tecnologia farmacêutica

TECNOLOGIA FARMACÊUTICA | TURMA 12 | GRUPO 2

“The effect of capsule-filling

machine vibrations on average fill

weight”O EFEITO DAS VIBRAÇÕES DA MÁQUINA

DE ENCHIMENTO DE CÁPSULAS NO PESO MÉDIO DO CONTEÚDO

Marcos Llusa, Eva Faulhammer, Stefano Biserni, Vittorio Calzolari, Simon Lawrence,Massimo Bresciani, Johannes Khinast, 2013


Introdução

Variáveis do processo

• Velocidade de enchimento

Propriedades do material

• Coesividade do pó

Design

• Tamanho da máquina

Condições ambientais

• Temperatura• Humidade

relativa

Quality by

Design (QbD)

Conhecimento do processo – variáveis com impacto na qualidade do produto

Exs:


VibraçãoCondição ambiental sempre

presente num processo de fabrico

contínua operação dos motores

eventos ocasionais desencadeados pelos técnicos

Frequência e intensidade dependem das condições de fabrico

(alta velocidade de operação vs baixa velocidade)

efeito da vibração na qualidade de cápsulas farmacêuticas

? Impacto das vibrações em:- densidade do pó - peso do enchimento das cápsulas


Vibração

Máquina de enchimento de cápsulas

Bacia rotativa com uma camada de pó a partir da qual o doseador recolhe um volume específico

Vibrações

Densificação do pó Alteração de propriedades

Utilização de sistemas de controlo de peso

Impossibilidade de correção da segregação (desencadeada pela vibração)

Preocupação crítica quando se lida com misturas com tendência de segregação

!


IntroduçãoÍndice de

compressão dos pistões

Tamanho das partículas

Textura do bico do

doseadorEscoamento

Fatores que afetam o peso do conteúdo das cápsulas: Propriedades médias a moderadamente boas

celulose microcristalina

silificicada (SMCC)

elevada compactabilidade

a baixas forças

6x - Velocidade- Vibração

- densificação do pó - mais pó recolhido pelo doseador


Materiais e Métodos

MATERIAIS


Celulose microcristalina:• Utilizada em formulações farmacêuticas• Amplamente discutida na literatura • Agente ligante (tende a formar bons tampões)

Pós usados:

Quatro tipos de celulose microcristalina farmacêutica (Avicel PH-102, PH-200, PH-301, PH-302, FMC BioPolymer)

Um tipo de celulose microcristalina silicificada (PROSOLV® SMCC90, JRS PHARMA GmbH)

Um tipo de celulose microcristalina de um fornecedor diferente (VIVAPUR® 12, JRS PHARMA GmbH)


• Instrumento de difracção de laser para medir o tamanho da partícula (imagem dinâmica)

- Densidade areada batida- Densidade areada

• Massa conhecida de pó preenchida no cilindro e volume anotado• Densidade areada batida calculada depois de comprimir a amostra de pó 1250x• Medições de tamanho de partículas e densidade realizadas em triplicado

Tabela 1. Resultados da caracterização do tamanho da partícula

medidas a seco num cilindro graduado de 100 mL

• Os pós foram encapsulados em cápsulas de gelatina (Capsugel) tamanho 3



EQUIPAMENTO DE ENCHIMENTO DE CÁPSULAS E MEDIÇÃO DO PESO


Máquina de enchimento de cápsulasLabby, MG2, Italy

- Bocal de doseamento- Bacia rotativa para pequenas quantidades de pó

Compressor de ar

Bomba de vácuo

Motor (1 kW)

3 Motores que causam vibração:

conduz o sistema de enchimento de

cápsulas

Manusear cápsulas vazias

(transferir, abrir,...)

operam num modo único

contribuem para a mesma vibração em todas as velocidades de enchimento



500 cph• Vibrações

negligenciáveis3000 cph• Máxima velocidade da

máquina• Máximo de vibrações

Volume da câmara de dosagem (DC) determinado pela posição do pistão:- 3 mm- 6 mm- 12 mm

6 condições experimentais

Pesagem de 100 cápsulas vazias

Recolha de cápsulas (1min)

Pesagem de 100 cápsulas cheias

Obtenção do peso de enchimento

Cálculo do peso médio, desvio

padrão e variância

steady state

Estudo do efeito da velocidade e vibrações



LASER DOPPLER VIBROMETER (LDV)


- Baseado na alteração de frequência que o feixe de laser sofre (efeito doppler)

- Espelho usado como estrutura para as medições LDV

- Medições feitas somente na direção radial

Medições feitas com a bacia vazia, devido à diferente densidade dos pós

Estudos realizados com pós de carvão e zircónio (Macrae et al. 1957) demonstraram:

densidade (porosidade) velocidade de impacto



DENSIDADE DO PÓ NAS CONDIÇÕES DE ENCHIMENTO DAS CÁPSULAS


- Densificação de pó igual devido a:◦ Elevada proximidade◦ Igual velocidade e vibração◦ Igual profundidade da cama de pó (32mm)

- Densidade obtida na proveta ◦ Após 10 mins ◦ Densificação –> 1 min (3x)

- As cápsulas para análise de massa:◦ recolhidas após o 1o min


ResultadosMEDIÇÕES DO LDV


Medições relizadas com espelho colocado o mais próximo possível da

bacia rotativa

v = f (t)

Velocidade funcionamento

Velocidade de vibração do equipamento


FFT (Fast Fourier Transform) da fig 3:◦ Frequências resolução de 1 Hz (< 400 Hz)

Velocidade de operação

Baixas frequências


Root Mean Square (RMS) quantificar a magnitude de sinais temporais1. Velocidade – calculada usando intervalos de tempo discretos da Fig

3 e:

◦ Onde:

2. Aceleração – calculada através dos sinais correspondentes equivalentes para Equação 1, sendo os reultados apresentados na Fig 5


Valores RMS para a velocidade e aceleração aumentam conjuntamente com a velocidade de operação da máquina de enchimento de cápsulas


ResultadosEFEITO DA VIBRAÇÃO NA DENSIDADE DO

PÓ


A 500 cph:

- densidade areada e densidade medida no processo semelhantes - não ocorreu aumento de densidade

A 3000 cph:

↑ densidade

Comparação com densidade areada batida

Poderia ocorrer ainda um maior aumento da densidade se os pós fossem sujeitos a vibrações de maior intensidade


ResultadosEFEITO DA VIBRAÇÃO NO PESO DO

ENCHIMENTO


- Bico de doseamento recolhe um volume específico de pó a partir da bacia definido- diâmetro do bico de amostragem - comprimento da câmara

Resultados do peso do conteúdo nos diversos tamanhos de câmaras de dosagem:- Fig. 7 (DC = 12 mm)- Fig. 8 (DC = 6 mm) - Fig. 9 (DC = 3 mm)para duas velocidades de enchimento diferentes (500 e 3000 CPH) para seis pós

(Peso médio de enchimento de 100 cápsulas e barras de erro que representam dois desvios padrão)

Tamanho da câmara de dosagem

Peso do enchimento


Fig. 7. Efeito da vibração associado a duas velocidades de enchimento de cápsulas (500 e 3000cph) no peso do conteúdo para 6 pósCâmara de dosemento: 12 mm.



Para as 3 diferentes condições de processo, o peso do conteúdo aumenta na presença de vibrações fortes:

Peso do conteúdo é significativamente maior em 3000 cph do que em 500 cph


Conclusão - Presente estudo revela que as vibrações:

◦ Afectam a densidade do pó usado na encapsulação e assim influenciam o peso de enchimento (> 3000 cph > peso de enchimento)

◦ Afectam propriedades dos pós afectam o peso de enchimento e a variabilidade

- Recomendado que a QbD para produtos à base de pós:oAbranja a caracterização de atributos materiais e condições de

processamento o Integre variáveis ambientais no espaço experimental

- Melhor compreensão das variáveis que afectam a qualidade das cápsulas

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