Roh- und Rütteldichte (Schüttgutdichte)

Einführung in Roh- und Rütteldichte (Schüttgutdichte)

Die Rohdichte eines Materials ist das Verhältnis von Gewicht zu Volumen (inklusive des Zwischenkornvolumens) einer unbehandelten Pulverprobe.

Die Rütteldichte wird durch das definierte mechanische Rütteln oder Stampfen der Probe in einem Messzylinder erhalten, bis diese keine deutliche Verringerung des Volumens mehr zeigt.

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Instrument- und Messprinzip

Die Rohdichte wird in g/ml angegeben. Die Rohdichte hängt von der Pulverdichte und der Anordnung der Pulverpartikel ab. Die Rohdichte wird durch die Vorbereitung, Behandlung und Aufbewahrung des Probenmaterials beeinflusst. Eine Methode die Roh- und Rütteldichte von Pulvern zu messen wird in der European Pharmacopoeia Kapitel 2.9.34 beschrieben.

Erweiterte Information zu diesen Methoden

Rohdichtemethode 1: Die Rohdichte wird bestimmt durch die Zugabe einer bekannten Masse der Probe in einen Messzylinder. Das Volumen wird abgelesen und das Verhältnis Masse/Volumen notiert.

Rütteldichtemethode 1: Die Rütteldichte erhält man durch mechanische Stampfen der Probe in einem Messzylinder bis diese keine deutliche Verringerung des Volumens mehr zeigt. Das Stampfen kann mit verschiedenen Methoden ausgeführt werden. Die Rütteldichte ist das Verhältnis der Einwaage Masse der Probe zum endgültigen Volumen des Pulvers. Die Zwischenkornwechselwirkungen beeinflussen Schütteigenschaften und außerdem die Fließfähigkeit. Deshalb lässt sich mit dem Vergleich von Roh- und Rütteldichte herausfinden, wie wichtig diese Wechselwirkungen bezogen auf ein untersuchtes Probenpulvers sind. Es lässt sich ein relativer Index der Pulverfließfähigkeit angeben.

Der Kompressionsfaktor und der Hausner-Faktor sind Messgrößen um Sedimentationsfähigkeit anzugeben und erlauben die Einschätzung der Zwischenkornwechselwirkungen. In einem frei fließenden Pulver sind diese Wechselwirkungen weniger relevant und Roh- und Rütteldichte liegen sehr nah aneinander. Für schlecht fließende Materialien sind diese Interaktionen stärker und ein stärkerer Unterschied zwischen den beiden Dichtemessungen ist sichtbar. Die Unterschiede spiegeln sich in Kompressibilitätsfaktor und Hausner-Faktor wieder.

Kompressibilitätsfaktor:

Hausner-Faktor:

 V0 = scheinbares nicht-sedimentiertes Volumen/Rohvolumen (Schüttvolumen) Vf = endgültiges Rüttelvolumen

Wie in der Tabelle unten ersichtlich ist es möglich Kompressibilitätsfaktor und Hausner-Faktor zu nutzten um die Fließeigenschaften von Pulvern abzuschätzen.

Kompressibilitätsfaktor (Prozent) Fließeigenschaften Hausner-Faktor
1-10 Hervorragend 1.00-1.11
11-15 Gut 1.12-1.18
16-20 Mittelmäßig 1.19-1.25
21-25 Ausreichend 1.26-1.34
26-31 Schlecht 1.35-1.45
32-37 Sehr schlecht 1.46-1.59
> 38 Sehr, sehr schlecht > 1.60
(1) Carr RL. Evaluating flow properties of Solids. Chem Eng 1965; 72:163-168.