Mikronize tozlar, modern endüstrinin sessiz kahramanlarıdır. İlaç tabletlerinin dolumundan, 3D baskı malzemelerinin homojen yayılmasına, kimyasal reaktörlerdeki reaksiyon hızına kadar birçok süreçte, tozların performansı kritiktir. Bu süreçlerin başarısını belirleyen en temel özelliklerden biri ise toz akışkanlığıdır. Bir tozun ne kadar kolay hareket ettiği, karıştırıldığı ve işlendiği, nihai ürünün kalite kontrolü ve üretim verimliliği için hayati öneme sahiptir.
Akışkanlık (Flowability), bir toz yığınının yerçekimi veya diğer kuvvetler altında ne kadar kolay ve tekdüze hareket ettiğini tanımlayan bir özelliktir. Akışkanlık; partiküllerin boyutu, şekli, nem içeriği ve yüzey pürüzlülüğü gibi birçok faktörden etkilenir.
Üretim Süreçlerinde: İyi akışkanlığa sahip bir toz, otomatik dolum makinelerinde tıkanmaya neden olmaz ve kalıplara hızlıca dolar. Bu, üretim hızını ve maliyet etkinliğini doğrudan artırır.
Ürün Homojenliğinde: Özellikle farmasötik tozlar gibi karışımlarda, iyi akışkanlık, farklı bileşenlerin eşit dağılmasını ve dolayısıyla ürünün her yerinde aynı dozajın olmasını sağlar (kalite güvencesi).
Depolama ve Taşıma: Düşük akışkanlığa sahip tozlar, silolarda veya hunilerde köprülenme (caking) veya topaklanma eğilimi gösterir, bu da malzeme kaybına ve sistem arızalarına yol açar.
Mikronize tozların akışkanlık derecesini belirlemek için kullanılan yöntemler, genellikle toz yığınına uygulanan dış kuvvetlere karşı gösterdiği direnci ölçer.
Dinlenme açısı, bir tozun kendi üzerine ne kadar yüksek yığılabileceğini gösteren klasik bir akışkanlık testidir.
Çalışma Prensibi: Toz, bir yüzeye sabit bir yükseklikten dökülür ve kendiliğinden oluşan koninin taban düzlemiyle yaptığı açı ölçülür. Açı ne kadar küçükse, toz o kadar iyi akışkanlığa sahiptir (düşük iç sürtünme). Açı ne kadar büyükse, toz o kadar yapışkandır.
Örnek: Tuz gibi serbestçe akan malzemelerin dinlenme açısı düşüktür; pudra şekeri gibi mikronize ve yapışkan tozların açısı ise yüksektir.
Sınırlılık: Basit ve hızlı olmasına rağmen, sadece yerçekimi altındaki akışı ölçer ve sıkıştırma etkilerini göz ardı eder.
Bu yöntemler, tozun ne kadar kolay sıkıştırılabileceği üzerine kuruludur. Tozun sıkışmaya karşı gösterdiği direnç, akışkanlığın dolaylı bir göstergesidir.
Hausner Oranı: Tozun sıkıştırılmış yoğunluğunun, serbestçe yığılmış (yığın) yoğunluğuna oranıdır. 1'e yakın değerler mükemmel akışkanlığı gösterir.
Sıkışma İndeksi (Carr İndeksi): Tozun ne kadar kolay hacim kaybettiğini yüzde olarak ifade eder. Düşük yüzdeler, iyi akışkanlık anlamına gelir.
Toz Reometresi veya Kayma Hücresi Testi (Shear Cell), akışkanlık ölçümünde en kapsamlı ve bilimsel açıdan en doğru kabul edilen modern yöntemdir.
Çalışma Prensibi: Toz numunesi belirli bir basınç altında sıkıştırılır. Daha sonra, numunenin belirli bir düzlem boyunca kaymaya başlaması için gereken kesme gerilimi (shear stress) ölçülür.
Kazanım: Bu test, tozun iç sürtünme kuvvetlerini ve kohezyonunu (parçacıklar arası çekim kuvveti) doğru bir şekilde haritalandırır. Bu veriler, endüstriyel huni ve silo tasarımlarında kullanılacak akış fonksiyonlarını oluşturmak için kritiktir.
Mikronize tozların akışkanlığı, temel olarak yüzey alanlarının büyüklüğü ile ters orantılıdır.
Partikül Boyutu: Partikül boyutu küçüldükçe, toplam yüzey alanı artar ve parçacıklar arası yapışkan kuvvetler (özellikle van der Waals ve elektrostatik kuvvetler) baskın hale gelir. Bu durum, tozun akışkanlığını düşürür.
Şekil: Küresel partiküller, düzensiz veya iğne şeklindeki partiküllere göre genellikle daha iyi akışkanlığa sahiptir, çünkü birbirlerine daha az kenetlenirler (interlocking).
Nem: Yüksek nem içeriği, parçacıklar arasında sıvı köprüler oluşturarak kohezyonu artırır ve akışkanlığı ciddi şekilde bozar.
