FACULDADE DE FARMÁCIA DA UFMG DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS

Transcrição

1 FACULDADE DE FARMÁCIA DA UFMG DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS ALM 60- Operações Unitárias da Indústria Farmacêutica MISTURA DE SÓLIDOS Accácia Júlia Guimarães Pereira Messano 010 Introdução Mistura de sólidos é a distribuição de pelo menos um componente sólido no meio de outro. A mistura deficiente de sólidos pode acarretar sobre dosagem ou dose insuficiente em pós dispersíveis, comprimidos e drágeas Mistura perfeita, ideal (ou completamente aleatória) é aquela na qual a probabilidade de encontrar uma partícula de um constituinte em qualquer ponto é idêntica cada partícula de um constituinte A está cercada por partículas do outro constituinte B em qualquer ponto do sistema A mistura ideal exige partículas de igual tamanho e densidade, com pouco ou nenhum efeito de superfície. Intensidade e escala de segregação (a) reduction in scale of segregation; (b) reduction in intensity of segregation (c) simultaneous reduction of intensity and scale of segregation. Aspectos críticos em sólidoss Aspectos críticos - MISTURA Pesagem Mistura (incorporação e homogeneização) Encapsulamento Condições ambientais e armazenamento; Aspectos biofarmacêuticos: absorção de FFS orais; Escolha de excipientes. 1/ Mistura: Operação farmacêutica Característica: uniformidade Fatores que interferem na mistura Densidade do pó Tamanho e forma das partículas; Proporção dos diferentes componentes. AMPellim 1/

2 GRANULAÇÃO VIA ÚMIDA PREPARO DE COMPRIMIDOS VIA ÚMIDA FABRICAÇAO DE COMPRIMIDOS Granulação a seco FABRICAÇAO DE COMPRIMIDOS Compressão direta MISTURA DE SÓLIDOS No manuseio de sólidos particulados ou de pós não é possível conseguir uma mistura completamente uniforme como no caso de líquidos. O grau de mistura que é atingido depende de: tamanho relativo da partícula sólida, formato e densidade de cada componente; a eficiência do misturador para aquele componente a tendência dos materiais a formar agregados; conteúdo de umidade, características superficiais e de escoamento de cada um dos componentes.

3 Fatores que influenciam no grau de mistura de sólidos: Tamanho das partículas: homogeneidade, resistência mecânica, comportamento reológico. Forma: fluidez, segregação. Densidade: forças gravitacionais que agem sobre a partícula. Coesão: Tendência à agregação. Conteúdo de umidade: sólidos constituídos por partículas de fácil escoamento: mistura a seco material muito úmido: mistura a úmido. Características de escoamento: determinam a facilidade de mistura) Eficiência do misturador: Velocidade de escoamento Mistura de Sólidos o processo consome mais energia que a mistura de líquidos e requer moagem prévia do material. - em geral materiais de mesmo tamanho, forma e densidade formam misturas mais homogêneas. - materiais heterogêneos: equilíbrio de regiões de mistura e regiões de não mistura. - em alguns processos após um certo tempo cada vez mais é difícil obter uma mistura completa do material as características de escoamento influenciam o grau e a facilidade da mistura; durante a mistura pode haver geração de cargas elétricas: uso de surfactantes ou operação a úmido; alguns materiais tendem a segregar: uso de excipientes Forças que atuam no processo e Mecanismos de mistura As forças que atuam no processo de mistura podem ser: inerciais e de aceleração ou gravitacionais Mecanismos de mistura: Convecção Difusão Mistura pneumática Impacto MECANISMOS DE MISTURA DIFUSÃO (revolvimento, tombamento): Neste processo as partículas são reorientadas uma em relação às outras quando são colocadas em movimento aleatório havendo uma modificação de suas posições relativas devido à modificação da posição de conjuntos de partículas Neste processo, também denominado de CISALHAMENTO, há criação de planos de deslizamento dentro da massa como resultado da mistura de grupos de partículas. Planos de escorregamento são formados no seio do sólido granulado durante a mistura, provocando o deslocamento relativo de porções grandes do material. Exemplos de misturadores que operam com este principio são : misturadores em V, cones duplos, misturadores em cubo, misturadores bin, misturadores de tambores

4 MISTURA por DIFUSÃO (revolvimento, tombamento): Misturador de cone duplo em V MISTURADORES EM V MISTURADOR EM V

5 Misturadores de solidos BIN Misturador de duplo cone MISTURADORES DE TAMBORES MECANISMOS DE MISTURA MISTURA PNEUMÁTICA: as partículas são reorientadas uma em relação às outras como resultado do revolvimento promovido pela expansão e movimentação de um gás em um leito de partículas Misturador em Espiral com injeção de ar quente

6 Mecanismos de mistura CONVECÇÃO REVOLVIMENTO Misturadores de pastas e sólidos transporte de produto ou grupos de partículas de um ponto a outro Grupos de partículas movem-se de um ponto a outro do sólido granular, como na convecção fluida, originando a mistura convectiva. Exemplos de misturadores que utilizam este princípio: Misturadores de fitas, misturadores tipo masseira, misturadores helicoidais, misturadores verticais de alta intensidade, etc. MISTURADORES CONVECTIVOS MISTURADOR DE FITAS Misturador de fitas Mecanismos de misturadores de fitas

7 Misturador de rosca helicoidal Misturador Helicoidal para Sólidos e Pastas Sistema contínuo de mistura com agitador helicoidal MISTURADOR DE FITA HELICOIDAL MISTURADOR CÔNICO DE LÂMINAS GEMINADAS

8 MECANISMOS DE MISTURA IMPACTO: MISTURADOR DE IMPACTO MISTURADOR DE LÍQUIDOS E SÓLIDOS Mistura de pós e líquidos MISTURADOR AMASSADOR DE BRAÇO DUPLO =50

9 Misturador gás-líquido Avaliação do Processo de Mistura Início da mistura: a maioria das amostras consistem quase inteiramente de um componente A medida que a mistura ocorre a composição de cada amostra torna-se mais uniforme e se aproxima da composição média da mistura Escala de Segregação: é uma forma de medir a casualização da distribuição. Intensidade de Segregação: é a medida da variação da composição nas diferentes porções da mistura. Mistura completa : intensidade de segregação zero. Desvio padrão de cada fração em amostras sucessivas ο m = x x n 1 Sendo σ m = desvio padrão n = numero de amostras x a concentração do componentes em cada amostra x = concentração média das amostras. O desvio padrão diminui a medida que a uniformidade de mistura aumenta Índices de mistura Para avaliar a extensão da mistura Comparar tipos alternativos de equipamentos σ = o desvio padrão de uma amostra perfeitamente misturada σo = desvio padrão de uma amostra no início da mistura σm = desvio padrão de uma amostra retirada no decorrer da mistura V1 = volume fracional médio ou fração de massa de cada componente na mistura. índice de mistura M1 é usado quando massas aproximadamente iguais de componentes são misturados e/ou são usadas velocidades relativamente baixas de misturas M é usado quando uma pequena quantidade de um componente é incorporado em um grande volume de material e/ou quando são empregadas velocidades elevadas de mistura. M3 é usado tanto para sólidos quanto para líquidos de modo similar ao utilizado para M1. σ m σ M1 = σ σ 0 0 logσ m logσ M = logσ logσ σ M 3 = σ m σ 0 σ σ ( ) 0 = V1 1 V1