Broyage et Mesure de la Taille des Particules

Question 1

À quelle étape la taille des particules est déterminée?

Answer 1

À la dernière étape de synthèse du principe actif.

Question 2

Avec quel procédé peut-on réduire la taille des particules?

Answer 2

Procédéde de broyage

Question 3

Sur quoi la taille des particules aura un impact?

Answer 3

Sur l’écoulement, la densité, la dissolution et sur la biodisponibilité.

Question 4

Comment fonctionne le procédé de tamissage analytique?

Answer 4

Une masse connue d’échantillon est déposé sur le dessus d’une colonne de tamis; la colonne est agitée; puis la masse retenue sur chaque tamis est mesurée.
- taille des tamis choisie en fonction de la poudre analysée

Question 5

Sachant qu’il faut 100g d’échantillon pour le tamissage avec des tamis de 8 pouces, qu’est-ce qu’il suffit pour réduire la masse nécessaire?

Answer 5

Utiliser des tamis plus petits.

Question 6

Quel est l’avantage d’utiliser des tamis moins haut?

Answer 6

Empiler un plus grand nombre de tamis

Question 7

Quel est le principe du Sonic Sifter?

Answer 7

Le sonic sifter utilise un haut-parleur pour faire vibrer l’air au dessus de la colonne de tamis, ce qui permet de mesurer plus facilement les tailles plus petites. Comme les tamis mesure 3 po, il est possible de n’utiliser que ~5 g par mesure.

Question 8

Que faut-il faire si on mesure un échantillon avec 2 instruments différents avec des bornes différentes?

Answer 8

1. On doit normaliser les données en trouvant le % de particule appartenant à chauque intervalle (divise par les bornes)
   OU
2. On calcul les fractions cumulatives

Question 9

Qu’est-ce que le diamètre de:
1. Feret (dF)
2. Martin (dM)
3. surface projetée (da)
4. Périmètre projetée (dp)

Answer 9

1. Feret (dF):
   
   • Max: + grand diamètre quand on écrase la particule
   • Min: + petit diamètre quand on écrase la particule
2. Martin (dM): trace lignes perpendiculaire dans la particule
3. surface projetée (da): surface/aire de la particule
4. Périmètre projetée (dp): périmètre de la particule lorsque mis en cercle

Question 10

Est-ce que la taille des particules analysée en microscopie est exacte?

Answer 10

Non, souvent les mesures sont surestimée

Question 11

De quoi l’‘échantillon est couvert en microscopie électronique?

Answer 11

D’une très fine couche d’or

Question 12

Quel est l’avantage des appareils qui peuvent filmer la chute de particules dans l’air et procéder à une analyse d’images?

Answer 12

Permet de mesurer des particules selon tous les angles.

Question 13

Nommez 2 technique de granulométrie et expliquez-les?

Answer 13

1. Granulométrie par diffreaction laser
   
   • obtient des franges de diffractions dépendemment de la taille des particules
2. Granulométrie par corrélation de photon
   
   • basé sur le mouvement Brownien, le mouvement des particules est différent selon la taille. On mesure le mouvement de la particule dans le temps.

Question 14

À quoi sert la pipette d’Andreasen? Expliquez la méthode.

Answer 14

Déterminer la finesse des particules les plus petites d’une suspension (méthode par sédimentation).
- La concentration peut être mesurée en faisant des prélèvement ou directement par une méthode optique
- On mesure le diamètre de Stockes
- Il existe une version couplée à une centrifuge pour augmenter g et battre le mouvement Brownien pour les particule < 5 µm

Question 15

De quoi dépend la sédimentation?

Answer 15

• Trainée
• Flottaison
• Gravité

Question 16

Que signifie le symbol sigma?

Answer 16

C’est le stress nécessaire pour briser un matériau ou autrement dit la force du matériau
- exprimé en unité de pression, MPa

Question 17

Pourquoi un verre sans défaut aurait une force d’environ 10 000 MPa, mais en réalité, le verre a une force d’environ 100 MPa?

Answer 17

• Ceci s’explique par le fait que les fractures se propagent par les défauts du matériau et agissent comme des multiplicateurs de stress (m)
• Pour un défaut ou craque donnée , il est possible de définir ce multiplicateur en fonction du rayon de courbure et de la longueur de la craque (très petit rayon de courbure)
• Avec ce multiplicateur, le stress nécessaire pour propager un défaut est beaucoup moindre que le stress nécessaire pour briser un matériau sans
  défaut
• Une fois que la craque se propage, L (longueur de la craque) fait augmenter le multiplicateur et réduit d’autant la résistance du matériau

Question 18

Nommez des matériaux plutôt résistant à la propagation des défauts.

Answer 18

Caoutchouc, polyethylène, enrobages, cires, etc

Question 19

Comment réagissent les matériaux plastique lorsqu’un stress est appliqué?

Answer 19

Ils se déforment et sont donc plus difficiles à broyer
- dissipent le stress en se déformant

Question 20

Qu’est-ce que la dureté d’un matériau?

Answer 20

Ça correspond à sa résistance à l’indentation.

Question 21

Qu’arrive-t-il si le matériau à broyau est plus dure que l’appareil de broyage?

Answer 21

Il risque d’endommager l’équipement de broyage et on retrouvera de l’acier inoxydable de l’appareil dans le produit broyé.

Question 22

Comment est le broyage de:
1. Matériaux plastiques
2. Cires et composés qui se ramollissent

Answer 22

1. Ils sont mous et difficile à broyer
2. Avec une augmentation de température -> rend collant et difficile à broyer
   -Broyeur génère de la chaleur, mais possibilité de les réfrigérer

Question 23

Quelle est l’efficacité énergétique du broyage?

Answer 23

Environ 2%
-le reste dissipé sous forme de:
- Déformations élastiques
- Déformations plastiques
- Déformation pour initier les défauts
- Déformation de l’équipement de broyage
- Friction entre les particules
- Friction entre les particules et l’équipement
- Chaleur
- Son
- Vibration

Question 24

Quelle est la conclusion de Walker sur l’énergie de broyage?

Answer 24

L’énergie de de broyage augmente progressivement jusqu’à 1 µm, puis dramatiquement en dessous de 1 µm.

Question 25

Quels sont les types de broyeur?

Answer 25

1. Méthodes par impacts/attrition – Impact/attrition methods - Broyeur à boulets – Ball mill - Broyeur à jet – Jet mill (fluid energy mill) - Broyeur à pointes – Pin mill 2. Méthodes par impacts – Impact methods - Broyeur à marteaux – Hammer mill 3. Méthode par coupage – Cutting method - Broyeur à couteaux – Cutter mill 4. Méthodes par compression – Compression methods - Mortier et pilon – Mortar and pestle

Question 26

Qu'est-ce que la méthode de broyeur à boulets?

Answer 26

- Cette méthode utilise des boulet d’acier ou de céramique - La vitesse de rotation est importante pour avoir une efficacité de broyage optimale - Réduction jusqu’à 1 µm en broyage sec - Réduction jusqu’à 100 nm lorsque des conditions optimales sont utilisée en broyage humide - Le broyeur est souvent fait du même matériau que les boulets pour éviter l’autoattrition

Question 27

Qu'est-ce que la méthode de broyeur à boulets **à haute énergie**?

Answer 27

- Charge le broyeur avec une suspension du produit à broyer dans une solution aqueuse de polymère et des billes de céramique (broyage humide) - L’action des billes de céramique broie les particules suspendues - Le polymère se place à la surface des nanoparticules formées et évite la réagglomération

Question 28

Qu'est-ce que la méthode de broyeur à jet?

Answer 28

- Les particules sont entrainées par un jet d’air - Les grosses particules restent en périphérie du tore et des jets d’air forcent les particules à se briser par impaction et attrition - Les petites particules quittent le circuit avec le jet d’air au centre du tore - Réduction jusqu’à ~1 µm

Question 29

Qu'est-ce que la méthode de broyeur à pointes?

Answer 29

- Ce broyeur peut aussi être refroidi pour broyer les matériaux difficiles - Réduction jusqu’à ~10 µm

Question 30

Qu'est-ce que la méthode de broyeur à marteaux?

Answer 30

- Méthode par impact - Réduction jusqu’à ~10 µm - Construction similaire au broyeur à couteaux - Notez l’axe de rotation excentrique pour chacun des marteaux

Question 31

Qu'est-ce que la méthode de broyeur

Answer 31

- Même principe que le moulin à café - Réduction jusqu’à ~100-500 µm

Question 32

Qu'est-ce que les méthodes par compression?

Answer 32

- Ces méthodes sont similaires au broyage au mortier et au pilon - Réduction jusqu’à ~50 µm (mortier et meules)