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XALAPA ENRÍQUEZ- VER. A 24 DE FEBRERO DEL 2012
KAREN RAMÍREZ PORTILLO
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE QUÍMICA FARMACEÚTICA BIOLÓGICA
TECNOLOGÍA FARMACÉUTICA I
PROCESO UNITARIO DE MOLIENDA
DEFINICIÓN
La molienda es una operación cuyo objetivo es reducir el tamaño de los
elementos en que se presenta un sólido. La reducción del tamaño se
basa en someter los trozos de material a esfuerzos de compresión,
impacto, cortado, cizalladura y fricción.
La necesidad de disminuir el tamaño de la partícula puede estar
basada en alguna de las siguientes razones:
 Aumento de la superficie del sólido, con vistas a facilitar
determinados procesos, en razón de la mayor área de intercambio
(secado, extracción con solventes, reacciones químicas, etc).
 Modificar u obtener determinadas .propiedades que dependen del
tamaño de la partícula (poder cubríente, color).
 Facilitar el posterior mezclado, ya sea de polvos (formulaciones
para comprimir), o polvos y líquidos (suspensiones).
 La disminución de tamaño supone mejorar la posibilidad de
dispersión del sólido, disminuyendo su velocidad de
sedimentación.
 Dar a determinados productos su forma final, uniforme, de más
fácil empaque y transporte y de mejor presentación comercial.
VENTAJAS FÁRMACOTÉCNICAS Y TERAPÉUTICAS
Ventaja terapéutica
*Al incrementar la superficie de contacto se incrementa la posibilidad de
obtener un mejor efecto.
Ventaja farmacotécnica
Es más fácil la movilidad en tamaños de partículas disminuidas.

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TEORÍA DE FRAGMENTACIÓN
La reducción del tamaño de la partícula por fractura o fragmentación
requiere aplicar una fuerza mecánica sobre el material que va a ser
aplastado o molido. Los materiales responden al esfuerzo con
deformación, con la consiguiente generación de tensión. Según la
evolución cronológica de la tensión, en función de los esfuerzos
aplicados, los materiales se pueden clasificar de acuerdo a su
comportamiento en un espectro continuo, que varía de la friabilidad a la
plasticidad. En el caso de una sustancia totalmente friable habría un
rebote completo al librear el esfuerzo aplicado; si éste llega hasta el
punto de deformación permanente, tendría lugar la fractura. En cambio,
un material totalmente plástico no rebotaría ni se fracturaría.
La gran mayoría de los sólidos farmacéuticos se ubica en algún lugar
entre estos extremos y, por ende, poseen propiedades elásticas y
viscosas. La teoría visco-elástica lineal y, en menor medida, la no lineal
ha sido bien desarrollada para estimar cuantitativamente y explicar las
deformaciones elásticas y viscosas simultaneas que sufren los sólidos al
aplicarle esfuerzo.
La energía consumida por la conminución (proceso mecánico de reducir
el tamaño de partículas o aglomeraciones) aparece, en definitiva, como
una energía superficial asociada con las nuevas superficies creadas en
las partículas, como energía interna libre asociada con cambios de su
retículo y como calor. La mayor parte de la energía expresada como
calor se consume en la deformación visco-elástica de partículas, en la
fricción y en la adquisición de energía cinética por las partículas.
Si bien el proceso de molienda fue descrito matemáticamente, la teoría
de molienda no ha sido desarrollada tanto como para que sea posible
prever en forma cuantitativa el rendimiento real del equipo de
molienda. De todos modos, se enunciaron tres leyes fundamentales:

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LEYES FUNDAMENTALES DE LA MOLIENDA
Ley de Bond Ley de Kick Ley de Rittinger
El trabajo necesario
El trabajo
para reducir el
tamaño de
partículas es
proporcional a la
raíz cuadrada del
diámetro de las
partículas
producidas.
requerido para reducir
el tamaño de una
cantidad dada de
material es constante
para la misma relación
de reducción,
independientemente
del tamaño original
del material inicial.
El trabajo aplicado
para la reducción del
tamaño de partículas
es directamente
proporcional a la
nueva superficie
producida.
Sin embargo, estas leyes en general solo han sido útiles para brindar
tendencias e información cualitativa sobre el proceso de molienda. Por
lo general se requieren pruebas de laboratorio para evaluar el
rendimiento de un equipo particular.
CARÁCTERISTICAS DEL MATERIAL
Las características del material a procesar afectan en, mucho, a la
operación y, constituyen una guía insustituible en la elección del equipo
a utilizar. Una lista clasificada por orden' de importancia es .la que
sigue:
*Propiedades abrasivas.
*Resistencia a la ruptura
*Friabilidad
*Estructura
*Coeficiente de fricción
*Contenido de fricción
*Contenido de humedad
*Contenido de grasas y aceites
*Tendencia en adherirse, empastarse
*Inflamabilidad, toxicidad, carácter explosivo.
*Posibilidad de deterioro y contaminación por oxidación o temperatura
elevada.
*Propiedades corrosivas
Propiedades abrasivas:

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El desgaste del equipo, 'además de contaminar el producto, es una
parte sustancial del costo de una molienda. Ese .desgaste está en
relación directa a la dureza del material; a procesar, de donde resulta
la importancia de estudiar tal característica que, de ser alta, va a
eliminar determinados equipos de entre todos los posibles. Una primera
orientación la brinda indudablemente la posición del material con
respecto a la escala de dureza de Mohs.
Escala de dureza
Mohs.
1° Talco
2° yeso
3°Calcita
4°Fluorita
5° Apatita
6°Feldespato
7°Cuarzo
8° Topacio
9° Carborúndum
10° Diamante
1°-3°: Materiales
blandos; 4°-6°:
materiales de dureza
intermedia; 7°-10°
materiales duros.
En general a mayor dureza, mayor dificultad de molienda y necesidad
de recubrir las partes móviles del'· equipo con materiales especialmente
resistentes a la abrasión. Se ve claro que el desgaste depende,
asimismo, del tipo de acción del equipo, de la velocidad de,
alimentación y de las condiciones operativas.
Resistencia a la ruptura: A mayor resistencia,' mayor potencia necesaria
para una cierta reducción de tamaño, Se conocen varios 'ensayos
experimentales que tratan de reproducir en escala pequeña el accionar
del molino. Para molienda gruesa se prefieren métodos por impacto,
que miden la' reducción de tamaño lograda con la entrega de una cierta
cantidad de energía. El problema en tales experiencias es medir con
seguridad las pérdidas de energía.
Para molienda fina, se recurre, a la utilización de modelos a bolas o
barras, midiendo el número dé revoluciones necesarias para obtener
producto de tamaño como el requerido. Los resultados no son del todo

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satisfactorios y procedimientos diversos conducen a diferencias
apreciables (20%).
Hasta el momento ninguno de los ensayos propuestos ha sido aceptado
como, norma segura y' general. '
Friabilidad:
La tendencia "a la fractura según determinados planos de clivaje,
característicos de cada material va variando con la reducción de
tamaño. En general, la potencia necesaria aumenta mucho con la
disminución de tamaño. La disminución de temperatura favorece la
operación (trabajo con hielo seco, nitrógeno líquido).
Estructura:
Afecta en mucho al tipo de equipo a utilizar ya que puede exigir
preponderancia de un tipo de acción moliente.
Coeficiente de fricción:
Bajos coeficientes de fricción dificultan la' molienda, y que el material
se comporta 'como si estuviera "lubricado" y resiste la, aplicación de,
presiones al deslizarse según determinados planos.
Contenido en humedad:
, Los materiales granulares .fluyen con gran dificultad y tienden a
empastarse cuando el contenido de humedad está entre un 5 a Un 50%.
Una molienda en tales condiciones es imposible. Es por ello que cada
material debe ser ensayado, ya que no puede predecirse cómo irá
cambiando su comportamiento al, variar su tenor de agua,
'El 'agua de cristalización' de ciertos materiales puede, llegar a perderse
si, el calor desarrollado 'en 'la: operación no 'es convenientemente
disipado.
Contenido en grasas y aceites:
Ciertos materiales, cacao, nueces, semillas oleaginosas, con 1.lll alto
contenido en grasas o aceites exigen trabajo a temperaturas muy bajas
que, transforman el, producto en uno altamente friable. De no ser así
el equipo no podrá funcionar por empasta miento.
Tendencia a la 'adherencia:
Algunos materiales presentan' una tendencia natural de 'adherirse y
formar-aglomerados, en especial en las zonas estanco a él equipo.
Como consecuencia se producen taponamientos y deterioro del
material. Se buscará seleccionar equipos con fácil acceso a su interior
para la limpieza periódica del mismo. Aquella tendencia, en ocasiones,
también .puede anularse con una baja temperatura de operación.

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Inflamabilidad, toxicidad, carácter explosivo:
Productos como almidones, azúcares, harinas, etc., son peligrosos por
su tendencia combustible.
Cuando se deba manipular un agente combustible y uno oxidante, es
necesario tomar: precauciones especiales y ver de que en el equipo no
se almacenen" presiones (paredes no-rígidas). Asimismo; la
alimentación deberá pasar antes de su ingreso al molino por sistemas
de detección .y eliminación de trozos de metal (trampas magnéticas).
La electricidad 'estática también deberá controlarse y la lubricación se
hará mediante siliconas no combustibles y en casos extremos se podrán
elegir equipos con compartimentos de molienda herméticos y
atmósferas inertes.
CLASIFICACIÓN DE LOS MOLINOS
Los equipos disponibles son numerosos y difieren no sólo en el tipo de
acción predominante (compresión, impacto, corte, abrasión), sino en el
tamaño y en detalles de diseño para asegurar determinadas ventajas.
Las razones para tal profusión de modelos reside evidentemente en la
gran variedad de .productos que la industria suele someter a esta
operación ven la falta de una teoría muy bien' establecida que permita
el diseño de equipos sobre principios generales:
La clasificación usual de los equipos de reducción de tamaño, se hace
sobre la base de considerar el tamaño de la alimentación y del
producto final de la operación. Se habla así de molienda grosera o
trituración, molienda intermedia, molienda fina y molienda superfina o
ultrafina. Dentro de cada categoría se puede contemplar la posibilidad
de subdivisiones, moliendas primarias o secundarias.
Atendiendo a la dureza del material a procesar, al régimen de trabajo
continuo o discontinuo, al tipo de operación por vía seca o húmeda
caben también otras subdivisiones. Son numerosos los modelos que
pueden ser considerados dentro de dos o más de tales categorías y
numerosos fabricantes ofrecen un mismo, modelo en diferentes
versiones de tamaño para adecuarlos a distintas gamas de
reducciones.
Molienda Grosera o Trituración.
Se trata de un proceso que exige equipos robustos, capaces de tomar
materiales .con dimensiones superiores a 10 cm y hasta 120/150cm
(minas-canteras) con capacidades, que alcanzan 800/1 000 ton/h,
dando productos con reducciones de tamaño, del orden de 3/1 hasta
10/1, lo que depende de la dureza del material.
Molienda Intermedia

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El producto de una trituración, por lo general, alimenta a. un equipo de
molienda intermedia. Los modelos más difundidos son los de martillos
y en ocasiones (tortas' de filtros, productos de centrifugados,
aglomerados) se combina a la acción de molienda una operación de
secado y/o mezclado. La reducción de tamaños es importante-pudiendo
llegar a valores de 30/l. Para las fracciones menores ya hay que
atender 'a la posibilidad de .deterioro por elevación de temperatura. De
ser posible por el uso posterior del producto final, se puede recurrir a
molienda por vía húmeda.
Molienda Fina y Ultrafina
Ya son necesarios equipos con' altas velocidades periféricas con
capacidades por HP entregado bastante altas. En general operan en
régimen discontinuo para materiales no muy abrasivos y suministran
productos que llegan a pasar por malla 325 '(44 micrones) y para
algunos materiales más blandos 'hasta tamaños de 1 a 4 micrones.
Pueden: trabajar en vía húmeda y en ocasiones se utilizan para
preparar dispersiones de tipo coloidal.
EQUIPOS DE MOLIENDA
Molinos a Martillos
Equipos aptos para" materiales no muy abrasivos, por el, grado de
desgaste que pueden' sufrir 'sus partes, constan de un rotor a eje
horizontal que lleva una serie de martillos pivoteados colgantes que,
'al hacer girar a aquél, toman la posición extendida. La alimentación
cae a la cámara de giro y es golpeada por tales martillos, siendo
arrojada contra la pared que actúa como carcaza rompedora. Cuando el
material alcanza el tamaño requerido es descargado a través de un
emparrillado que constituye el piso de la cámara que contiene el
rotor. Mientras tanto, sufre la acción, repetida de los golpes de los
martillos, golpes contra la carcaza y .rozamiento en la luz entre
martillo y carcaza. Por ello, el tamaño de la descarga puede
controlarse modificando la abertura de la parrilla, o bien la longitud de
los martillos con lo que se varía la luz entre éstos y la pared.
Ciertos modelos llevan varios rotores montados sobre un mismo eje, en
tanto los martillos pueden ser de punta roma o afilada (efectos
cortantes).
Estos equipos son probablemente 100 más difundidos y se ofrecen en
modelos muy variados que cubren' desde la molienda grosera
(impactor) hasta la fina. Dan para 'una sola pasada, o etapa a través"
del equipo, una muy alta reducción de, tamaño, con gran proporción de
finos,' La eliminación de 'la parrilla inferior, descarga' abierta ayuda a
disminuir la cantidad de finos en el producto de la molienda.

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Admiten materiales fibrosos si se utilizan martillos con bordes cortantes,
pero no pueden trabajarse materiales con tendencia a adherirse o
empastarse.
La velocidad de rotación es grande y en los modelos más chicos puede
llegar a 3 000 rpm con capacidades desde 0.1 a 15 ton/h, operando con
tiempos de residencia relativamente cortos. Algunos' modelos se
ofrecen con sistemas de' clasificación a corrientes de aire circulando a
través de la cámara de molienda para arrastrar las fracciones menores.

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Molinos coloidales
Equipos ampliamente utilizados para obtener emulsiones o
suspensiones coloidales y en ocasiones para tratar materiales blandos.
La alimentación entra a un espacio muy estrecho entre dos superficies o
discos que se mueven a muy altas velocidades, del orden de las 4000
hasta 15000 rpm. Esa claridad entre las superficies es regulable de
modo de satisfacer distintos requerimientos, alcanzándose valores de
salida tan pequeños con 0.0001 cm. Se puede operar con refrigeración
de la zona de molienda y de ser necesario en condiciones estériles.
Molinos a barras y bolas
Equipos excelentes para molienda intermedia y fina, constan
básicamente de, una cámara cilíndrica o cónica, que rota con eje
horizontal, presentando ambos extremos cerrados para régimen de
trabajo discontinuo, o abiertos para régimen continuo de alimentación.
Dentro de la cámara y ocupando casi la mitad del espacio disponible,
está el material sólido que constituye el elemento moliente y aquí
caben varias posibilidades:
Molinos a bolas metálicas
El elemento de molienda lo constituyen bolas de acero u otro material
metálico pesado. La cámara por lo general, de igual longitud que el
diámetro está recubierta internamente por materiales especiales,
resistentes a la abrasión, con superficies irregulares.
Molinos a barras
Estos equipos presentan una longitud mayor que el diámetro, 7 a 10
cm, utilizando como elemento moliente a barras metálicas apenas 5 a

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10 cm más cortas que el cilindro o cuerpo del molino, que ocupan casi
el 50% del interior.
Influencia en la molienda del carácter elástico-plástico
Carácter elástico: Al aplicarle una presión este se deforma sin
fracturarse una vez retirada la fuerza de aplicación, el material recobra
su forma original. Si la presión aplicada es mucho mayor a las fuerzas
de atracción intermoleculares y si se disminuye la temperatura este
sólido, éste se fracturará irreversiblemente ya que así se disminuye la
flexibilidad de los enlaces de la cadena adquiriendo un comportamiento
frágil.
Carácter Plástico: Al aplicar la presión se produce un deslizamiento
de un plano de las moléculas sobre otro causando dislocación y
reacomodación de los enlaces ocasionando al mismo tiempo grietas que
finalmente conducen a la fractura de las partículas. Para impedir la
fatiga del equipo se debe aumentar la velocidad de rotación del molino
con el fin de causar dislocaciones seguidas una tras de otra y
finalmente la fractura de la partícula
BIBLIOGRAFÍA
Helman: “Farmacotecnia Teórica y Práctica”. Vol. I - VIII. Ed.
Continental, México. Fotocopia