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Tecnología farmacéutica
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Q.F. Alfredo A. Castillo Calle
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Temario
Operaciones farmacéuticas
• Reducción de tamaño de partículas
‐ Equipos
‐ Parámetros de la operación
• Mezclado
‐ Equipos
‐ Parámetros de la operación
• Granulación húmeda
‐ Equipos
‐ Parámetros de la operación
• Secado
‐ Equipos
‐ Parámetros de la operación
• Compactación: compresión y compactación con rodillos
‐ Equipos
‐ Parámetros de la operación
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Operaciones y Procesos
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Generalidades
• Aunque el número de procesos individuales es grande, cada uno
puede ser fragmentado en una serie de etapas, denominadas
operaciones, que se repiten a lo largo de los diferentes procesos.
• Las operaciones individuales tienen técnicas comunes y se basan en
los mismos principios científicos.
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Definición
• Son acciones que permiten la transformación de un cuerpo o una
sustancia.
• Esta transformación o modificación se puede llevar a nivel de:
• Cantidad de materia y composición.
• Cantidad y tipo de energía.
• Condiciones de velocidad: aumento o disminución.
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Características
• Elementales
• Reproducible
• Adaptables
• Requieren energía
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Clasificación
• Para el estudio de las operaciones unitarias, son fundamentales
diversos principios científicos y técnicos.
• Algunos de ellos son leyes físicas y químicas elementales tales como
la conservación de la masa y la energía, equilibrios físicos, cinética y
ciertas propiedades de la materia.
• Según este criterio podemos clasificarlas en :
• operaciones unitarias físicas.
• operaciones unitarias químicas.
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Proceso
• Conjunto de operaciones unitarias utilizadas o aplicadas en forma
ordenada y secuencialmente a fin de obtener un producto de
características definidas.
• Para diferenciar bien los conceptos de “Procesos” de “Procedimientos”,
podría ser útil un ejemplo simple y práctico como el de la obtención de
comprimidos en la industria farmacéutica.
• Todo el proceso abarca desde la compra de materias primas hasta la
obtención del producto final y cada etapa en particular compone los
procedimientos (mezclado, granulación, compresión, etc.).
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Reducción de tamaño de
partículas
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 9
Objetivo
• Proporcionar los conocimientos sobre los aspectos relacionados al
manejo de sustancias sólidas utilizadas en las formulaciones
farmacéuticas.
• En este caso particular, de la forma cómo uniformizar el tamaño de
las partículas mediante operaciones de trituración y/o molienda, su
utilización.
• Conocer los diferentes equipos que se utilizan para esta operación y la
forma adecuada de su utilización.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 10
Pulverización
• Proceso de reducción, por medios mecánicos, del tamaño de
partículas de los sólidos pulverulentos.
• Operación básica aplicada con frecuencia en tecnología farmacéutica.
• La reducción en el tamaño de la partícula de un sólido pulverulento
implica un incremento en el valor de su superficie específica.
• Importante en el caso de principios activos de reducida
hidrosolubilidad en que la disolución constituye la etapa limitante en
su proceso de absorción.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 11
Pulverización
• La pulverización puede dotarlas de mayor esfericidad.
• Las mezclas de sólidos poco cohesivos en las que existe diferencias
muy acusadas en el tamaño de partículas de sus componentes
presentan una fuerte tendencia a la separación.
• La pulverización previa al proceso de mezcla, dota a los componentes
de la mezcla de una granulometría similar.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 12
Pulverización
Presenta algunos riesgos.
• En numerosos equipos de pulverización, los materiales van a estar
expuestos a temperaturas bastante elevadas a lo largo del proceso.
• Puede resultar incompatible con la estabilidad de productos
termolábiles o provocar alteraciones de importancia en la estructura
cristalina de aquellos que presentan el fenómeno de polimorfismo.
• Puede generar un empeoramiento en sus propiedades de flujo.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 13
Teoría de la pulverización
• Es importante considerar la dureza. A mayor dureza, más difícil resulta su
fragmentación. Los materiales más duros pueden provocar desgaste en algunas
piezas de los molinos.
• El contenido de humedad de los materiales puede jugar un importante papel en la
evolución del proceso de pulverización.
• Cuando el contenido de humedad excede el 5%, el material incrementa de manera
notable su adhesividad, fijándose a distintas zonas de los molinos y formando
aglomerados de partículas, con la correspondiente reducción en la eficacia del
proceso.
• Los materiales quebradizos se pulverizan adecuadamente por compresión o por
impacto.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 14
Teoría de la pulverización
• Se aceptan como mecanismos básicos a través de los cuales puede producirse la
fragmentación de partículas sólidas, los cuatro siguientes:
a) Compresión o aplastamiento. b) Corte o cizallamiento.
c) Impacto o percusión. Roce, d) Desgaste o frotamiento.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 15
Teoría de la pulverización
• Un cascanueces, un martillo, una lima y unas tijeras son elementos
ilustrativos de los cuatro mecanismos indicados.
• Las propiedades de los materiales que se van a pulverizar determinan
la conveniencia de acudir a uno u otro mecanismo.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 16
Finalidad de la fragmentación
• Aumentar la posibilidad de dispersión del sólido en un líquido.
• Aumentar la velocidad de disolución del sólido en un líquido.
• Facilitar la reacción química entre dos productos, aumentando, además la
velocidad de reacción.
• Facilitar un proceso extractivo.
• Mejorar la biodisponibilidad de un producto.
• Aumentar el área de cobertura, en el caso de emplear el sólido para hacer
recubrimientos.
• También para la obtención de una serie de preparados galénicos, como es el caso
de los polvos simples y compuestos.
• Facilitar el proceso de mezcla de sólidos.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 17
Equipos
• El tamaño de partícula afecta gran número de características en los procesos de
manufactura.
• El tamaño controlado de partícula ayuda a asegurar que su producción será
consistente y repetible con respecto a:
- COLOR - partículas uniformes aseguran consistencia de un lote a otro.
- SABOR - permite que una proporción precisa controle un sabor consistente.
- FLUIDEZ - crítica para empaque, tableteado, pesado.
- UNIFORMIDAD - densidad a granel consistente.
- DENSIDAD - ayuda a controlar costos de embarque y minimizar el polvo.
- RESTITUCIÓN - asegura la velocidad de disolución deseada.
- REACCIÓN QUÍMICA - vital para transformaciones química uniformes,
controladas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 18
Equipos
• La molienda ha evolucionado hacia más que la molienda por impacto
o el pulverizado.
• Se ha perfeccionado el equipo de molienda para controlar
precisamente el proceso de reducción de tamaño de partículas.
• Cuatro variables del equipo afectan los resultados del proceso.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 19
Equipos
Garganta de alimentación.-
• Introduce el material en una trayectoria
tangencial hacia la cámara de molienda.
Velocidad del rotor.-
• Trabaja en conjunto con la criba para regular
la salida de partículas dentro de su rango de
tamaño.
Tipo de criba.-
• Ayuda a regular la salida de partículas
dentro de un rango específico de tamaño.
Perfil de las cuchillas.-
• Ayuda a determinar el grado de reducción
basado en el material por procesar.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 20
Garganta de alimentación
• Entrada horizontal –
preferible para
moliendas finas.
• Entrada vertical hacia
adelante -preferible
para materiales
frágiles.
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Conjunto rotor / cuchillas
• El corazón de cada molino es el conjunto rotor y cuchillas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 22
Conjunto rotor / cuchillas
• Canto plano de impacto para
reducción más agresiva
• Canto filoso para granulación suave
• Las cuchillas son fijas y pueden ser con canto filoso o canto plano.
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Conjunto rotor / cuchillas
• Cuchillas con un canto de uno y
otro tipo en cada lado de la misma.
• Variedad de tipos y tamaños de
tamices según requerimiento de
tamaño de partículas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 24
Tipo de criba y velocidad del rotor
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Molino Fitz Mill
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Molino de bolas
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Molino cónico
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 28
Requerimiento de los molinos
• Amplia gama de posibilidades en los procesos.
• Predecibles y constantes resultados finales.
• Fácil limpieza
• Diseño compacto GMP (*).
• Operación Silenciosa.
• Escaso desprendimiento de polvo y bajo calentamiento.
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Mezcla
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 30
Introducción
• Es una operación unitaria, de origen galénico, que busca obtener un
sistema de características homogéneas, bajo aspectos de distribución
homogénea de las partículas de los componentes.
• La medida del grado de homogeneidad de dos o más polvos se basa
en la desviación estándar o la varianza de la media.
• La eficiencia del mezclado depende de las propiedades de los
materiales a mezclar, del equipo utilizado y de sus condiciones de
operación. proporción constante.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 31
Introducción
Separación total
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 32
Introducción
El concepto de mezcla aleatoria resulta adecuado como base del
mezclado de componentes poco cohesivos.
Mezcla aleatória
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 33
Introducción
• Mezcla ordenada es apropiada para componentes cohesivos. Este tipo
de mezclas se origina, con cierta frecuencia, con productos
micronizados.
Mezcla ordenada
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Introducción
• Cuando estos se mezclan con otros componentes (portador) cuyo
tamaño de partícula es claramente mayor, se puede producir una
adsorción (ordenación) en la superficie de las partículas del portador.
Portador
Producto
micronizado
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 35
Factores que influyen en el mezclado
• Aspecto y características físicas de las sustancias.
• Estabilidad de las sustancias.
• Tamaño de las partículas.
• Cantidad de componentes.
• Equipo utilizado y velocidad de trabajo.
• Tiempo de mezclado.
• Humedad relativa de los sólidos.
• Comportamiento reológico.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 36
Factores que pueden afectar la estabilidad de
la mezcla
• Estabilidad del producto frente a la humedad.
• Formación de mezclas eutécticas.
• Oxidación de los componentes.
• Hidrólisis de los componentes.
• Reacción química entre los componentes.
• Proporcionalidad de los componentes.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 37
Segregación
• Las partículas grandes van a rodar mas lejos que las pequeñas,
agitadas en un recipiente van a acumularse en el fondo del mismo por
debajo de las pequeñas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 38
Características físicas de la Partícula
• Granulometría
• Friabilidad y Dureza
• Capacidad de Oxidación, hidrólisis reacción química.
• Comportamiento Reológico.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 39
Propiedades intrínsecas
• Estructura físico-química
• Composición química marca los límites de reactividad.
• Tamaño y distribución
• Fuerza de gravedad e inercia.
• Movimientos interparticulares en relación a las fuerzas superficiales.
• Forma
• Fuerza interparticular de fricción
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 40
Clasificación
1. Mezcladores Móviles
• M. Con Contenedor móvil cilíndrico
• M. Volteadores
• M. Volteadores con rompedor de aglomerados
2. Mezcladores Estáticos
• M. de Cinta o de Banda
• M. Orbitales de tornillo Interno
• M. de Turbina
• M. de Rotor gemelo
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
• M. planetario
• M. de paleta móvil
• M. de paleta
• M. de hélice
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 41
1.- Mezcladores Móviles
Características:
• La acción del mezclado resulta muy suave
• Algunos están constituidos por dispositivos intensificadores de la agitación.
• Presenta asimetría respecto al eje de rotación
• Factores que condicionan la eficacia de un mezclador son: carga del material y la velocidad de
rotación.
• Generalmente funcionan como sistemas cerrados.
Ventaja:
• Facilidad de las operaciones de carga y descarga.
• Utilizado para el mezclado por lotes
Desventaja:
• No son adecuados para mezclar materiales poco cohesivos.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 42
1.- Mezcladores Móviles
Mezclador Cilíndrico Móvil.-
• Acero inoxidable.
• De forma cilíndrica parecido a
un barril o bidón.
• El recipiente se sitúa a
diagonal y atado con correas.
• Situado verticalmente sobre
un sistema de rodillos.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 43
1.- Mezcladores Móviles
Mezclador de Cilindro Móvil.-
• Material inoxidable.
• Forma de cilindro con tapa
hermética.
• Conectado a un eje para
hacerlo rotar.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM
Multidireccional
44
Mezclador Bins
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 45
1.- Mezcladores Móviles
Mezcladores Volteadores.-
• Son mezcladores con contenedor móvil en “V” o Bicónico simple
• Adecuado para el mezclado suave
• Se puede limpiar con facilidad
• Adecuado para materias abrasivos y polvos densos
• No sirve para romper aglomerados.
• Puede cargarse con productos hasta el 65% de su capacidad total.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 46
Mezclador en V Mezclador Doble Cono
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 47
1.- Mezcladores Móviles
Mezcladores Volteadores con rompedor de aglomerados.-
• Son mezcladores con contenedor móvil en “V” o Bicónico complejos.
• Realiza el mezclado junto con la reducción del tamaño.
• Puede cargarse con productos en un 50% de su capacidad total.
• El contenedor gira sobre su eje horizontal
• Poseen dispositivos giratorios
• Se puede usar también para el mezclado suave.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 48
V Complejo Bicónico Complejo
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 49
2. Mezclador estático
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Mezclador horizontal Mezclador de cinta
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM
Mezclador de rotor gemelo Mezclador de turbina
2. Mezclador estático
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 52
Mezclador planetario Mezclador planetario
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 53
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
Mezclador planetario Mezclador homogeneizador
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 54
Mezclador de paleta móvil
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 55
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
Mezclador de paletas
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 56
Mezclador homogeneizador
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 57
3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
Homogeneizador – mezclador lineal
Granulación
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 58
Introducción
• Es el proceso de incremento del tamaño de partículas.
• En este proceso, partículas pequeñas se unen para formar una más
grande (con diámetros de 0,1 a cerca de 2 mm) en el que las
partículas originales pueden identificarse.
• El proceso puede ser seco o húmedo.
• En este último, se utiliza un líquido para aglomeración seguido de un
proceso de secado.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 59
Objeto de la granulación
• Mejoramiento de las propiedades de flujo del granulado.
• Prevención de la segregación de los ingredientes mezclados.
• Mejoramiento de las características de los comprimidos (dureza,
friabilidad, peso promedio, etc).
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 60
Formación de enlaces
Granulación seca:
• Se produce por formación de enlaces de Van der waals que son
enlaces formados por la fusión de planos creados recientemente
entre las partículas que se cruzan por acción mecánica.
• Esto produce una solidificación parcial del material durante la
compresión.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 61
Formación de enlaces
Granulación Húmeda:
• La formación y crecimiento de los aglomerados húmedos ocurre por
la formación de puentes de hidrógeno entre el polvo y el solvente que
tiene la solución aglutinante por medio de diferentes mecanismos de
aglutinación.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 62
Tipos de granulación
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 63
Efecto de la granulación
• El método de granulación afecta el grado de compactación de las
tabletas, por ejemplo la granulación por compresión produce
gránulos densos con porosidad menor del 20%, mientras que los
gránulos producidos por el método húmedo poseen de un 20 a30 %
de porosidad.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 64
Granulación seca
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 65
Granulación seca
• Consiste en la compresión del fármaco con el mínimo de lubricantes y
desintegrantes donde el principio activo ocupa la mayor parte del
volumen final de la tableta.
• Las partículas se agregan a altas presiones produciendo fuerzas de
enlace en la superficie del sólido y aumentando el área superficial de
este.
• Esta granulación se realiza en productos sensibles a la humedad y al
calor como son el A.S.A, productos efervescentes y el Lactato de
Calcio (resistente al tableteado) donde la migración de humedad
afecta al fármaco y a los colorantes agregados.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 66
Granulación seca
• Entre sus ventajas esta que se requiere menos equipos y
espacios que la granulación húmeda.
• Este tipo de granulación es poco utilizado porque produce
muchos finos y porque no es muy reproducible para un mismo
producto.
• Existen dos tipos de granulación seca basados en el equipo
utilizado:
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 67
1. Por compresión
• Aquí se comprimen los polvos secos ya mezclados utilizando una
tableteadora u otro aparato similar.
• Como resultado se producen lingotes que son tabletas grandes de
cerca de una pulgada de diámetro.
• Posteriormente estos lingotes se tamizan o se muelen para producir
un material granular que fluye mucho más fácil que el polvo original.
• Este proceso se puede llevar a cabo más de una vez hasta que se
adquieran las propiedades de flujo del granulado para la producción
de comprimidos.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 68
1. Por compresión
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 69
2. Por compactación por rodillos
• Consiste de un equipo que posee dos rodillos juntos dentados que rotan en
direcciones opuestas.
• El material se agrega en la tolva de la parte superior que posee un tornillo
helicoidal que regula la velocidad de entrada del material.
• Los lingotes formados se expulsan en la parte inferior que por posterior
tamizaje se muelen para producir los gránulos.
• Este equipo es recomendable para empresas que fabrican un
monoproducto debido a los problemas de limpieza que tiene.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 70
2. Por compactación por rodillos
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 71
Granulación húmeda
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 72
Granulación húmeda
• Es el proceso de mezclado de un polvo en presencia de un líquido
(solución aglutinante) para formar el gránulo.
• Este proceso disminuye el riesgo de segregación y producción de finos
relacionada con la compresión de tabletas.
• La granulación ocurre por la formación de enlaces tipo puentes de
hidrógeno entre las partículas primarias.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 73
Granulación húmeda
• El tiempo de mezclado depende del equipo y de las propiedades del
polvo, en general puede ir desde 15 minutos a una hora.
• En la práctica, el punto final se logra cuando al tomar una porción de
la muestra con la mano y presionarla suavemente al abrir
nuevamente la mano esta se resquebraje.
• Si se agrega demasiada solución aglutinante, se formará una masa
que se apelmazará y taponará los tamices y que durante el secado
formará agregados duros que habrá que moler .
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 74
Mecanismos de aglutinación
La granulación húmeda requiere de un líquido que humedezca la masa y al
mismo tiempo proporcione el aglutinante para la formación de los enlaces
de hidrógeno.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 75
Mezclador - Amasador
• Tradicionalmente la granulación
húmeda de los polvos se ha realizado
en los mezcladores sigma,
horizontales, planetarios y de tornillo
vertical.
• La mezcla de polvos se coloca en el
mezclador y se adiciona el líquido
aglutinante a ciertos intervalos de
tiempo.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 76
Mezcladores de alta intensidad
• Son mezcladores que están equipados con un agitador mecánico que
rota a alta velocidad entre 100 y 500 rpm y una pequeña cuchilla
lateral que rota entre 1000 - 3000 rpm.
Esquema de funcionamiento del mezclador de alta intensidad
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 77
Mezclador de alta intensidad
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 78
Mezcladores de alta intensidad
• Las velocidades de los dos rotores pueden variar.
• Primero se produce una desagregación, luego se bombea la solución
aglutinante para que ocurra la aglomeración.
• La desventaja de estos equipos es que para el secado se debe utilizar otro
tipo de recipiente.
• Si se incrementa la velocidad del rotor, y el tiempo del amasado húmedo se
aumentará la aglomeración, y la densificación favoreciéndose más el
granulado.
• El crecimiento del gránulo se controla variando la velocidad de adición del
aglutinante.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 79
Granulador de lecho fluido
• El producto se fluidiza con un chorro de aire
que es expulsado desde el fondo del equipo,
las partículas suben y caen a lo largo de la
pared.
• El aire se calienta entre 40 a 80ºC.
• Si la humedad es alta las partículas se
apelmazan y si es muy baja no se formará
aglomeración.
• El contenido de humedad del lecho
depende del balance entre humectación y
evaporación.
• Sus ventajas es que la granulación es rápida,
se controla la recuperación del solvente, y
se produce la granulación por el mecanismo
de formación de capas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 80
Granulador oscilante
Luego la mezcla y amasado, se pasa a un granulador oscilante o cónico, donde las
barras del rotor fuerzan la masa húmeda a pasar por un tamiz.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 81
Granulador turbo
Los gránulos formados se colectan en bandejas y se secan en
secador de bandeja o en lecho fluidizado.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 82
Secado
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 83
Definición
• Secar o desecar es la eliminación de agua de un sólido, líquido o gas.
• El secado o la desecación es la operación que consiste en separar
mediante procedimientos no mecánicos un líquido de un sólido que
lo retiene físicamente.
• El objetivo del proceso de secado es detener o disminuir el
crecimiento de microorganismos así como las reacciones químicas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 84
Medición
• El secado de un material se puede verificar haciendo uso de gráficos
de perfiles de secado versus tiempo de secado hallado
experimentalmente.
• La velocidad del secado de una muestra se puede determinar
haciendo uso de las siguientes metodologías:
1. Por medio de una curva de contenido de humedad y tiempo de secado.
2. Haciendo una curva de Velocidad (sacada por la diferencia del contenido de
humedad de dos medidas dividido por el periodo de tiempo entre éstas)
versus contenido de humedad
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 85
Secado
Definición
• Secar o desecar es la
eliminación de agua de un
sólido, líquido o gas.
• El secado o la desecación es la
operación que consiste en
separar mediante
procedimientos no mecánicos
un líquido de un sólido que lo
retiene físicamente.
Clasificación
• Estático.
• Dinámico.
• Lecho fluido.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 86
Secador estático
• Consiste en una cámara o cabina
aislada térmicamente y conteniendo
aire que se circula internamente por
medio de un ventilador;
• Esta dotado también de un calefactor
(intercambiador de calor), por el que
pasa el aire y después, a través de
unas ventanas ajustables, se dirige el
mismo horizontalmente entre las
bandejas con el producto o
verticalmente a través de las bandejas
y la capa del producto.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 87
Secador estático
• Las ventajas del secado en bandejas son que:
• Cada lote del material se seca separadamente.
• Se pueden tratar lotes de tamaños desde 10 hasta 250 kg,
• Para el secado de materiales no necesita de aditamentos especiales.
• Las bandejas pueden ser de fondo liso o enrejado.
• El material se debe colocar sobre un papel, tela o fibra sintética especial donde la
circulación del aire caliente fluye sobre el material desde arriba hasta abajo.
• El material de soporte debe facilitar la limpieza y prevenir la contaminación del
producto.
• En el secador la temperatura y el flujo deben ser muy uniformes
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 88
Secador estático
• En general la velocidad de flujo recomendada para 100 kg del
material es de 200 pies/min.
• Los granulados obtenidos en este secador son más densos, duros e
irregulares que los obtenidos en por lecho fluidizado, ya que éstos
tienden a ser más porosos, menos densos y más esféricos.
• La desventaja de estos equipos es que algunos colorantes y ciertos
fármacos solubles en agua tienden a migrar desde el centro del
gránulo hasta la superficie durante el secado
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 89
Secador dinámico
• Los secadores de cabina y cama (túnel).
• Estos secadores involucran el aire caliente sobre una gran área de
producto para ser removidos de la superficie.
• Generalmente los secadores de esta generación son útiles para
materiales sólidos como granos, frutas picadas y vegetales, o
productos triturados.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 90
Secador de lecho fluido
El procesamiento uniforme se logra haciendo pasar un gas (por lo general aire) a
una velocidad controlada a través de una capa del producto para crear un estado
fluidizado.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 91
Tamizado
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle Enero 2016
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 92
Introducción
• Es un procedimiento que consiste en clasificar los gránulos en
grupos para facilitar su separación en una o más categorías.
• El objetivo del tamizado es lograr obtener una distribución de
tamaño de partículas más estrecho, ya que el tamaño de
partícula influencia varios procesos como los siguientes:
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 93
Introducción
a) La velocidad de disolución, ya que las partículas más pequeñas disuelven mucho más
rápido debido a la gran área superficial que poseen. Esto se espera que suceda en el
momento de la absorción del fármaco mejorando el efecto farmacológico.
b) En las suspensiones porque los tamaños de partícula influyen en su estabilidad física, ya
que las partículas grandes tienden a precipitarse.
c) En los ungüentos y cremas conviene no utilizar fármacos con tamaños de partícula
gruesos porque no facilitaría su untuosidad.
d) Si los excipientes tienen tamaños de partícula similares se facilitará su mezclado,
además se evitarán problemas de segregación en los procesos, y ayudará a que se logre
la uniformidad de dosis en la forma farmacéutica.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 94
Retención por tamices
1. Método de retención por Tamices:
Consiste en hacer pasar 100g (si el diámetro promedio de partícula esta entre
500-1000 µm) del material a través de una serie de tamices circulares;
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM
de cerca de 20 cm. de diámetro y 7
cm de altura (7);
organizado desde el más grande
hasta el más pequeño;
que encaje en el otro
herméticamente para minimizar la
pérdida de polvo.
95
Retención por tamices
Por experiencia de laboratorio algunas de las formas apropiadas de
colocar los tamices según su número de malla es la siguiente:
1. 20 30 40 50 60 70 80
2. 20 40 60 80 100 120
3. 20 60 80 100 140
Se debe tener en cuenta
que los tamices deben
quedar alineados en el
mismo plano vertical.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 96
Retención por tamices
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 97
Retención por tamices
Desventajas
• Posible taponamiento que se puede
presentar cuando las muestras
tienen humedades superiores al 5%.
• Excesivo ruido y desgaste que se
genera en la ejecución de las
pruebas.
• Encontrar proveedores que
garanticen un tamaño uniforme de
poro en todo el tamiz.
• Los modelos electromagnéticos
evitan la acumulación de finos en los
orificios.
Fuentes de error de este
método:
• Sobrecarga de los tamices.
• Tamaño de partícula menores a 50
micras.
• Fuerzas electrostáticas entre los
finos.
• Humedad mayor al 5% .
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 98
Método microscópico
2. Método Microscópico:
Este método se basa en la medición de las partículas independiente
de su forma contra un patrón de referencia para el tamaño.
Para esto se toma alrededor de 0,2g de muestra y se observa al
microscopio de transmisión electrones, de barrido electrónico o de
luz, en un campo cuadriculado con ayuda de un micrómetro.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 99
Método microscópico
El tamaño de partícula detectado dependerá de la resolución del
microscopio, llegando a ser del orden de 0.001 a 0.05 µM si se utiliza
un microscopio de transmisión de electrones.
Para fines prácticos basta con un microscopio con objetivos de 40 a
100X donde se puedan hacer conteos de tamaños de partículas desde
0.5 – 1000 µM.
Esta técnica requiere experiencia del analista en la preparación y
conteo de partículas.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 100
Comportamiento de las partículas
sólidas
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 101
Reología de sólidos
• Estudia los Factores que determinan las propiedades de flujo de los
sólidos.
• Métodos de evaluación de las propiedades de flujo:
• métodos angulares,
• flujo a través de orificios,
• determinación de fuerzas de cizalla,
• compactación.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 102
Ángulo de reposo
• Se define como la arcotangente del cociente altura (2 cm) dividido por
el radio medio (cm).
• En donde:
• Ángulo de 25º-40º indican una fluidez de excelente a adecuada
• Ángulo de 41º-55º de aceptable a pobre
• Ángulo de 56º- >66º de muy pobre
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 103
Volumen aparente
• Tiene como objetivo determinar, bajo condiciones definidas, tanto los
volúmenes aparentes, antes y después de sedimentar, como la
capacidad de sedimentación y las densidades aparentes de sólidos
divididos:
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 104
Capacidad de flujo
El ensayo de capacidad de flujo tiene por objeto determinar la capacidad de sólidos
pulverulentos para fluir verticalmente, bajo condiciones definidas
Los resultados pueden expresarse de la siguiente manera:
a) como media de las 3 determinaciones, si ninguno de los valores individuales se desvía
del valor medio en más del 10%.
b) como un intervalo, si los valores individuales se desvían del valor medio en más del
10%.
c) como un tiempo infinito, si la muestra no llega a caer completamente.
Buenas propiedades de fluidez si su velocidad de flujo es > 10 g/s.
Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 105

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2022-02-11 Tecnología de formas farmacéuticas Operaciones unitarias - UNMSM (SERUMS) (parte 1) - 16.9.pdf

  • 1. Tecnología farmacéutica Curso de actualización para el examen de SERUMS Q.F. Alfredo A. Castillo Calle Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 1
  • 2. Temario Operaciones farmacéuticas • Reducción de tamaño de partículas ‐ Equipos ‐ Parámetros de la operación • Mezclado ‐ Equipos ‐ Parámetros de la operación • Granulación húmeda ‐ Equipos ‐ Parámetros de la operación • Secado ‐ Equipos ‐ Parámetros de la operación • Compactación: compresión y compactación con rodillos ‐ Equipos ‐ Parámetros de la operación Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 2
  • 3. Operaciones y Procesos Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 3
  • 4. Generalidades • Aunque el número de procesos individuales es grande, cada uno puede ser fragmentado en una serie de etapas, denominadas operaciones, que se repiten a lo largo de los diferentes procesos. • Las operaciones individuales tienen técnicas comunes y se basan en los mismos principios científicos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 4
  • 5. Definición • Son acciones que permiten la transformación de un cuerpo o una sustancia. • Esta transformación o modificación se puede llevar a nivel de: • Cantidad de materia y composición. • Cantidad y tipo de energía. • Condiciones de velocidad: aumento o disminución. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 5
  • 6. Características • Elementales • Reproducible • Adaptables • Requieren energía Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 6
  • 7. Clasificación • Para el estudio de las operaciones unitarias, son fundamentales diversos principios científicos y técnicos. • Algunos de ellos son leyes físicas y químicas elementales tales como la conservación de la masa y la energía, equilibrios físicos, cinética y ciertas propiedades de la materia. • Según este criterio podemos clasificarlas en : • operaciones unitarias físicas. • operaciones unitarias químicas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 7
  • 8. Proceso • Conjunto de operaciones unitarias utilizadas o aplicadas en forma ordenada y secuencialmente a fin de obtener un producto de características definidas. • Para diferenciar bien los conceptos de “Procesos” de “Procedimientos”, podría ser útil un ejemplo simple y práctico como el de la obtención de comprimidos en la industria farmacéutica. • Todo el proceso abarca desde la compra de materias primas hasta la obtención del producto final y cada etapa en particular compone los procedimientos (mezclado, granulación, compresión, etc.). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 8
  • 9. Reducción de tamaño de partículas Q.F. Alfredo A. Castillo Calle Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 9
  • 10. Objetivo • Proporcionar los conocimientos sobre los aspectos relacionados al manejo de sustancias sólidas utilizadas en las formulaciones farmacéuticas. • En este caso particular, de la forma cómo uniformizar el tamaño de las partículas mediante operaciones de trituración y/o molienda, su utilización. • Conocer los diferentes equipos que se utilizan para esta operación y la forma adecuada de su utilización. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 10
  • 11. Pulverización • Proceso de reducción, por medios mecánicos, del tamaño de partículas de los sólidos pulverulentos. • Operación básica aplicada con frecuencia en tecnología farmacéutica. • La reducción en el tamaño de la partícula de un sólido pulverulento implica un incremento en el valor de su superficie específica. • Importante en el caso de principios activos de reducida hidrosolubilidad en que la disolución constituye la etapa limitante en su proceso de absorción. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 11
  • 12. Pulverización • La pulverización puede dotarlas de mayor esfericidad. • Las mezclas de sólidos poco cohesivos en las que existe diferencias muy acusadas en el tamaño de partículas de sus componentes presentan una fuerte tendencia a la separación. • La pulverización previa al proceso de mezcla, dota a los componentes de la mezcla de una granulometría similar. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 12
  • 13. Pulverización Presenta algunos riesgos. • En numerosos equipos de pulverización, los materiales van a estar expuestos a temperaturas bastante elevadas a lo largo del proceso. • Puede resultar incompatible con la estabilidad de productos termolábiles o provocar alteraciones de importancia en la estructura cristalina de aquellos que presentan el fenómeno de polimorfismo. • Puede generar un empeoramiento en sus propiedades de flujo. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 13
  • 14. Teoría de la pulverización • Es importante considerar la dureza. A mayor dureza, más difícil resulta su fragmentación. Los materiales más duros pueden provocar desgaste en algunas piezas de los molinos. • El contenido de humedad de los materiales puede jugar un importante papel en la evolución del proceso de pulverización. • Cuando el contenido de humedad excede el 5%, el material incrementa de manera notable su adhesividad, fijándose a distintas zonas de los molinos y formando aglomerados de partículas, con la correspondiente reducción en la eficacia del proceso. • Los materiales quebradizos se pulverizan adecuadamente por compresión o por impacto. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 14
  • 15. Teoría de la pulverización • Se aceptan como mecanismos básicos a través de los cuales puede producirse la fragmentación de partículas sólidas, los cuatro siguientes: a) Compresión o aplastamiento. b) Corte o cizallamiento. c) Impacto o percusión. Roce, d) Desgaste o frotamiento. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 15
  • 16. Teoría de la pulverización • Un cascanueces, un martillo, una lima y unas tijeras son elementos ilustrativos de los cuatro mecanismos indicados. • Las propiedades de los materiales que se van a pulverizar determinan la conveniencia de acudir a uno u otro mecanismo. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 16
  • 17. Finalidad de la fragmentación • Aumentar la posibilidad de dispersión del sólido en un líquido. • Aumentar la velocidad de disolución del sólido en un líquido. • Facilitar la reacción química entre dos productos, aumentando, además la velocidad de reacción. • Facilitar un proceso extractivo. • Mejorar la biodisponibilidad de un producto. • Aumentar el área de cobertura, en el caso de emplear el sólido para hacer recubrimientos. • También para la obtención de una serie de preparados galénicos, como es el caso de los polvos simples y compuestos. • Facilitar el proceso de mezcla de sólidos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 17
  • 18. Equipos • El tamaño de partícula afecta gran número de características en los procesos de manufactura. • El tamaño controlado de partícula ayuda a asegurar que su producción será consistente y repetible con respecto a: - COLOR - partículas uniformes aseguran consistencia de un lote a otro. - SABOR - permite que una proporción precisa controle un sabor consistente. - FLUIDEZ - crítica para empaque, tableteado, pesado. - UNIFORMIDAD - densidad a granel consistente. - DENSIDAD - ayuda a controlar costos de embarque y minimizar el polvo. - RESTITUCIÓN - asegura la velocidad de disolución deseada. - REACCIÓN QUÍMICA - vital para transformaciones química uniformes, controladas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 18
  • 19. Equipos • La molienda ha evolucionado hacia más que la molienda por impacto o el pulverizado. • Se ha perfeccionado el equipo de molienda para controlar precisamente el proceso de reducción de tamaño de partículas. • Cuatro variables del equipo afectan los resultados del proceso. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 19
  • 20. Equipos Garganta de alimentación.- • Introduce el material en una trayectoria tangencial hacia la cámara de molienda. Velocidad del rotor.- • Trabaja en conjunto con la criba para regular la salida de partículas dentro de su rango de tamaño. Tipo de criba.- • Ayuda a regular la salida de partículas dentro de un rango específico de tamaño. Perfil de las cuchillas.- • Ayuda a determinar el grado de reducción basado en el material por procesar. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 20
  • 21. Garganta de alimentación • Entrada horizontal – preferible para moliendas finas. • Entrada vertical hacia adelante -preferible para materiales frágiles. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 21
  • 22. Conjunto rotor / cuchillas • El corazón de cada molino es el conjunto rotor y cuchillas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 22
  • 23. Conjunto rotor / cuchillas • Canto plano de impacto para reducción más agresiva • Canto filoso para granulación suave • Las cuchillas son fijas y pueden ser con canto filoso o canto plano. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 23
  • 24. Conjunto rotor / cuchillas • Cuchillas con un canto de uno y otro tipo en cada lado de la misma. • Variedad de tipos y tamaños de tamices según requerimiento de tamaño de partículas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 24
  • 25. Tipo de criba y velocidad del rotor Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 25
  • 26. Molino Fitz Mill Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 26
  • 27. Molino de bolas Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 27
  • 28. Molino cónico Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 28
  • 29. Requerimiento de los molinos • Amplia gama de posibilidades en los procesos. • Predecibles y constantes resultados finales. • Fácil limpieza • Diseño compacto GMP (*). • Operación Silenciosa. • Escaso desprendimiento de polvo y bajo calentamiento. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 29
  • 30. Mezcla Q.F. Alfredo A. Castillo Calle Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 30
  • 31. Introducción • Es una operación unitaria, de origen galénico, que busca obtener un sistema de características homogéneas, bajo aspectos de distribución homogénea de las partículas de los componentes. • La medida del grado de homogeneidad de dos o más polvos se basa en la desviación estándar o la varianza de la media. • La eficiencia del mezclado depende de las propiedades de los materiales a mezclar, del equipo utilizado y de sus condiciones de operación. proporción constante. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 31
  • 32. Introducción Separación total Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 32
  • 33. Introducción El concepto de mezcla aleatoria resulta adecuado como base del mezclado de componentes poco cohesivos. Mezcla aleatória Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 33
  • 34. Introducción • Mezcla ordenada es apropiada para componentes cohesivos. Este tipo de mezclas se origina, con cierta frecuencia, con productos micronizados. Mezcla ordenada Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 34
  • 35. Introducción • Cuando estos se mezclan con otros componentes (portador) cuyo tamaño de partícula es claramente mayor, se puede producir una adsorción (ordenación) en la superficie de las partículas del portador. Portador Producto micronizado Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 35
  • 36. Factores que influyen en el mezclado • Aspecto y características físicas de las sustancias. • Estabilidad de las sustancias. • Tamaño de las partículas. • Cantidad de componentes. • Equipo utilizado y velocidad de trabajo. • Tiempo de mezclado. • Humedad relativa de los sólidos. • Comportamiento reológico. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 36
  • 37. Factores que pueden afectar la estabilidad de la mezcla • Estabilidad del producto frente a la humedad. • Formación de mezclas eutécticas. • Oxidación de los componentes. • Hidrólisis de los componentes. • Reacción química entre los componentes. • Proporcionalidad de los componentes. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 37
  • 38. Segregación • Las partículas grandes van a rodar mas lejos que las pequeñas, agitadas en un recipiente van a acumularse en el fondo del mismo por debajo de las pequeñas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 38
  • 39. Características físicas de la Partícula • Granulometría • Friabilidad y Dureza • Capacidad de Oxidación, hidrólisis reacción química. • Comportamiento Reológico. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 39
  • 40. Propiedades intrínsecas • Estructura físico-química • Composición química marca los límites de reactividad. • Tamaño y distribución • Fuerza de gravedad e inercia. • Movimientos interparticulares en relación a las fuerzas superficiales. • Forma • Fuerza interparticular de fricción Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 40
  • 41. Clasificación 1. Mezcladores Móviles • M. Con Contenedor móvil cilíndrico • M. Volteadores • M. Volteadores con rompedor de aglomerados 2. Mezcladores Estáticos • M. de Cinta o de Banda • M. Orbitales de tornillo Interno • M. de Turbina • M. de Rotor gemelo 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos • M. planetario • M. de paleta móvil • M. de paleta • M. de hélice Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 41
  • 42. 1.- Mezcladores Móviles Características: • La acción del mezclado resulta muy suave • Algunos están constituidos por dispositivos intensificadores de la agitación. • Presenta asimetría respecto al eje de rotación • Factores que condicionan la eficacia de un mezclador son: carga del material y la velocidad de rotación. • Generalmente funcionan como sistemas cerrados. Ventaja: • Facilidad de las operaciones de carga y descarga. • Utilizado para el mezclado por lotes Desventaja: • No son adecuados para mezclar materiales poco cohesivos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 42
  • 43. 1.- Mezcladores Móviles Mezclador Cilíndrico Móvil.- • Acero inoxidable. • De forma cilíndrica parecido a un barril o bidón. • El recipiente se sitúa a diagonal y atado con correas. • Situado verticalmente sobre un sistema de rodillos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 43
  • 44. 1.- Mezcladores Móviles Mezclador de Cilindro Móvil.- • Material inoxidable. • Forma de cilindro con tapa hermética. • Conectado a un eje para hacerlo rotar. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM Multidireccional 44
  • 45. Mezclador Bins Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 45
  • 46. 1.- Mezcladores Móviles Mezcladores Volteadores.- • Son mezcladores con contenedor móvil en “V” o Bicónico simple • Adecuado para el mezclado suave • Se puede limpiar con facilidad • Adecuado para materias abrasivos y polvos densos • No sirve para romper aglomerados. • Puede cargarse con productos hasta el 65% de su capacidad total. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 46
  • 47. Mezclador en V Mezclador Doble Cono Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 47
  • 48. 1.- Mezcladores Móviles Mezcladores Volteadores con rompedor de aglomerados.- • Son mezcladores con contenedor móvil en “V” o Bicónico complejos. • Realiza el mezclado junto con la reducción del tamaño. • Puede cargarse con productos en un 50% de su capacidad total. • El contenedor gira sobre su eje horizontal • Poseen dispositivos giratorios • Se puede usar también para el mezclado suave. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 48
  • 49. V Complejo Bicónico Complejo Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 49
  • 50. 2. Mezclador estático Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 50 Mezclador horizontal Mezclador de cinta
  • 51. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM Mezclador de rotor gemelo Mezclador de turbina 2. Mezclador estático
  • 52. 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 52 Mezclador planetario Mezclador planetario
  • 53. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 53 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos Mezclador planetario Mezclador homogeneizador
  • 54. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 54 Mezclador de paleta móvil 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
  • 55. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 55 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos Mezclador de paletas
  • 56. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 56 Mezclador homogeneizador 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos
  • 57. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 57 3. Mezcladores para semisólidos y líquidos Homogeneizador – mezclador lineal
  • 58. Granulación Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 58
  • 59. Introducción • Es el proceso de incremento del tamaño de partículas. • En este proceso, partículas pequeñas se unen para formar una más grande (con diámetros de 0,1 a cerca de 2 mm) en el que las partículas originales pueden identificarse. • El proceso puede ser seco o húmedo. • En este último, se utiliza un líquido para aglomeración seguido de un proceso de secado. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 59
  • 60. Objeto de la granulación • Mejoramiento de las propiedades de flujo del granulado. • Prevención de la segregación de los ingredientes mezclados. • Mejoramiento de las características de los comprimidos (dureza, friabilidad, peso promedio, etc). Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 60
  • 61. Formación de enlaces Granulación seca: • Se produce por formación de enlaces de Van der waals que son enlaces formados por la fusión de planos creados recientemente entre las partículas que se cruzan por acción mecánica. • Esto produce una solidificación parcial del material durante la compresión. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 61
  • 62. Formación de enlaces Granulación Húmeda: • La formación y crecimiento de los aglomerados húmedos ocurre por la formación de puentes de hidrógeno entre el polvo y el solvente que tiene la solución aglutinante por medio de diferentes mecanismos de aglutinación. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 62
  • 63. Tipos de granulación Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 63
  • 64. Efecto de la granulación • El método de granulación afecta el grado de compactación de las tabletas, por ejemplo la granulación por compresión produce gránulos densos con porosidad menor del 20%, mientras que los gránulos producidos por el método húmedo poseen de un 20 a30 % de porosidad. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 64
  • 65. Granulación seca Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 65
  • 66. Granulación seca • Consiste en la compresión del fármaco con el mínimo de lubricantes y desintegrantes donde el principio activo ocupa la mayor parte del volumen final de la tableta. • Las partículas se agregan a altas presiones produciendo fuerzas de enlace en la superficie del sólido y aumentando el área superficial de este. • Esta granulación se realiza en productos sensibles a la humedad y al calor como son el A.S.A, productos efervescentes y el Lactato de Calcio (resistente al tableteado) donde la migración de humedad afecta al fármaco y a los colorantes agregados. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 66
  • 67. Granulación seca • Entre sus ventajas esta que se requiere menos equipos y espacios que la granulación húmeda. • Este tipo de granulación es poco utilizado porque produce muchos finos y porque no es muy reproducible para un mismo producto. • Existen dos tipos de granulación seca basados en el equipo utilizado: Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 67
  • 68. 1. Por compresión • Aquí se comprimen los polvos secos ya mezclados utilizando una tableteadora u otro aparato similar. • Como resultado se producen lingotes que son tabletas grandes de cerca de una pulgada de diámetro. • Posteriormente estos lingotes se tamizan o se muelen para producir un material granular que fluye mucho más fácil que el polvo original. • Este proceso se puede llevar a cabo más de una vez hasta que se adquieran las propiedades de flujo del granulado para la producción de comprimidos. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 68
  • 69. 1. Por compresión Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 69
  • 70. 2. Por compactación por rodillos • Consiste de un equipo que posee dos rodillos juntos dentados que rotan en direcciones opuestas. • El material se agrega en la tolva de la parte superior que posee un tornillo helicoidal que regula la velocidad de entrada del material. • Los lingotes formados se expulsan en la parte inferior que por posterior tamizaje se muelen para producir los gránulos. • Este equipo es recomendable para empresas que fabrican un monoproducto debido a los problemas de limpieza que tiene. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 70
  • 71. 2. Por compactación por rodillos Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 71
  • 72. Granulación húmeda Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 72
  • 73. Granulación húmeda • Es el proceso de mezclado de un polvo en presencia de un líquido (solución aglutinante) para formar el gránulo. • Este proceso disminuye el riesgo de segregación y producción de finos relacionada con la compresión de tabletas. • La granulación ocurre por la formación de enlaces tipo puentes de hidrógeno entre las partículas primarias. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 73
  • 74. Granulación húmeda • El tiempo de mezclado depende del equipo y de las propiedades del polvo, en general puede ir desde 15 minutos a una hora. • En la práctica, el punto final se logra cuando al tomar una porción de la muestra con la mano y presionarla suavemente al abrir nuevamente la mano esta se resquebraje. • Si se agrega demasiada solución aglutinante, se formará una masa que se apelmazará y taponará los tamices y que durante el secado formará agregados duros que habrá que moler . Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 74
  • 75. Mecanismos de aglutinación La granulación húmeda requiere de un líquido que humedezca la masa y al mismo tiempo proporcione el aglutinante para la formación de los enlaces de hidrógeno. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 75
  • 76. Mezclador - Amasador • Tradicionalmente la granulación húmeda de los polvos se ha realizado en los mezcladores sigma, horizontales, planetarios y de tornillo vertical. • La mezcla de polvos se coloca en el mezclador y se adiciona el líquido aglutinante a ciertos intervalos de tiempo. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 76
  • 77. Mezcladores de alta intensidad • Son mezcladores que están equipados con un agitador mecánico que rota a alta velocidad entre 100 y 500 rpm y una pequeña cuchilla lateral que rota entre 1000 - 3000 rpm. Esquema de funcionamiento del mezclador de alta intensidad Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 77
  • 78. Mezclador de alta intensidad Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 78
  • 79. Mezcladores de alta intensidad • Las velocidades de los dos rotores pueden variar. • Primero se produce una desagregación, luego se bombea la solución aglutinante para que ocurra la aglomeración. • La desventaja de estos equipos es que para el secado se debe utilizar otro tipo de recipiente. • Si se incrementa la velocidad del rotor, y el tiempo del amasado húmedo se aumentará la aglomeración, y la densificación favoreciéndose más el granulado. • El crecimiento del gránulo se controla variando la velocidad de adición del aglutinante. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 79
  • 80. Granulador de lecho fluido • El producto se fluidiza con un chorro de aire que es expulsado desde el fondo del equipo, las partículas suben y caen a lo largo de la pared. • El aire se calienta entre 40 a 80ºC. • Si la humedad es alta las partículas se apelmazan y si es muy baja no se formará aglomeración. • El contenido de humedad del lecho depende del balance entre humectación y evaporación. • Sus ventajas es que la granulación es rápida, se controla la recuperación del solvente, y se produce la granulación por el mecanismo de formación de capas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 80
  • 81. Granulador oscilante Luego la mezcla y amasado, se pasa a un granulador oscilante o cónico, donde las barras del rotor fuerzan la masa húmeda a pasar por un tamiz. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 81
  • 82. Granulador turbo Los gránulos formados se colectan en bandejas y se secan en secador de bandeja o en lecho fluidizado. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 82
  • 83. Secado Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 83
  • 84. Definición • Secar o desecar es la eliminación de agua de un sólido, líquido o gas. • El secado o la desecación es la operación que consiste en separar mediante procedimientos no mecánicos un líquido de un sólido que lo retiene físicamente. • El objetivo del proceso de secado es detener o disminuir el crecimiento de microorganismos así como las reacciones químicas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 84
  • 85. Medición • El secado de un material se puede verificar haciendo uso de gráficos de perfiles de secado versus tiempo de secado hallado experimentalmente. • La velocidad del secado de una muestra se puede determinar haciendo uso de las siguientes metodologías: 1. Por medio de una curva de contenido de humedad y tiempo de secado. 2. Haciendo una curva de Velocidad (sacada por la diferencia del contenido de humedad de dos medidas dividido por el periodo de tiempo entre éstas) versus contenido de humedad Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 85
  • 86. Secado Definición • Secar o desecar es la eliminación de agua de un sólido, líquido o gas. • El secado o la desecación es la operación que consiste en separar mediante procedimientos no mecánicos un líquido de un sólido que lo retiene físicamente. Clasificación • Estático. • Dinámico. • Lecho fluido. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 86
  • 87. Secador estático • Consiste en una cámara o cabina aislada térmicamente y conteniendo aire que se circula internamente por medio de un ventilador; • Esta dotado también de un calefactor (intercambiador de calor), por el que pasa el aire y después, a través de unas ventanas ajustables, se dirige el mismo horizontalmente entre las bandejas con el producto o verticalmente a través de las bandejas y la capa del producto. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 87
  • 88. Secador estático • Las ventajas del secado en bandejas son que: • Cada lote del material se seca separadamente. • Se pueden tratar lotes de tamaños desde 10 hasta 250 kg, • Para el secado de materiales no necesita de aditamentos especiales. • Las bandejas pueden ser de fondo liso o enrejado. • El material se debe colocar sobre un papel, tela o fibra sintética especial donde la circulación del aire caliente fluye sobre el material desde arriba hasta abajo. • El material de soporte debe facilitar la limpieza y prevenir la contaminación del producto. • En el secador la temperatura y el flujo deben ser muy uniformes Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 88
  • 89. Secador estático • En general la velocidad de flujo recomendada para 100 kg del material es de 200 pies/min. • Los granulados obtenidos en este secador son más densos, duros e irregulares que los obtenidos en por lecho fluidizado, ya que éstos tienden a ser más porosos, menos densos y más esféricos. • La desventaja de estos equipos es que algunos colorantes y ciertos fármacos solubles en agua tienden a migrar desde el centro del gránulo hasta la superficie durante el secado Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 89
  • 90. Secador dinámico • Los secadores de cabina y cama (túnel). • Estos secadores involucran el aire caliente sobre una gran área de producto para ser removidos de la superficie. • Generalmente los secadores de esta generación son útiles para materiales sólidos como granos, frutas picadas y vegetales, o productos triturados. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 90
  • 91. Secador de lecho fluido El procesamiento uniforme se logra haciendo pasar un gas (por lo general aire) a una velocidad controlada a través de una capa del producto para crear un estado fluidizado. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 91
  • 92. Tamizado Q.F. Alfredo A. Castillo Calle Enero 2016 Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 92
  • 93. Introducción • Es un procedimiento que consiste en clasificar los gránulos en grupos para facilitar su separación en una o más categorías. • El objetivo del tamizado es lograr obtener una distribución de tamaño de partículas más estrecho, ya que el tamaño de partícula influencia varios procesos como los siguientes: Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 93
  • 94. Introducción a) La velocidad de disolución, ya que las partículas más pequeñas disuelven mucho más rápido debido a la gran área superficial que poseen. Esto se espera que suceda en el momento de la absorción del fármaco mejorando el efecto farmacológico. b) En las suspensiones porque los tamaños de partícula influyen en su estabilidad física, ya que las partículas grandes tienden a precipitarse. c) En los ungüentos y cremas conviene no utilizar fármacos con tamaños de partícula gruesos porque no facilitaría su untuosidad. d) Si los excipientes tienen tamaños de partícula similares se facilitará su mezclado, además se evitarán problemas de segregación en los procesos, y ayudará a que se logre la uniformidad de dosis en la forma farmacéutica. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 94
  • 95. Retención por tamices 1. Método de retención por Tamices: Consiste en hacer pasar 100g (si el diámetro promedio de partícula esta entre 500-1000 µm) del material a través de una serie de tamices circulares; Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM de cerca de 20 cm. de diámetro y 7 cm de altura (7); organizado desde el más grande hasta el más pequeño; que encaje en el otro herméticamente para minimizar la pérdida de polvo. 95
  • 96. Retención por tamices Por experiencia de laboratorio algunas de las formas apropiadas de colocar los tamices según su número de malla es la siguiente: 1. 20 30 40 50 60 70 80 2. 20 40 60 80 100 120 3. 20 60 80 100 140 Se debe tener en cuenta que los tamices deben quedar alineados en el mismo plano vertical. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 96
  • 97. Retención por tamices Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 97
  • 98. Retención por tamices Desventajas • Posible taponamiento que se puede presentar cuando las muestras tienen humedades superiores al 5%. • Excesivo ruido y desgaste que se genera en la ejecución de las pruebas. • Encontrar proveedores que garanticen un tamaño uniforme de poro en todo el tamiz. • Los modelos electromagnéticos evitan la acumulación de finos en los orificios. Fuentes de error de este método: • Sobrecarga de los tamices. • Tamaño de partícula menores a 50 micras. • Fuerzas electrostáticas entre los finos. • Humedad mayor al 5% . Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 98
  • 99. Método microscópico 2. Método Microscópico: Este método se basa en la medición de las partículas independiente de su forma contra un patrón de referencia para el tamaño. Para esto se toma alrededor de 0,2g de muestra y se observa al microscopio de transmisión electrones, de barrido electrónico o de luz, en un campo cuadriculado con ayuda de un micrómetro. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 99
  • 100. Método microscópico El tamaño de partícula detectado dependerá de la resolución del microscopio, llegando a ser del orden de 0.001 a 0.05 µM si se utiliza un microscopio de transmisión de electrones. Para fines prácticos basta con un microscopio con objetivos de 40 a 100X donde se puedan hacer conteos de tamaños de partículas desde 0.5 – 1000 µM. Esta técnica requiere experiencia del analista en la preparación y conteo de partículas. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 100
  • 101. Comportamiento de las partículas sólidas Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 101
  • 102. Reología de sólidos • Estudia los Factores que determinan las propiedades de flujo de los sólidos. • Métodos de evaluación de las propiedades de flujo: • métodos angulares, • flujo a través de orificios, • determinación de fuerzas de cizalla, • compactación. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 102
  • 103. Ángulo de reposo • Se define como la arcotangente del cociente altura (2 cm) dividido por el radio medio (cm). • En donde: • Ángulo de 25º-40º indican una fluidez de excelente a adecuada • Ángulo de 41º-55º de aceptable a pobre • Ángulo de 56º- >66º de muy pobre Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 103
  • 104. Volumen aparente • Tiene como objetivo determinar, bajo condiciones definidas, tanto los volúmenes aparentes, antes y después de sedimentar, como la capacidad de sedimentación y las densidades aparentes de sólidos divididos: Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 104
  • 105. Capacidad de flujo El ensayo de capacidad de flujo tiene por objeto determinar la capacidad de sólidos pulverulentos para fluir verticalmente, bajo condiciones definidas Los resultados pueden expresarse de la siguiente manera: a) como media de las 3 determinaciones, si ninguno de los valores individuales se desvía del valor medio en más del 10%. b) como un intervalo, si los valores individuales se desvían del valor medio en más del 10%. c) como un tiempo infinito, si la muestra no llega a caer completamente. Buenas propiedades de fluidez si su velocidad de flujo es > 10 g/s. Q.F. Alfredo A. Castillo Calle - DAF-FyB-UNMSM 105