apresentação física - mistura de pós
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MISTURA DE PÓS
R E C I F E2 0 1 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO – UFPE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – CCS
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA
o Mistura de sólidos x mistura de líquidosParecem apresentar
um fluxo semelhante ao dos líquidos,
Mistura ao nível das partículas
Líquidos miscíveis podem ser despejados, bombeados ou manuseados sem se separarem,
Em pós, pode ocorrer a segregação de partículas durante o manuseio e após a operação de mistura
Fundamentos
Variáveis dos pós
Determinam a grandeza das forças gravitacional e de inércia responsáveis pelo movimento,
Somente alguns pós com partículas de tamanho inferior a 100 micra escorrem livremente, a maioria possui distribuição alargada do tamanho das partículas
• Densidade,• Elasticidade,• Rugosidade superficial,• Forma
Grau de mistura
Velocidade de escoamento
Velocidade de segregação
Ângulo de repouso
Outras características estáticas e dinâmicas
• Fatores de forma: constantes de proporcionalidade entre os diâmetros médios das partículas e a área superficial e o volume das partículas• Um único fator não pode ser considerado
uma indicação única da forma αS = fator de forma da superfície
S = área superficial total de um pó
ni = número de partículas
di = diâmetro projetado das partículas
Variáveis dos pós
Forças atuantes
1) Aquelas que provocam o movimento de duas partículas adjacentes ou de grupos de partículas
Ex: forças de aceleração produzidas por movimentos translacionais e rotacionais de partículas individuais ou de grupos de partículas
2) Aquelas que tendem a bloquear as partículas vizinhas numa posição relativamente fixa
Ex: interações entre as partículas associadas ao tamanho, a forma e as características da superfície
Quanto mais a forma de uma partícula se desvia da forma esférica, mais o movimento livre a que pode estar sujeita ao longo dos seus eixos também varia
Partículas sólidas tendem a segregar-se em virtude de tamanho, densidade, forma e
outras propriedades das partículas das quais são compostas.
Mecanismos de segregação e mistura
A mistura pode processar-se de 3 formas distintas:
1. Por convecção = grupos de partículas que são transportadas em conjunto de uma zona do pó paraoutra
Inversão da camada do pó por ação de lâminas ou pás
Sem-fim rotativo
2. Por fricção/deformação = como resultado das
forças entre as partículas do material geram-se
planos de deslocamento
Individualmente Fluxo laminar
escala de segregação
3. Por difusão = movimento desordenado daspartículas da camada do pó leva-as a mudar deposição relativa em relação as outras
intensidade de segregação
Ocorre na interface de regiões diferentes que estãosubmetidas a fricção e, consequentemente, resultaem mistura por corte.
As características gerais de escoamento de pósdeterminam:
que as partículas primárias podem ser misturas
que as massas de pós podem ser transportadas através da camada
que esses materiais podem ser divididos para permitir uma mistura íntima das partículas
individuais.
Mistura de partículas cujas superfícies não condutoras
(eletricamente) resulta:
Criação de cargas superficiais tendência do pó
a aglomeração a seguir ao período de agitação
É indesejável a existência de partículas com cargas
elétricas a superfície durante a mistura porque elas
tendem a o processo de difusão entre estas
A carga das camadas de pós e os efeitos indesejáveis que produzem podem ser:
PrevenidosReduzidos
Tratamento de superfície
Por adição de quantidades pequenas de surfactantes aopó, aumentando assim a condutividade da superfície
Aumentar a umidade (acima dos 40%)
Na prática o problema de segregação é mais complicado quando se tem um material com
partículas :
escoam facilmente, não coesivas ou praticamente não
coesivas.
A segregação tem sido atribuída a vários tipos de misturadores:
Não segregativos = geram movimento por convecção
Segregativos = produzem fricção ou mistura por difusão
Condições necessárias e suficientes para que ocorra segregação num sistema:
1. Que vários componentes da mistura exibam mobilidades
distintas para que haja deslocamento diferente entre aspartículas
2. Que a mistura atravesse um campo que provoque umaforça motriz sobre as partículas ou seja submetida a umgradiente que provoque um mecanismo capaz de induzir
oumodificar o movimento entre essas partículas
Condições estão presentes em maior ou menor grau em
TODAS as misturas, independente do tipo ou o modo de
operação.
Vazar do misturadorEnchimento de cápsulas ou compressãoNas tremonhas de enchimento durante o fluxoNo prato de uma máquina de compressão
Os vários mecanismos que levam a mistura proporcionam as condições, mas não os mecanismos
que podem levar a segregação.
Teoricamente é possível evitar a segregação por
eliminação de qualquer uma das condições que a
determinam.
Virtualmente impossível conseguir-se um controle
total das condições ambientais indesejáveis durante o
processamento da mistura
Exemplos:
• Se a mistura origina problemas sistematicamente na homogeneidade é de tentar melhorar as características da mistura em vez de substituir o misturador
• Com materiais que escorrem livremente o objetivo é tornar, tanto quanto possível, todos os componentes semelhantes em tamanho, forma e densidade
EQUIPAMENTOS
Misturadores de volteadura
Misturador em V
Misturador cone duplo
Misturador em Y
EQUIPAMENTOS
Misturadores de volteadura Velocidade de rotação
Muito lenta Muito rápida Velocidade ótima (normalmente entre 30 a 100 rpm)
depende: Tipo de material a ser misturado
EQUIPAMENTOS
Misturadores por Agitação Parafuso Helicoidal (Ribbon Mixer)
EQUIPAMENTOS
Misturadores por Agitação Misturador Planetário
EQUIPAMENTOS
Misturadores por Agitação Misturador Nauta
TRANSFERÊNCIA DE ESCALA
Escala laboratorial Escala Industrial Normalmente são favorecidos devido ao aumento na
força de cisalhamento Cuidado na mistura de lubrificantes
Obtenção de comprimidos moles Retardamento da desintegração e dissolução
Deficiências de componentes da formulação Adsorção nas paredes e/ou lâminas do misturador
Estabelecimento e validação das condições do processo Grau de mistura apropriado Sem lubrificação excessiva Sem danos a formulação
SELEÇÃO DO MISTURADOR
Medidas do Grau de mistura Uniformidade da composição do pó
Metódos Analíticos Intensidade e escala de segregação
Métodos de amostragem As amostram têm que representar o método com
exatidão Desvio padrão ou variância das amostras recolhidas
serve como uma medida útil da qualidade geral da mistura.
SELEÇÃO DO MISTURADOR
Medidas do Grau de mistura Coleta da amostra
Periódica ou diretamente do misturador
Escala de Amostragem Suficiente para representar com exatidão a região da
colheita da amostra Depende do uso que se dá à mistura
SELEÇÃO DO MISTURADOR
Medidas do Grau de mistura Estatística
Complexidade aumenta quando o número de componentes da formulação aumenta
µ = np δ = √np (1-p)
n= nº de partículas da amostrap = fração numérica das partículas do componente da
mistura δ = desvio padrão µ = média
SELEÇÃO DO MISTURADOR
Estatística
µ = 500 x 0,3 = 150 δ = √np (1-p) = δ = √(500 x o,3 x 0,7) = 10,2
µ = np
SELEÇÃO DO MISTURADOR
Necessidade de energia Energia mínima
Mistura muito prolongada = inversão da qualidade
Grau de Segregação
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aulton, Michael E. Delineamento de Formas Farmacêuticas. Segunda Edição, Artmed.
Apostila do Curso de Especialização Pós-Graduada em Farmacotecnia Avançada. Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa.
Lachman, Leon. Teoria e prática na indústria farmacêutica. Volume I, 2001.
OBRIGADA!
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