Les analyseurs de densité à robinet conventionnels obtiennent le volume d'un matériau en soulevant et en laissant tomber un cylindre gradué à plusieurs reprises jusqu'à ce que le lit de l'échantillon ne se compacte plus. Il s'agit d'un processus bruyant qui exige que l'opérateur estime le niveau du cylindre gradué au dixième de millilitre près.
Le GeoPyc imite les analyseurs de densité à robinet conventionnels en appliquant une force constante sur un lit d'échantillons, tandis qu'une chambre tourne. Ce processus est plus silencieux, plus rapide et permet d'obtenir une meilleure répétabilité. La pression axiale transversale (P.A.T.) fait référence à la manière dont la chambre tourne et agite l'échantillon pendant qu'il est compacté.
Emulation de la densité des robinets
Le lactose monohydraté, le saccharose, le talc et le dioxyde de titane ont été analysés à l'aide d'un analyseur de densité conventionnel pour déterminer la densité de piquage. Chaque échantillon a été analysé cinq fois pour obtenir une moyenne. Les résultats sont présentés dans l'image 1.
Les paramètres qui doivent être déterminés pour émuler les valeurs obtenues avec les analyseurs conventionnels sont la taille de la chambre, la masse de l'échantillon, les cycles de préparation, les cycles d'analyse et la force de consolidation.
Les trois tailles de chambre recommandées pour les mesures du T.A.P. sont 25,4 mm, 38,1 mm et 50,8 mm. La chambre de 25,4 mm a été choisie pour minimiser la quantité d'échantillon nécessaire. La quantité d'échantillon a été déterminée en remplissant la chambre jusqu'à une hauteur à peu près égale à son diamètre. Tous les cycles suivants ont utilisé une masse similaire. Deux cycles de préparation et cinq cycles d'analyse ont été sélectionnés pour fournir une analyse rapide et reproductible.
La force de consolidation à utiliser est déterminée par essais et erreurs. Des analyses ont été effectuées en utilisant les conditions mentionnées précédemment et en faisant varier la force jusqu'à ce que les résultats de la densité T.A.P. et de la densité à l'entaille soient similaires. Si la valeur mesurée de la densité T.A.P. était plus élevée que prévu, la force de consolidation était réduite. De même, la force de consolidation a été augmentée si la valeur de la densité T.A.P. était inférieure à celle attendue.
La force de consolidation appliquée à la poudre de talc a été augmentée jusqu'à ce que la valeur de densité T.A.P. produise des résultats équivalents à ceux de l'analyseur de densité à robinet conventionnel. Le tableau 1 présente les valeurs de densité T.A.P. en fonction de la force de consolidation.
Les résultats de la densité T.A.P. pour le lactose monohydraté, le saccharose, le talc et le dioxyde de titane sont présentés dans l'image 1. La répétabilité de ces mesures est comparée à la méthode conventionnelle.
Durée de l'analyse
L'analyseur de densité par tapotement conventionnel effectue cinq tapotements par seconde. La procédure consiste à effectuer un certain nombre de coups jusqu'à ce que l'échantillon ne se compacte plus. Dans un premier temps, 10 coups sont effectués, suivis de 500 coups, puis de 1250 coups jusqu'à ce que deux lectures consécutives soient égales.
Le GeoPyc nécessite une analyse à blanc, avec chaque analyse de densité T.A.P., sur la chambre à échantillon pour déterminer le nombre d'étapes qu'un moteur prend pour pousser un plongeur au fond de la chambre à échantillon. Une fois qu'une force de consolidation a été déterminée, l'analyse à blanc peut être effectuée séparément pour réduire le temps d'analyse. Le temps d'analyse pour les tests effectués dans le cadre de cette expérience était de trois à quatre minutes chacun.
Conclusion
La densité T.A.P. est une analyse rapide, silencieuse et facile à réaliser. Les résultats sont plus reproductibles
que ceux obtenus par les mesures conventionnelles de densité par tapotement.
