AULA 4 Físico-Química Industrial. Operações Unitárias Na Indústria Farmacêutica

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1 AULA 4 Físico-Química Industrial Operações Unitárias Na Indústria Farmacêutica Prof a Janaina Barros 2010 CLASSIFICAÇÃO Operações preliminares: São normalmente utilizadas antes de qualquer outra operação. Suas funções estão associadas à preparação do produto para posterior processamento de melhoria das condições sanitárias da matéria prima. Ex. Limpeza, seleção, classificação, eliminação, branqueamento, etc. Operações de conservação: Entre estas podemos citar a esterilização, a pasteurização, o congelamento, refrigeração, evaporação, secagem, etc. Operações de transformação: Moagem, mistura, extrusão, emulsificação, etc. Operações de separação: Filtração, cristalização, sedimentação, centrifugação, prensagem, destilação, absorção, adsorção, desumidificação, precipitação eletrostática, etc. Industrial 1

2 FILTRAÇÃO Definição: Operação unitária na qual se separa uma mistrua sólido-fluído em suspensão através da passagem do fluido por uma barreira ou meio poroso chamado filtro, com pequenos orificios onde retém as partículas sólidas contidas na mistura. Esses filtros são constituídos de diversos materiais. O filtro para um processo específico, deve levar em conta os fatores relacionados à finalidade do serviço e deve ser comparado às características do equipamento r fo mrio filtrante. 2

3 Elementos Filtrantes Os elementos filtrantes podem ser de superfície (filtro de papel, tecidos...) ou de profundidade (caixa com areia...). Podem ser constituídos de qualquer tipo de material sólido. Materiais cerâmicos Caixa de areia para retirada de sólidos insolúveis da água, corpos cerâmicos porosos, fibras de vidro para filtração de soluções ácidas ou corrosivas... Materiais metálicos Filtração de líquidos e gases aquecidos acima de 100 ºC feitos com placas perfuradas, tecidos metálicos... Industrial 3

4 Elementos Filtrantes Materiais poliméricos São os materiais mais utilizados para a filtração (mais conhecidos como plásticos, embora nem todos os polímeros sejam plásticos, por exemplo borrachas, fibras celulósicas...) podendo ser preparados na forma de: particulados em caixas como filtros de profundidade; fibras desorientadas ou semi-orientadas em falso tecido (também conhecido como tecido não tecido e feltro ) filtros de papel; tecidos filtrantes; placas porosas ( velas para filtro doméstico ); membranas semipermeáveis filtros catalisadores; outros Industrial Elementos Filtrantes É comum o uso de combinação de elementos filtrantes, onde cada um realiza parte da filtração de acordo com suas propriedades físicas. Industrial 4

5 PROCESSOS DE FILTRAÇÃO Os filtros são classificados em: Filtro de superfície Enquanto o líquido atravessa o elemento filtrante pelos seus poros ou orifícios, elementos de dimensões maiores que a passagem ficam retidos na superfície deste. Peneira granulométrica Filtro de profundidade Nesse tipo de filtração, as partículas sólidas podem ficar na superfície ou penetram no corpo do elemento filtrante até certo ponto, ficando retidas nos poros ou caminhos entre as partículas componentes desse sistema. Filtro à vácuo É utilizado um meio filtrante em suporte específico para uso de uma bomba de vácuo de forma a succionar (aspirar) o líquido a filtrar. Muito utilizado, porém não é adequado para produção e separação de precipitados ou para filtração esterilizante. 5

6 Os sistemas filtrantes mais importantes na área farmacêutica são: Filtro prensa Trata-se de um filtro composto por placas filtrantes, geralmente de tecidos. Esse tipo de filtro é versátil, de alta capacidade produtiva. É indicado para filtração de líquidos que apresentem grande quantidade de partículas ou fibras, os quais, quando filtrados em filtros tradicionais (como peneiras) podem entupir rapidamente perdendo capacidade produtiva. Filtro de cartucho Trata-se de uma capsula que contém em seu interior um meio filtrante. Comparativamente com outros sistemas, este tipo de filtro obtém o maior rendimento relativo ao seu tamanho. Exemplos de filtro de cartucho são a vela utilizada no filtro de água doméstico, filtro de óleo, ar e combustíveis para automóveis etc. Fonte: Filtro de membrana Nesse tipo de filtro, o qual utiliza uma membrana semi-permeável, pode-se realizar, por osmose reversa, a microfiltração e a ultrafiltração. O que diferencia a microfiltração da ultrafiltração é o fato de que enquanto a microfiltração separa da água ou outro meio líquido partículas do tamanho de bactérias, na ultrafiltração são separadas moléculas ou mesmo íons. É um dos métodos mais importantes no controle de qualidade final de medicamentos, pois é possível eliminar contaminações químicas e biológicas com este método. Tanto a água utilizada para a produção quanto os medicamentos produzidos com essa água podem passar por esse tipo de filtração de modo a garantir que os mesmos apresentem apenas o que se deseja, reduzindo ao máximo a possibilidade de contaminações presentes no produto final. Filtração por adsorção É importante indicar esse tipo de filtração, onde são utilizados materiais adsorventes como o carvão ativado e argilas organofílicas. Esses materiais apresentam como principal aplicação a retenção de materiais orgânicos que podem causar gosto, odor e alteração de coloração em água e óleos vegetais. O nome mais utilizado quando é aplicado esse tipo de material é a clarificação. No tratamento de água, o carvão ativado é utilizado para a retirada de toxinas orgânicas presentes nesta devido à ação de microorganismos. A argila organofílica é utilizada na clarificação de óleos vegetais. 6

7 Exercícios: 1 Pesquise qual tipo de filtração é indicada para a produção de água a ser utilizada na produção de medicamentos injetáveis. 2 Como você montaria um filtro rudimentar, com materiais encontrados em casa, para filtrar água de um rio barrento, para que esta possa ser utilizada na lavagem de roupas? 3 -Na produção de óleo de soja é realizada a clarificação, porém o mesmo não ocorre na produção de azeite de oliva extra virgem. Por quê? Porquê em muitas donas de casa colocam um pedaço de carvão dentro da geladeira ou freezer? 7

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