してコーヒー、ホットチョコレート、スープなどのさまざまな飲料を作り出す場合が多くあります。水で液体に戻した製品の均一性を確保しながら、自動販売機内の閉塞を防止するには、粉体の排出を正確に制御する必要があります。多くの食品粉体の特性は、多くの場合これが難しいことを表しています。脂肪分の多い粉体は付着性が高くなって流動が不安定になる可能性があり、長時間放置すると凝集や「ケーキング」が起きやすくなります。また、安息角、オリフィスからの流動、およびせん断セル試験など、従来の粉体流動性試験を用いてこれらの特性を評価しても、ばらつきが増大する可能性や、無効な結果を生む可能性もあります。 粉体に与えられる条件は、さまざまな機械で使用される多彩な保管方法や排出方法により大きく異なります。そのため、性能にはさまざまな特性が影響を与えることになります。あらゆる自動販売機における性能を正確に説明する単一のパラメータはありません。そのため、考えられる粉体間の関係と与えられた排出動作における粉体挙動を理解するには、幅広い特性を定量化する必要があります。

高せん断混合が与える影響の理解 (Understanding the Impact of High Shear Blending)

Freeman Technology

"多くの業界において、粉体は高せん断混合操作において他の粉体、すなわち結合剤と混合され、さらなる下流の処理作業に適した均質な混合物を形成します。ブレンダのサイズ、形状、方式は幅広いため、機械ごとに性能が異なります。これにより、以降の作業過程で必要な性能に応じてさまざまな流動特性を備えた混合物を生産することができます。 どのようなユニット操作においても、下流での性能に与える影響を理解することは重要です。なぜなら、前後のプロセスが互いに適合しない場合、規格外の製品や目的にそぐわない製品が生み出されてしまう可能性があるからです。上流のプロセスによって下流での性能に有害な影響が生じないようにするためには、粉体とプロセスの相互作用を理解することが必要です。これが理解できると、プロセスを最適化し、望ましい特性を備えた製品を生産することができます。これにより、生産性が向上し、廃棄物の削減にもつながるなど、コスト面での大きなメリットが生まれます。"

スクリューフィーダにおける流動性能の予測 (Predicting Flow Performance in Screw Feeders)

Freeman Technology

この調査では、粉体のレオロジー特性の確実な評価と標準的な多重線形回帰(MLR)分析に基づいた設計および運用モデルを構築する方法を示します。

粒径および粒子形状が流動特性に与える影響 (The Influence of Particle Size and Shape on Flow Properties)

Freeman Technology

粉体中の粒子のサイズおよび形状は、粉体の挙動に影響を与える重要なファクターであり、これらの特性を測定するための確立された技術は多数存在します。ただし、一連のさまざまなプロセスにおけるこれら2つのパラメータと流動特性との関係は十分に理解されていません。また、プロセスに応じて粉体に求められる要件はさまざまであるため、2つのパラメータの影響には一貫性がなく、定量化も容易ではありません。 このアプリケーションノートでは、さまざまな条件下で粒子径および粒子形状が粉体の流動性に与える影響について考察します。

せん断セル試験から数理的に導いたパラメータの限界 (Limitations of Mathematically Derived Parameters from Shear Cell Testing)

Freeman Technology

せん断セル試験は本来、付着性の高い粉体の連続的な初期流動を応力下で測定し、ホッパー/サイロからの流動をシミュレートするという目的で設計されました。この種の粉体を試験してホッパーの挙動を理解しようとする場合、せん断セル試験は堅実な手法であると言えます。また、FT4で用いられる他の試験方法に対して相補性の高い技術でもあります。 ただし、これは数理モデルを適用する手法であるため、一般的な各種のパラメータを導き出すための解析手法としては限界があり、得られるデータの信頼性が低下する可能性もあります。直接測定した値によって許容可能なレベルの再現性を示せる場合でも、モールの応力円解析を行うとせん断セル試験の結果に対する評価が大きく変わる可能性があります。

粉体特性が投薬パフォーマンスに与える影響 (Influence of Powder Properties on Dosing Performance)

Freeman Technology

ドライパウダー吸入器(DPI)は、規定用量の医薬品有効成分(API)を肺深部に送り込むために使用します。このプロセスでは、一般的に賦形剤としてラクトースが使用されており、カプセルからAPIの微粒子を運んだ後、APIが肺に達して持続する間に除去されます。一般に、粗大なラクトースはのどに引っ掛かっり、その後飲み込まれます。ラクトースの特性は、充填、投薬、薬の放出などのプロセスを含めたDPIの性能に影響を与えます。 1種類の粉体や混合物を均一に充填できるような特性とは何かを明らかにすれば、膨大な金銭的および時間的コストをかけてサンプルをプロセス全体に投入することなく、最適化された新しい配合組成を特定することができます。これにより、含有量における均一性の低下や重量におけるばらつきの増大を抑えることができます。

電池製造における粉体挙動の理解 (Understanding Powder Behaviour in Battery Production)

Freeman Technology

"リチウムイオン(Li-ion)電池は、エネルギー密度が高く、自己放電への耐性があり、メモリ効果が極めて小さいことから、充電式電源が必要な幅広い製品に使用されています。このため、消費者家電、電動工具、自動車、および航空宇宙産業用途にとって魅力的な電池となっています。"

QbDアプローチ ‒ GEA ConsiGma Twin Screw High Shear Granulatorでの連続錠剤生産におけるパウダーレオメータ FT4による粉体流動性の評価 (A QbD Approach to Continuous Tablet Manufacture)

本研究ではフリーマンテクノロジー社とGEA 社が共同で、粉末設計と連続生産におけるプロセスパラメータの変更が顆粒特性に与える影響を調査しました。 この調査のため GEA 社製 ConsiGma (連続造粒・乾燥システム)とフリーマンテクノロジー社製 パウダーレオメータ FT4が用いました。 これによりプロセスパラメータと設計を変更して、連続生産される顆粒を用いて、その異なる特性を連続して評価しました。

高せん断湿式造粒における DFFセンサを用いたインラインモニターの例 (In-Line PAT for High Shear Wet Granulation by Measuring Drag Force Flow)

Freeman Technology & Lenterra Inc

粉体を処理する場合、多くの課題に直面する。粉体はその過程で異なって流れるかもしれない。 特定のブレンドは、分離または凝集を起こしやすい。 添加された含水量などのプロセス入力に異なる反応を示し、バルク材料の特性に影響を与えることがある。 高せん断湿式造粒機(HSWG)は、製薬産業において、複数の成分の混合物を、次のプロセスのためにより流動性のよい、均一な中間生成物にするために一般的に使用される。 処方、プロセス設計、または装置規模による変化の影響は、通常、乾燥した顆粒または最終製品の属性によって評価される。 しかし、QbD(Quality by Design)アプローチでは、材料特性とプロセスパラメータの両方を理解する必要がある。 粒状化プロセス中の顆粒特性の進化を定量化する正確なインライン法は、プロセスの理解における主要な前進を表し、プロセス制御の可能性を提供する。

LENTERRA DRAG FORCE FLOW (DFF)センサの概要

Freeman Technology & Lenterra Inc

Lenterra DFFセンサは、バルク粉体および顆粒を継続的にリアルタイムで評価することが可能なインライン光学プローブです。プロセス中のサンプルにおける流動挙動の特性を評価できれば、さまざまな粉体処理プロセスの作業効率を向上させることができます。しかし、適切な技術の不足により、このような評価はまだ日常的には行われていません。DFFセンサはまさにこのような要件に対応した製品であり、特に高せん断湿式造粒などの混合および凝集プロセスのリアルタイム評価や、シュートやパイプなどを通過する流動のモニタリングに適しています。このアプリケーションノートではDFFの動作原理の概要を示し、その測定内容と測定方法について説明します。

LENTERRA DRAG FORCE FLOWセンサによるプロセスのモニタリング:データ処理の概要 (Process Monitoring with the Lenterra DFF)

Freeman Technology & Lenterra Inc

Lenterra Drag Force Flow (DFF)センサを使用すると、プロセス内の粉体移動に伴う特定箇所の荷重をリアルタイムで測定することができます。このアプリケーションノートでは、センサで記録される生データの概要を紹介し、これらを処理してプロセスモニタリングに適した測定基準を生成する方法について説明します。目的は、テクノロジーをプロセス分析技術(PAT)として実装する場合に必要な知見を提供することです。

LENTERRA DRAG FORCE FLOWセンサによるプロセスのモニタリング:高せん断湿式造粒法 (Process Monitoring with the Lenterra DFF - HSWG)

Freeman Technology & Lenterra Inc

プロセス分析技術(PAT)を効果的に活用するには、得られた測定値を理解し、それらをどう解釈して効果的なプロセス制御につなげるかが重要です。Lenterra Drag Force Flow (DFF)センサは、移動する粉体の流動特性をリアルタイムで測定することができます。また、混合、調合、および凝集プロセスのモニタリングに実績のある各種のアプリケーションを備えています。このアプリケーションノートでは、製薬業界で特に普及しているユニット操作である高せん断湿式造粒法(HSWG)における打錠調製の適用事例について考察します。

Introducing Uniaxial Powder Testing

The introduction of an instrument offering a new powder testing technique opens up fresh possibilities for optimising powder handling processes. ...

Offline Consolidation to Measure the uUYS of Powders

Assessing and ranking powder flowability under high stress conditions by quantifying uniaxial Unconfined Yield Strength (uUYS) has proven application in ...

Influence of Powder Properties on Dosing Performance

Dry Powder Inhalers (DPI) are used to deliver a controlled dose of active pharmaceutical ingredient (API) to the deep lung. ...

Process Monitoring with the Lenterra Drag Force Flow Sensor: High Shear Wet Granulation

The successful use of Process Analytical Technology (PAT) relies on understanding the measurements being made and how to interpret them ...

Process Monitoring with the Lenterra Drag Force Flow Sensor: An Introduction to Data Processing

Tim Freeman, Freeman Technology

The Lenterra Drag Flow Force (DFF) sensor provides real-time measurements of the local forces associated with powder movement within a ...

Testing Large Particles with the FT4

Doug Millington-Smith, Freeman Technology

The FT4 Powder Rheometer is a universal powder tester that provides automated, reliable and comprehensive measurements of bulk material characterisatics ...

Measuring the Flow Properties of Consolidated, Conditioned and Aerated Powders

Doug Millington-Smith, Freeman Technology

This paper compares powder flowability measurements using the two methodologies available from an FT4 Powder Rheometer.

An Introduction to the Lenterra Drag Force Flow Sensor

Tim Freeman, Freeman Technology

The Lenterra DFF sensor is an in-line optical probe for the continuous, real-time assessment of bulk powders and granules. Characterising ...

Evaluating Processability of Flux Powders

Suppliers of flux powders face the same challenges as any bulk material supplier dispensing from storage containers into smaller receptacles ...

Quantifying Caking Using The FT4 Powder Rheometer

Many materials in the food, chemical and pharmaceutical industries, from raw materials, additives and intermediates through to manufactured products, are ...

In-Line PAT for High Shear Wet Granulation by Measuring Drag Force Flow

HSWG is commonly used in the pharmaceutical industry to combine multiple components of a blend into a more free-flowing, homogeneous ...

Understanding Powder Behaviour in Battery Production

Jamie Clayton, Operations Director, Freeman Technology

Lithium-ion (Li-ion) batteries are used in a wide range of products due to the fact they have high energy density, ...

Understanding the Impact of High Shear Blending

Doug Millington-Smith

In many industries, powders are combined with other powders, or binders, in high-shear blending operations, forming homogeneous mixtures for further ...

Predicting Flow Performance in Screw Feeders

Doug Millington-Smith

This study, with Gericke AG, demonstrates how to generate a design and operating model based around robust measurements of rheological ...

Process Relevant Properties of Drink Powders

Doug Millington-Smith

In vending machines, powdered formulations are often reconstituted with water produce a variety of drinks, such as coffee, hot chocolate ...

Evaluating Processability of Flux Powders

Doug Millington-Smith, Principal Applications Specialist, Freeman Technology

Suppliers of flux powders face the same challenges as any bulk material supplier dispensing from storage containers into smaller receptacles ...

Quantifying Caking Using The FT4 Powder Rheometer

Doug Millington-Smith, Principal Applications Specialist, Freeman Technology

Through testing and understanding the behaviour of each material, it becomes possible to assess and minimize the risk of caking ...

Limitations and Risks of Flow Function Analysis

The results from shear cell tests can be graphically represented in several ways. The most reliable representation is a plot ...

Limitations of Mathematically Derived Parameters from Shear Cell Testing

Shear Cell testing was originally designed to determine the incipient flow of continuous, cohesive powders under applied stress in order ...

Characterising Batch to Batch Variability in Gypsum Products

Gypsum is a natural product, and can be mined from multiple sources. A manufacturing method that processes these multiple sources to produce a consistent product is essential, as even subtle variation between batches will lead to differences in the behaviour of the material across the diverse range of applications and processes.   A method of accurately quantifying differences in the properties of gypsum batches that are known to impact process performance is therefore critical to ensuring batch consistency and product quality.

Developing a Design Space for a Die Filling Operation

Filling is a common operation across all industries, although fill weights and tolerances vary widely. The factors that influence efficiency ...

Sachet Filling

Sachets are widely employed in food and pharmaceutical industries. It is imperative that the sachet filling process produces consistent, uniform ...

The Influence of Flow Additives on Powder Behaviour

Many powders have poor basic flow properties: They block in hoppers and die feed frames, exhibit inconsistent or pulsatile discharge ...

Optimising the Flow Properties of Cement Powders By Surface Treatment

Surface treatment offers the opportunity to alter the flow properties of a powder in order to optimise process performance. However, ...

Characterising Variable Performance in Ceramic Hot Isostatic Pressing

In the production of certain high performance ceramics, spray-dried particles of milled material are filled into a die and isostatically ...

Comparison of Shear Cell Sizes on the FT4 Powder Rheometer

Shear cell testing of powders is a well-established technique that allows the operator to understand how their samples transition from ...

The Influence of Roller Compaction Process Variables on Granule Properties

Processing powder blends can present a number of challanges: component powders may be poorly flowing in the process, the blends ...

Optimising Additive Manufacturing with the FT4 Powder Rheometer

Additive manufacturing, also known as 3D printing, is a potentially transformative, highly efficient manufacturing technique. The results of this study ...

Applications of the FT4 Powder Rheometer in Additive Manufacturing

Additive manufacturing, also known as 3D printing, is a potentially transformative, highly efficient manufacturing technique. The results of this study ...

Particle Size Independent Variation of Bulk Excipients

Microcrystalline Cellulose (MCC) has been used as a pharmaceutical excipient for many years, due to its abundance, ease of production ...

The Benefits of Multivariate Analysis over Shear Cell Testing

Shear Cell testing is a well-established technique for measuring the incipient flow properties of a powder under consolidation, an important ...

The Value of Measuring Force and Torque during Dynamic Tests

During a Dynamic Flow test using the FT4 Powder Rheometer®, a patented helical blade descends through the powder bed along ...

Using the FT4 Powder Rheometer to Evaluate the Flow Characteristics of Cement Powders and their Components

Cement is one of the most ubiquitous industrial materials. It is produced in vast quantities in a wide variety of ...

Using the FT4 Powder Rheometer to Test Cosmetic Compacts

Freeman Technology has developed two accessories that can be used to evaluate the quality of cosmetic powder compacts. Both accessories ...

A QbD Approach to Continuous Tablet Manufacture - Utilising the FT4 Powder Rheometer and the GEA ConsiGma Twin Screw High Shear Granulator

The pharmaceutical industry is looking to continuous processing to enhance production efficiency and product quality, in line with guidance from ...

Using the FT4 Powder Rheometer to Evaluate Vibration Induced Consolidation

There are many types of process devices that employ vibration - feeders, sieves, discharge aids, compactors. Equally environmental from plant ...

Introducing the 1ml Shear Cell - Measuring the Flow Properties of Small Samples

The Freeman Technology 1ml Shear Cell allows very small powder samples to be automatically tested, minimising the consumption of scarce ...

Automated Hopper Design Software

The biggest obstacle to overcome when designing hoppers, bin or silos is the situation where 'no-flow' occurs due to arching. ...

Characterising Wet Masses Using the FT4 Powder Rheometer

The presence of free water can fundamentally influence powder flow properties. Depending on the hygroscopic properties of the material, water ...

The Influence of Particle Size and Shape on Flow Properties

The size and shape of the particles are important factors in influencing powder behaviour, and many well-established techniques exist for ...

The Influence of Storage and Handling

This application note considers the evaluation of bulk excipients for tableting and the impact of storage and handling conditions.

Capsule Filling

In the pharmaceutical industry, the blending of a small fraction of active pharmaceutical ingredient (API) with a bulk excipient, and ...

Fluidisation and Processability of Powder Coatings

The high level of performance and low environmental impact associated with powder coating makes it an attractive option for a ...

Qualification of the FT4 Powder Rheometer using CRM116 Limestone Powder

Characterisation of the bulk properties of powders has advanced greatly over the past decade with the introduction of the FT4 ...

Using the FT4 Powder Rheometer to Characterise DPI Formulations and to Understand Dosing and Aerosolisation Performance

Developing powders that exhibit predictable and reliable behaviour in an inhalation process presents a genuine challenge for formulation scientists. Active ...

Using the FT4 Powder Rheometer to Evaluate the Effects of Environmental Humdity

Humidity is an ever present feature in the atmosphere and the absorption/adsorption of moisture by powdered and bulk materials can ...

Batch Variability in Spray Coating Applications

In spray coating applications, identifying and quantifying which powder properties correlate with the most efficient performance in a process allows ...

Assessing Batch-to-Batch Variability of Bulk Chemicals

Identifying and quantifying which powder properties are conducive to efficient processing allows new formulations to be optimised without the significant ...

Flow Properties Study on Three Titanium Dioxide Powders

Flow properties study of one untreated and two types of treated titamium dioxide powders. The study demonstrates that flow performance ...

Talcum

Evaluation of standard and micronised talcum powders showing how flow properties depend upon flow rate, compaction, aeration and de-aeration as ...

Lactose / Magnesium Stearate

How magnesium stearate affects the flow properties of Lactose.