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!