Sesión 4 y 5 mezcla

1. Sesión 04 y 05
MEZCLA
DE
SÓLIDOS
MSc. Edgar Régulo Vega Carrascoedgar.vega.carrasco@outlook.com
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
ESPECIALIDAD EN INDUSTRIA FARMACÉUTICA I CICLO: 2018-I

2. Al terminar la sesión el estudiante :
1. Describe el concepto de desviación estándar de la
muestra y su relación con la homogeneidad de la
mezcla.
2. Conoce y clasifica los mecanismos de mezclado
3. Identifica equipos de mezclado industrial
4. Evalúa gráficas que describen estudios de tiempo de
mezcla.
INTRODUCCIÓN: OBJETIVO DE LA CLASE

3. 2.1 Conceptos fundamentales
TEMA 02: MEZCLA DE SÓLIDOS
2.3 Equipos de mezcla de sólidos
2.2 Mecanismos de mezclado
2.4 Factores que influyen en la mezcla
MSc. Edgar Régulo Vega Carrasco
2.5 Estudio de tiempo de mezcla

4. 2.1 Conceptos fundamentales
Operación Unitaria que gracias al
empleo de fuerzas mecánicas logra
distribuir aleatoriamente partículas
diferentes en un sistema.
Se dice que la mezcla a llegado a su
punto final cuando la desviación
estándar de cada punto de control en
el sistema de mezcla es igual a cero.
Sólidos:
Caso ideal
A) Mezcla1:
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.

5. 2.1 Conceptos fundamentales
0 0 0 0
0 0 0 0
0 20 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
B) Desviación Estándar de
la muestra (S) :
S = 4,4721

6. 2.1 Conceptos fundamentales
0 0 0 0
0 0 0 0
0 10 10 0
0 0 0 0
0 0 0 0
S = 3,0779
B) Desviación Estándar de
la muestra (S) :

7. 2.1 Conceptos fundamentales
0 0 0 0
2 2 2 2
1 1 1 1
2 2 2 2
0 0 0 0
S = 0,9176
B) Desviación Estándar de
la muestra (S) :

8. 2.1 Conceptos fundamentales
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
S = 0,000
B) Desviación Estándar de
la muestra (S) :

9. 2.1 Conceptos fundamentales
C) Desviación Estándar
Relativa (RSD) :
µg mg g kg
Contenido teórico 500000 500 0,5000 0,0005
Muestra / Número de muestras 10 10 10 10
1 203000 203 0,2030 0,00020
2 345000 345 0,3450 0,00035
3 451000 451 0,4510 0,00045
4 800000 800 0,8000 0,00080
5 300000 300 0,3000 0,00030
6 523000 523 0,5230 0,00052
7 358000 358 0,3580 0,00036
8 598000 598 0,5980 0,00060
9 502000 502 0,5020 0,00050
10 475000 475 0,4750 0,00048
Media 455500 455,5 0,4555 0,0004555
Desviación estándar Muestra 168575,24 168,58 0,1686 0,0002
RSD 0,3701 0,3701 0,3701 0,3701

10. 2.1 Conceptos fundamentales
D) Distribución Normal
de una población:

11. 2.1 Conceptos fundamentales
E) Intervalo de confianza:
σ = Desviación estándar de la población
S = Desviación estándar de la muestra
Intervalo de Confianza Población : µ ± 3σ
Intervalo de Confianza muestra : !𝑥 ± tn-1
#
√%
1:Tomado de :Miller, J. N., Miller, J. C., & Miller, R. D. (2018). Statistics and chemometrics for analytical chemistry. Harlow, England: Pearson.

12. 2.1 Conceptos fundamentales
Peso o volumen de la unidad de dosaje
que determina cuan meticuloso debe ser
el análisis de la mezcla para asegurar un
correcto contenido.
≈ 200 mg
100 mg P.A
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

13. 2.1 Conceptos fundamentales
Mezcla de sólidos ideal
-Teórica
-Perfecta
-Improbable (200
partículas) 1 en 10 60
Mezcla de sólidos aleatoria
- Aproximable en la
práctica
- Según los requerimientos
- Mayor probabilidad
Líquidos : difusión
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

14. 2.1 Conceptos fundamentales
Tamaño de muestra:
2partículas
Muestreo sólo en el
eje “x” o en el eje “y”
Siempre habrá 1
partícula azul
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

15. 2.1 Conceptos fundamentales
Tamaño de muestra:
2partículas
Muestreo sólo en el
eje “x” o en el eje “y”
Contenido teórico
1 celeste cada 2
1 (celeste) / 2 = 0,5
50%
Resultado:
1 / 2 = 0,5
50%
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

16. 2.1 Conceptos fundamentales
Tamaño de muestra:
16partículas
Muestreo sólo en el
eje “x” o en el eje “y”
Contenido teórico
8 celestes cada 16
8/ 16 = 0,5
50%
Resultado:
8 / 16 = 0,5
50%
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

17. 2.1 Conceptos fundamentales
Tamaño de muestra:
2partículas
Muestreo sólo en el
eje “x” o en el eje “y”
Probabilidad de
obtener 1 partícula
azul :
????
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

18. 2.1 Conceptos fundamentales
Tamaño de muestra:
25partículas
Muestreo sólo en el
eje “x” o en el eje “y”
Contenido teórico
50%
Resultado:
A: 6 / 25 = 0,24
B: 19 / 25 = 0,76
24 - 76%6
19
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

19. 2.1 Conceptos fundamentales
Tamaño de muestra:
100partículas
Muestreo sólo en el
eje “x” o en el eje “y”
Contenido teórico
50%
Resultado:
A: 44 / 100 = 0,44
B: 53 / 100 = 0,53
44% - 53%
50 ± 5 %
13 6
1015
13 10
11 19
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

20. 2.1 Conceptos fundamentales
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

21. 2.1 Conceptos fundamentales
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
Cuanto menor sea la proporción de
componente activo presente en la
mezcla, más difícil será lograr una baja
desviación aceptable en el contenido
activo
Mientras más partículas estén
presentes en una dosis unitaria o en la
escala de escrutinio, menor será la
desviación en el contenido.
f) Escala de escrutinio

22. 2.1 Conceptos fundamentales Tamaño de muestra:
75 000partículas
Diámetro
≈ 150 µm
Densidad aparente
≈ 0,5 mg/mL
≈ 200 mg
Tomado de : Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.
f) Escala de escrutinio

23. 2.1 Conceptos fundamentales
g) Desviación estándar de
la proporción:
𝑆𝐷 =
𝑝(1 − 𝑝)
𝑛
Proporción :
𝑝 =
# 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑃. 𝐴
# 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑠
𝑝 =
50
100
𝑝 = 0,5

24. 2.1 Conceptos fundamentales
g) Desviación estándar de
la proporción:
𝑆𝐷 =
𝑝(1 − 𝑝)
𝑛
3 𝑆𝐷 = 𝑝
𝐸
100

25. 2.1 Conceptos fundamentales
SEMANA 02: MEZCLA DE SÓLIDOS
2.3 Equipos de mezcla de sólidos
2.2 Mecanismos de mezclado
2.4 Factores que influyen en la mezcla
MSc. Edgar Régulo Vega Carrasco
2.5 Estudio de tiempo de mezcla

26. 2.2 Mecanismos de mezclado
Convección : Transferencia de grupos grandes de partículas.
Movimiento de paletas en la mezcla (Macromezcla)

27. 2.2 Mecanismos de mezclado
Cizalla : Capas de material fluyen sobre la superficie del material

28. 2.2 Mecanismos de mezclado
Difusión : Partículas de material caen por inclinación, el volumen se
dilata y las partículas del material se distribuyen entre otras
partículas ubicadas en las nuevas superficies (Micromezcla).

29. 2.2 Mecanismos de mezclado

30. 2.2 Mecanismos de mezclado

31. 2.2 Mecanismos de mezclado

32. 2.2 Mecanismos de mezclado
Convección : Transferencia de grupos grandes de partículas.
Movimiento de paletas en la mezcla (Macromezcla)

33. 2.2 Mecanismos de mezclado

34. 2.2 Mecanismos de mezclado

35. 2.2 Mecanismos de mezclado

36. 2.2 Mecanismos de mezclado
Cizalla : Capas de material fluyen sobre la superficie del material

37. 2.2 Mecanismos de mezclado

38. 2.2 Mecanismos de mezclado

39. 2.2 Mecanismos de mezclado
Difusión : Partículas de material caen por inclinación, el volumen se
dilata y las partículas del material se distribuyen entre otras
partículas ubicadas en las nuevas superficies (Micromezcla).

40. 2.1 Conceptos fundamentales
TEMA 02: MEZCLA DE SÓLIDOS
2.3 Equipos de mezcla de sólidos
2.2 Mecanismos de mezclado
2.4 Factores que influyen en la mezcla
MSc. Edgar Régulo Vega Carrasco
2.5 Estudio de tiempo de mezcla

41. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador de cilindro inclinado. Este mezclador está formado por un cilindro
que gira 360 sobre un eje horizontal. Un extremo del cilindro sube y baja con
respecto al otro. Este movimiento mejora la mezcla haciendo que el material se
deslice hacia atrás y hacia adelante en la dirección axial.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

42. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador doble cono. Este mezclador está formado por dos secciones cónicas
unidas a un cilindro central. Esta unión gira 360 grados alrededor de un eje
horizontal y ocasiona que el material a mezclar se deslice por la superficie de las
paredes internas del mezclador. La mezcla se produce por los mecanismos de
cizalla y difusión
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

43. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador en V. Este es un mezclador que tiene dos brazos que forman una V y
gira 360 grados sobre un eje horizontal. Cuando los brazos en forma de V giran 180
grados, el material a mezclar se divide depositándose en cada brazo.
Posteriormente, cuando los brazos giran 360 grados, el material a mezclar vuelve a
unirse. La mezcla se produce por los mecanismos de convección, cizalla y difusión.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

44. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador centrífugo con un eje horizontal. Este mezclador está formado por
un recipiente cilíndrico horizontal equipado con una barra central que gira 360
grados. La barra central tiene paletas mezcladoras unidas a ella de manera
perpendicular. Los materiales a mezclar se desplazan de manera circular y
axial a medida que las paletas mezcladoras se mueven.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

45. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador centrífugo con un eje vertical. Este mezclador está formado por un
cilindro estático de forma cónica en cuya base hay una paleta mezcladora que gira
alrededor de un eje vertical. Las paletas mezcladoras desplazan el material hacia
las paredes internas del equipo, posteriormente hacia el eje central y finalmente
hacia las paredes internas cerrando un ciclo.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

46. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador centrífugo con un eje vertical.

47. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador de cinta. Este mezclador está formado por un cilindro estático
horizontal. En su interior giran 2 o más cintas de forma helicoidal. Las cintas giran
alrededor de un eje horizontal. El giro de las cintas helicoidales desplaza al
material de manera radial y axial. mezcladoras. La mezcla radial es buena, la
mezcla axial es menor.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

48. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador planetario. Este mezclador está formado por un cilindro que gira 360
grados alrededor de un eje central y vertical. En un extremo del cilindro se
encuentra una paleta mezcladora que gira también 360 grados. El material gira
junto al cilindro y es mezclado por el giro de la paleta ubicada en un extremo. La
mezcla se produce por el mecanismo de convección y cizalla.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

49. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador de tubo de aspiración y tornillo. Este mezclador está formado por un
cono estático en cuyo eje central se encuentra un tornillo que gira 360 grados
alrededor del eje vertical. El material a mezclar circula desde la base hasta la parte
superior del mezclador mediante el movimiento generado por el tornillo central. La
mezcla es fundamentalmente del tipo axial.
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

50. 2.3 Equipos de mezcla de sólidos
Mezclador de tornillo orbital. Este mezclador está formado por un cono estático
en cuyo interior hay con un tornillo que gira de dos formas. La primera es un giro
de 360 grados alrededor de su propio eje. La segunda, es un giro alrededor de las
paredes internar del cono estático. El material a mezclar se transporta
circularmente y adicionalmente, circula desde la base hacia la parte superior
1. Bridgwater J. (2012).Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology,
Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427

51. 2.1 Conceptos fundamentales
TEMA 02: MEZCLA DE SÓLIDOS
2.3 Equipos de mezcla de sólidos
2.2 Mecanismos de mezclado
2.4 Factores que influyen en la mezcla
MSc. Edgar Régulo Vega Carrasco
2.5 Estudio de tiempo de mezcla

52. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology, Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427
Número de revoluciones/ Velocidad

53. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Pharmaceutical dry powder blending and scale-up: Maintaining equivalent mixing conditions using a coloured tracer powder. Powder
Technology, 2014
Distribución del tamaño de partícula

54. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Pharmaceutical dry powder blending and scale-up: Maintaining equivalent mixing conditions using a coloured tracer powder. Powder
Technology, 2014
Distribución del tamaño de partícula

55. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Pharmaceutical dry powder blending and scale-up: Maintaining equivalent mixing conditions using a coloured tracer powder. Powder
Technology, 2014
Distribución del tamaño de partícula

56. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology, Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427
Nivel de llenado

57. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Mixing of powders and granular materials by mechanical means—A perspective. Particuology, Volume 10, Issue 4, 2012, 397 - 427
Nivel de llenado

58. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Mittal, B. (2017). How to develop robust solid oral dosage forms: From conception to post-approval. Amsterdam: Elsevier/Academic Press.

59. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Mittal, B. (2017). How to develop robust solid oral dosage forms: From conception to post-approval. Amsterdam: Elsevier/Academic Press.

60. 2.4 Factores que influyen en la mezcla
Mezcla no
Homogénea
Condiciones de
operación
- Nivel de llenado
- Orden de carga
- Número de
revoluciones/
Velocidad
- Distribución del
tamaño de partícula
- Forma de partículas
- Cohesividad
- Operador
- Temperatura
- Humedad
Relativa
Propiedades del material
Condiciones
ambientales/ Planta
Fabricación
- Tipo de
mezclador
- Toma de
muestra
- Método analítico
Equipo
Continuous quantitative monitoring of powder mixing dynamics by near-infrared spectroscopy. Powder Technology 205 (2011) 87-96

61. 2.1 Conceptos fundamentales
TEMA 02: MEZCLA DE SÓLIDOS
2.3 Equipos de mezcla de sólidos
2.2 Mecanismos de mezclado
2.4 Factores que influyen en la mezcla
MSc. Edgar Régulo Vega Carrasco
2.5 Estudio de tiempo de mezcla

62. 2.5 Estudio de tiempo de mezcla
Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.

63. 2.5 Estudio de tiempo de mezcla
Aulton, M. A. (1991). Pharmaceutics: The science of dosage form desing. Edinburgh: Churchill Livingstone.

64. 2.5 Estudio de tiempo de mezcla
Tomado de : Portillo, P. M., Ierapetritou, M. G., & Muzzio, F. J. (2008). Characterization of continuous convective powder mixing
processes. Powder Technology,182(3), 368-378. doi:10.1016/j.powtec.2007.06.024

65. GRACIAS
POR SU
ATENCIÓN
MSc. Edgar Régulo Vega Carrasco
TEMA 02: MEZCLA DE SÓLIDOS