핵심 해설
핵심 개념 분석 (Key Concept)
이 문제는
분말의 유동성(Flowability)을 평가하는 대표적인 지표인
안식각(Angle of Repose)에 대한 기본 개념을 묻고 있어요. 안식각은 분말을 깔때기 등을 통해 자유낙하시켜 원추형 더미(cone)를 만들었을 때,
수평면과 원추의 경사면이 이루는 각도를 의미합니다. 이 각도는 분말 입자 간의 마찰력, 응집력, 입자 크기와 형상 등의 영향을 받아 결정돼요.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! 일반적으로 안식각이
30° 이하이면 분말의 유동성이
우수(Excellent)한 것으로 평가합니다. 안식각이 작을수록 입자 간 마찰이 적어 분말이 잘 흘러내린다는 뜻이에요. 직타법(Direct Compression) 정제 제조 시에는 유동성이 우수한 분말이 필수적이므로, 30° 이하의 안식각을 가진 분말이 이상적입니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①
혼동 주의! 안식각은 분말을 압축하여 측정하는 지표가 아닙니다. 분말을
압축(Compaction)하여 유동성을 평가하는 지표는
압축성 지수(Compressibility Index, Carr Index) 또는
하우스너 비(Hausner Ratio)입니다. 안식각은 분말을
자유낙하시켜 쌓아서 측정해요.
② 안식각이
45° 이상이면 유동성이
불량(Poor)하다고 판단합니다. 직타법에는 유동성이 양호한(30° 이하) 분말이 필요하므로, 45° 이상인 분말은 직타법에 적합하지 않아요.
③ 안식각은 분말의
수분 함량에 영향을 받을 수는 있지만, 수분 함량을
간접적으로 측정하는 방법으로 사용되지는 않습니다. 수분 함량 측정은 별도의 분석 방법(예: 건조감량법, 칼피셔법)을 사용해요.
④ 안식각이
클수록 분말의 유동성은
나빠집니다. 각도가 크다는 것은 분말이 높이 쌓였다는 뜻으로, 입자 간 마찰력과 응집력이 커서 잘 흘러내리지 않는다는 의미입니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
안식각(θ)과 유동성의 관계를 간단히 정리하면:
θ ≤ 30° (우수),
30° < θ ≤ 40° (양호),
40° < θ ≤ 45° (보통),
θ > 45° (불량)으로 분류됩니다. 유동성이 나쁜 분말은 정제 중량 편차가 커지고 타정 공정이 어려워지므로,
유동화제(Glidant)를 첨가하여 개선할 수 있어요. 대표적인 유동화제로는
이산화규소(Colloidal Silicon Dioxide, Aerosil)가 있습니다.
개념 정리: 안식각(Angle of Repose): 분말 더미의 경사면과 수평면이 이루는 각도. 작을수록 유동성 우수. 30° 이하: 우수, 45° 이상: 불량.
한눈에 비교!:
| 유동성 평가법 | 측정 방법 | 평가 기준 (양호) |
|---|
| 안식각 (θ) | 분말 자유낙하 후 각도 측정 | θ ≤ 30° |
| 압축성 지수 (Carr Index) | 겉보기밀도와 탭밀도 차이 계산 | CI ≤ 15% |
| 하우스너 비 (Hausner Ratio) | 탭밀도 / 겉보기밀도 | HR ≤ 1.25 |
암기 팁: 안식각이 작을수록 유동성이 좋다는 것을 "각도가 작으면(30° 이하) 물 흐르듯 술술 흐른다"고 연상하세요. 반대로 각도가 크면(45° 이상) 눈 쌓인 산사태처럼 엉겨 붙어서 안 흐른다고 기억하세요.
국시 빈출 포인트: 안식각, 압축성 지수(Carr Index), 하우스너 비(Hausner Ratio) 세 가지 유동성 평가 지표의
측정 원리와 평가 기준 수치가 매우 자주 출제됩니다. 각 지표의 정상/비정상 기준값을 반드시 암기하세요.
기출 변형 주의!: "유동성이 불량한 분말(안식각 50°)을 직타법으로 정제화하기 위해 취해야 할 조치는?" → 유동화제(Glidant) 첨가, 과립화(Granulation) 공정으로 전환 등의 응용 문제로 출제 가능합니다.