藥粉真的“混勻”了嗎？ 從無側限屈服應力看攪拌分散特性

藥品生產過程中，粉體混合直接影響後續送料、壓片、膠囊填充及成品品質一致性。除了混合時間、轉速與設備條件外，粉體自身物性同樣關鍵。如粒徑、形狀、表面粗糙度、細粉比例及含水率等，都會影響顆粒間的摩擦、黏附與團聚。當顆粒間作用較強時，容易形成不易破壞的團聚或結塊，增加重新分散與均勻混合的難度。

因此，在判斷藥粉最終是否混勻前，還能先確認粉末本身容易團聚嗎？形成的結構容不容易被破壞與重新分散？

01 為什麼粉體物性會影響攪拌均勻性？

粉體混合過程中，顆粒會不斷經歷分散、遷移、剪切、碰撞與排列。若顆粒間作用較弱，形成的團聚結構較容易受到機械作用而破壞，顆粒能更容易重新排列與分佈。相反，顆粒間作用較強，則容易形成團聚或結塊，需要更大的機械作用才能將其打散。所以，粉體本身“好不好打散”，會直接影響攪拌分散的難易程度。

02 無側限屈服應力反映什麼？

無側限屈服應力（Unconfined Yield Stress，UYS）可以理解為粉體形成結構後，有多難被破壞。

粉體經過堆積或壓實後，顆粒之間會因為摩擦、黏附與機械咬合形成一定強度的結構。UYS開放式測試，就是觀察需要多大的外力，才能讓這個結構發生屈服或破壞。一般來說：

UYS較低 → 結構較弱 → 較容易混和均勻

UYS較高 → 結構較強 → 較難被打散

因此，在粉體混合過程中，UYS較高的粉末往往需要更強的機械作用，才能破壞原有的團聚或結塊結構並重新分散。需要注意的是，UYS反映的是粉體結構強度與破壞難易程度，並不代表API含量或最終混合均勻度，結合結塊強度、內聚性等指標，可以更完整地比較不同粉末的攪拌分散難易程度。

03 哪一種藥粉更容易被攪散

兩種藥粉攪拌分散特性分析，以 Sample A 與 Sample B 兩種藥粉進行測試，通過初始高度、結塊強度、無側限屈服應力（UYS）及 Cohesive Index（CI），評估粉體的堆積狀態、結塊強度及內聚特性。結果顯示，兩種粉末均屬於 Cohesive（內聚性粉體），說明顆粒之間存在一定的內聚作用。指標對應意義如下

從結塊強度與 UYS 來看，Sample A均低於 Sample B，表示 Sample A 的團聚結構較弱，受到攪拌或剪切時較容易被破壞，整體更有利於分散；Sample B 的團聚結構相對較強，可能需要更充分的攪拌或剪切作用才能達到良好的分散效果。

從初始高度來看，Sample A 為 90.60 mm，高於 Sample B 的84.59 mm，說明 Sample A 的粉體床層較為蓬鬆、堆積較鬆散。蓬鬆度較高是否可能伴隨較多細粉，可能增加投料及攪拌過程中的揚塵風險? 後續可進一步結合粒徑分佈、堆積密度及粉塵性進行確認。此外，Sample A 的結塊強度與 UYS 的 CV 均較低，說明重複測試結果較集中，粉體狀態相對穩定。

綜合來看，Sample A「蓬鬆、結塊較弱、較易分散」；Sample B「堆積較緊、結塊較強、需要更多機械作用」。
若從實際制程考慮，Sample A 重點關注細粉與揚塵，Sample B 則重點關注團聚與混合分散效率。

04 顆粒間的黏聚，會如何影響攪拌與後續加工？

粉體並不是彼此獨立的顆粒集合。粉粒與粉粒、顆粒與顆粒之間會受到黏附、摩擦及機械咬合等作用影響，並可能進一步聚集形成團塊。當顆粒間的黏聚作用較弱、形成的團聚結構容易被破壞時，粉體在攪拌過程中更容易被打散並重新分佈，有利於不同組分之間的均勻混合；反之，當顆粒間黏聚作用較強、容易形成較穩定的團塊時，則可能需要更高的混合強度或更長的攪拌時間，才能達到較理想的分散狀態。

因此，從開放式的無側限屈服應力、結塊強度及內聚性指標，可進一步瞭解顆粒之間的黏聚、成團與攪拌分散傾向。

不過，粉體容易被攪散之後，是否就代表後續加工過程一定穩定？當顆粒受到進一步壓縮或外力作用時，是否又容易重新聚集，甚至形成片狀結構？下一篇，我們將進一步從粉體的“成片性”切入，觀察顆粒間相互作用如何影響後續加工行為。