핵심 해설
이 문제는 분체의 유동성(flowability)을 평가하는 지표에 대한 이해를 묻고 있어요. 분체의 흐름 특성은 정제(tablet)나 캡슐제(capsule) 제조 시 충전 균일성에 직접적인 영향을 주기 때문에 약제학에서 매우 중요한 개념이에요.
핵심 개념 분석 (Key Concept)
겉보기 밀도(bulk density)와 탭밀도(tapped density)는 분체의 충전 상태에 따른 밀도 변화를 나타내요. 겉보기 밀도는 분체를 느슨하게 채웠을 때의 밀도이고, 탭밀도는 일정한 충격(탭핑, tapping)을 가해 최대한 밀집시켰을 때의 밀도예요. 이 두 값의 차이와 비율을 통해 분체 입자 간의 마찰력과 응집력 정도를 간접적으로 평가할 수 있습니다.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! 정답은 ①번 '하우스너 비와 카르 지수 모두'예요.
1.
하우스너 비(Hausner ratio) =
탭밀도 / 겉보기 밀도 로 계산합니다. 일반적으로 1.25 미만이면 유동성이 좋고, 1.5 이상이면 유동성이 매우 나쁘다고 판단합니다.
2.
카르 지수(Carr's index, 압축률) =
[(탭밀도 - 겉보기 밀도) / 탭밀도] × 100 으로 계산합니다. 일반적으로 15% 미만이면 유동성이 좋고, 25% 이상이면 유동성이 나쁩니다.
두 지표 모두 겉보기 밀도와 탭밀도만 알면 바로 계산할 수 있으며,
핵심! 값이 클수록 분체 입자 간 응집력이 강해 유동성이 나쁘다는 것을 의미합니다. 따라서 두 지표 모두 분체 유동성 평가 지표로 사용됩니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
⚠️ (qn_wrong_c)는 선택지 UI 옆에 표시되는 짧은 코멘트이며, 아래 내용은 (qn_ai_explain) 내의 상세 해설입니다.
②번
안식각(angle of repose): 분체를 일정 높이에서 떨어뜨려 형성된 원뿔의 밑면과 경사면이 이루는 각도예요. 유동성 평가에 사용되지만, 겉보기 밀도와 탭밀도가 아닌 별도의 실험을 통해 측정해야 하는 독립적인 지표입니다.
③번
하우스너 비(Hausner ratio): 맞는 지표지만, '카르 지수도 함께' 사용되므로 ③번 단독은 불완전한 정답입니다.
④번
투과도 계수(permeability coefficient): 분체 층을 통과하는 기체의 유속과 압력 차이를 측정하여 분체의 비표면적(specific surface area)을 구하는 데 사용하는 지표입니다. 유동성과는 직접적인 관계가 없습니다.
⑤번
카르 지수(Carr's index): 맞는 지표지만, '하우스너 비도 함께' 사용되므로 ⑤번 단독은 불완전한 정답입니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
유동성 평가 방법은 크게 3가지로 구분할 수 있습니다:
1. 정적 평가: 안식각(angle of repose) 측정
2. 동적 평가: 하우스너 비(Hausner ratio), 카르 지수(Carr's index) 계산
3. 유출 속도(flow rate) 측정: 깔때기(orifice)를 통과하는 분체의 단위 시간당 유출량 측정
개념 정리
하우스너 비와 카르 지수는 겉보기 밀도와 탭밀도만으로 계산 가능한 분체 유동성 지표입니다. 하우스너 비 = 탭밀도/겉보기 밀도, 카르 지수(%) = [(탭밀도 - 겉보기 밀도)/탭밀도] × 100. 두 값 모두 클수록 유동성이 나쁩니다.
한눈에 비교!
| 유동성 지표 | 계산식 | 평가 기준 |
|---|
| 하우스너 비 | 탭밀도 / 겉보기 밀도 | 1.25 미만: 양호 / 1.5 이상: 불량 |
| 카르 지수 | [(탭밀도 - 겉보기 밀도) / 탭밀도] × 100 | 15% 미만: 양호 / 25% 이상: 불량 |
| 안식각 | tan θ = 높이 / 반지름 | 30도 미만: 양호 / 45도 이상: 불량 |
약리기전 포인트
분체의 유동성은 입자 크기(particle size), 입자 형상(particle shape), 표면 거칠기(surface roughness), 수분 함량(moisture content) 등에 의해 결정됩니다. 유동성이 나쁜 분체는 정제 타정 시 중량 편차(weight variation)가 발생하고, 캡슐 충전 시 함량 균일도(content uniformity)가 저하됩니다. 이를 개선하기 위해 유동화제(glidant, 예: colloidal silicon dioxide)를 첨가합니다.
암기 팁
"하우스너 비(Hausner ratio)는 '탭/벌크' (탭 밀도를 분자로!) = 분자(탭)가 크면 유동성 나쁨, '하'우스너는 '하'락(타격)한다고 외우세요. 카르 지수(Carr's index)는 '차이/탭' (차이 = 탭 - 벌크) = 차이가 크면 유동성 나쁨."
국시 빈출 포인트
약사 국가고시에서는 "겉보기 밀도와 탭밀도를 이용하여 분체 유동성을 평가하는 지표는?"이라는 단순 암기형 문제와 함께 "하우스너 비가 1.5인 분체의 유동성은?"과 같은 응용 문제로 자주 출제됩니다. 두 지표의 계산식과 판정 기준을 정확히 암기하세요.
기출 변형 주의!
"하우스너 비가 1.5이고 겉보기 밀도가 0.5 g/mL일 때 탭밀도는?" (답: 0.75 g/mL)처럼 계산을 요구하는 변형 문제나, "정제의 중량 편차가 심한 분체의 유동성을 개선하기 위해 첨가하는 부형제는?" (답: 유동화제)와 같이 제제 공정과 연계한 문제로 확장될 수 있습니다.