Operações de Divisão

  • Sólidos

PÓS – DEFINIÇÃO

  • “Como preparação farmacêutica, um (do latim, pulvis) é uma mistura de fármacos e ou substâncias químicas finamente divididas e na forma seca.”

Moagem

  • Aumentar a superfície específica

    • Reações químicas
    • Extração
    • Secagem
    • Mistura
    • Absorção
      • Griseofulvina
  • Modificar as propriedades do material

    • Aparência
    • Poder de revestimento
    • Especificações comerciais

Moagem

  • Moagem Grossa

    • 20 Mesh
    • 74 Microns
  • Moagem Intermédia

    • 20 a 200 Mesh
    • 74 a 840 microns
  • Moagem fina

    • Menor que 200 Mesh
    • Menor 840 microns

Moagem

  • Compressão

  • Impacto

  • Atrito ou Cisalhamento

  • Corte ou Dilaceramento

Moagem

Moagem

  • Comportamento Mecânico

    • Curva Tensão x Deformação
      • Deformação elástica (Limite de elasticidade)
        • Lei de Hooke (σ = E. )
          • "a tensão resultante da aplicação de uma força em um material é diretamente proporcional à sua deformação".
        • Número de Young
          • Exprime o grau de rigidez
      • Deformação plástica
    • Processo de divisão
      • Aleatório
      • Desintegração
        • Partículas finas
          • Dependente da estrutura do material
        • Partículas maiores
          • Dependente do processo

Moagem

  • Comportamento Mecânico

    • Fratura
      • Materiais cristalinos
        • Ao longo do plano
      • Materiais não cristalinos
        • Ao acaso
  • Desempenho dos Equipamentos

    • 1% utilizada para a divisão
    • Deformação elástica
    • Transporte de material na câmara
    • Fricção entre as partículas e a parede
    • Calor
    • Vibração e ruído
    • Processo de transmissão e do motor

Moagem

  • Leis da Divisão de Sólidos

    • Lei de Rittinger (1867)
      • “O trabalho necessário para fragmentar o sólido é proporcional ao aumento de superfície produzido.”
    • Lei de Kick (1885)
      • “ O trabalho necessário para fragmentar um sólido é função logarítmica da razão entre os tamanhos inicial e final dos fragmentos.”
      • Aplica-se nas primeiras fases da divisão, quando as modificações da extensão superficial não são importantes.
      • A lei serve para prever as alterações de consumo decorrentes de modificações introduzidas numa operação que já vem sendo realizada.
    • Lei de Bond (1952)
      • “O trabalho é inversamente proporcional à raiz quadrada do diâmetro do produto produzido.”
      • Conduz a estimativas mais realistas
      • Única para prever consumo de máquinas que ainda não foram instaladas

Moagem

  • Dureza

    • Materiais duros
      • Abrasivos e produzem grandes desgastes do moinho
    • materiais intermédios
    • materiais moles
  • Natureza física

    • Materiais fibrosos
      • Cortantes
    • Materiais friáveis
      • Atrito, impacto, ou pressão
    • Estrutura Cristalina
      • Alterações químicas
  • Umidade

    • Diminui a velocidade de moagem
    • Adesão e oclusão do moinho
  • Calor (Gerado durante a moagem)

    • Fusão de materiais de baixo ponto de fusão
    • Produtos termossensíveis
    • Explosão

Moagem

  • Britadores

    • Produz partículas de Tamanho grande a médio
  • Trituradores

    • Produz partículas de Tamanho Médio
  • Moinhos

    • Reduz partículas de Tamanho médio a pó

Moagem

  • Constituição básica

    • Alimentador
    • Mecanismo de moagem
    • Calha de descarga
  • Tipos

    • De Facas
    • De Martelos
    • De Bolas
    • Coloidal
    • Energia Fluida
    • Almofariz
    • De Disco
    • De Rolo

Moagem

  • De Facas

    • Cominuição é feita através de cortes e fricção
    • Utilização
      • Duros ou Fibrosos
      • Indicado para materiais secos, moles, não friavéis ou quebradiços (folhas, flores, ervas, raizes, rizomas e cascas)
      • Em sementes e frutos pode reduzir excessivamente o tamanho das partículas
    • Rotação de 200 a 900 rpm
    • Granulação até 80 mesh

Moagem

  • Martelos

    • Cominuição é feita através de impacto
    • Tipos de Martelos
      • Laminas planas
      • Laminas cortantes
    • Utilização
      • Grande Versatilidade
      • Em sistema contínuo é apropriado para moagem grosseira de folhas, cascas, raízes e ervas
      • Materiais friáveis e quebradiços produzem pó fino em excesso.
    • Rotação até 10.000 rpm
    • Granulação até 20 a 40 microns

Moagem

  • Bolas

    • Cominuição é feita através de impacto e atrito
    • Utilização
      • Materiais fibrosos, duros e quebradiços
    • Rotação até 10.000 rpm
    • Granulação – alta tenuidade

Moagem

  • Coloidal

    • Cominuição é feita através de impacto e atrito
    • Utilização
      • Somente Moagem úmida
      • Suspensões e Emulsões
    • Rotação
      • 3.000 a 20.000 rpm
    • Granulação Até 3 microns

Moagem

  • Energia Fluida ou Micromizador

    • Cominuição é feita através do atrito entre as partículas
    • Utilização
      • Pós farmacêuticos
    • Granulação
      • 1 a 20 microns
      • Exige moagem prévia de 20 a 100 mesh

Moagem

  • Almofariz

    • Cominuição é feita através da pressão e fricção
    • Utilização
      • Materiais
        • Duros e quebradiços
    • Granulometria
      • 200 mesh

Moagem

  • Especificação do produto

    • tamanho, distribuição do tamanho das partículas, forma, conteúdo de umidade, propriedades físico e químico dos materiais)
  • Capacidade do moinho e requisito da produção

  • Versatilidade de funcionamento

    • moagem umidade e seca, mudança rápida da velocidade e da rede, condições de segurança
  • Controle de poeira

    • perda de fármacos caros, problemas de saúde para os operadores, contaminação do ambiente
  • Facilidade de limpeza e esterilização

  • Equipamentos auxiliares

    • arrefecimento, coletor de poeira
  • Funcionamento em lote ou contínuo

  • Fatores econômicos

    • custo, consumo de energia, espaço ocupado

Determinação do Tamanho das Partículas de um sólido

Propriedades dos sólidos divididos

  • Importância na tecnologia Farmacêutica

    • velocidade das reações químicas e interações Físicas
      • Interface, superfície de contato, porosidade, adsorção
    • Operações unitárias
      • Mistura de pós, secagem, compressão
    • Fluidez – Dependente do tamanho e forma
      • Comprimidos, Cápsulas
    • Biodisponibilidade
      • Velocidade de dissolução
    • Performance das formas farmacêuticas
      • Suspensões, injeções, semi-solidos

Propriedades Importantes dos Pós

Propriedades dos sólidos divididos

  • Propriedades fundamentais

    • Composição química
    • Forma da partícula
    • Tamanho
    • Distribuição de tamanho
    • Textura superficial
    • Superfície especifica

Propriedades dos sólidos divididos

  • Propriedades derivadas

    • Porosidade
    • Densidade aparente
    • Fluidez
    • Compressibilidade
    • Propriedade adesiva

Forma

Tamanho da Partícula

  • Qual o Diâmetro da Partícula ?

Qual o Diâmetro da Partícula ?

  • Diâmetro de Martin

    • Média dos diâmetros medidos com uma série de linhas paralelas
  • Diâmetro de Feret

    • Média das maiores Dimensões em uma dada direção
  • Diâmetro Esférico Equivalente

    • Diâmetro de uma esfera com a mesma superfície ou volume da partícula

Qual o Diâmetro da Partícula ?

Qual o Diâmetro da Partícula ?

Diâmetro Esférico Equivalente Equivalent Spherical Diameter (ESD)

  • da – Diâmetro da Área Projetada (Projected area diameter

    • Diâmetro da esfera com a mesma área projetada que a partícula
  • dv – Diâmetro Volumétrico (Volume diameter)

    • Diâmetro da esfera com o mesmo volume que a partícula
  • ds – Diâmetro Superficial (Surface diameter)

    • Diâmetro da esfera com a mesma área superficial que a partícula
  • dSt – Diâmetro de Stokes (Stokes diameter)

    • Diâmetro de uma esfera com a mesma velocidade de sedimentação que a partícula
  • dp ou dA – Diâmetro de Tamis (Sieve Diameter)

    • Tamanho equivalente da menor abertura através da qual a partícula passa.

Exemplo de Calculo de ESD’s

Fatores de forma

  • constante de proporcionalidade que relaciona a área superficial ou o volume de uma partícula, ou de uma amostra de partículas , a uma dimensão linear medida de modo padronizado (ex: diâmetro de Feret, diâmetro de Martin)

  • Fator de Forma de Área (A):

  • Fator de Forma de Volume (V):

Fatores de forma

Fatores de forma

Razão de aspecto

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diâmetro Médio (dmed)

    • Média Aritmética
      • É a soma de todos os diâmetro dividido pelo números de partículas contadas

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diâmetro Geométrico (dgeo)

    • Média geométrica
      • É a enésima raiz do produto dos diâmetro de n partículas medidas

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diâmetro Volumétrico Médio (dv,dnv,dvmd)

    • É o diâmetro de um esfera que tem o mesmo volume da partícula
    • Diâmetro Médio de Sauter
    • É a média aritmética da distribuição numérica de volume
    • Está relacionado exclusivamente com o número de partícula especifica

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Número de partículas especifica (Np, Nw)

    • É o número de partículas presentes em uma determinada quantidade de pó (geralmente em gramas).
    • É extremamente importante quando trabalhamos com princípios ativos com alta potência (baixa dosagem)

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diametro Volume-superfíce médio (dvs)

    • É o diâmetro de uma esfera que tem superfície e volume que a partícula.
    • É a relação entre o diâmetro volumétrico e o diâmetro superficial
    • Esta relacionado com a Superfície específica

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diâmetro Peso médio (dp, dw )

    • É o diâmetro de uma esfera que tem o mesmo peso que a partícula.

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diâmetro superfície média (ds)

    • Diâmetro da esfera com a mesma área superficial que a partícula

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

  • Diâmetro Stokes (d St, d Stokes, dw )

    • É o diâmetro de uma esfera que tem a mesma densidade e velocidade de sedimentação em um determinado liquido que a partícula
    • Também chamado de diâmetro real

Análise Estatística para determinação do Tamanho da Partícula

Análise Estatística para determinação do Tamanho da Partícula

Análise Estatística para determinação do Tamanho da Partícula

Representação Gráfica

Representação Gráfica

Representação Gráfica

Representação Gráfica

Determinação do Diâmetro (d=ESD)

Métodos de Análise

Métodos de Análise

  • Microscopia

    • Vantagens
      • Método direto para determinação das partículas
        • 0,4 – 150 µm (luz branca – Normal)
        • 0,1 – 150 µm (lentes especiais – luz U.V.)
        • 0,01 – 0,2 µm ( resolução – luz de contraste de fases)
      • Fotomicrografia
    • Desvantagens
      • Lento e tedioso
        • Lâminas (625 partículas) Britânica
        • Uso de operadores ( desvio,  fadiga)
      • O diâmetro é obtido apenas por duas dimensões

Métodos de Análise

  • Microscopia

    • Vantagens
      • Método direto para determinação das partículas
        • 0,4 – 150 µm (luz branca – Normal)
        • 0,1 – 150 µm (lentes especiais – luz U.V.)
        • 0,01 – 0,2 µm ( resolução – luz de contraste de fases)
      • Fotomicrografia
    • Desvantagens
      • Lento e tedioso
        • Lâminas (625 partículas) Britânica
        • Uso de operadores ( desvio,  fadiga)
      • O diâmetro é obtido apenas por duas dimensões

Métodos de Análise

  • Tamisação

    • Vantagens
      • Relativamente Simples
      • Baixo Custo
      • Relativamente Rápido
    • Desvantagens
      • Limite de determinação
        • 200 Mesh (75 m)
      • Não é definido o ponto final
      • Distorções da malha do tamis
        • Calibração
      • Diâmetro da partícula é menor que a do tamis

Métodos de Análise

  • Sedimentação

    • Vantagens
      • Relativamente Simples
      • Baixo Custo
      • Relativamente Rápido
    • Desvantagens
      • Partículas devem ser insolúveis
      • A Velocidade de Sedimentação é influenciada pela forma e rugosidade da superfície
      • Interação partícula-partícula (concentração máxima 1%)
      • Requer longos períodos

Distribuição do Tamanho por peso determinada com a pipeta de andreasen

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