Introdução
FACULDADE DE FARMÁCIA DA UFMG
DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS
ALM 602- Operações Unitárias da
Indústria Farmacêutica
MISTURA DE SÓLIDOS
Accácia Júlia Guimarães Pereira Messano
2010
• Mistura de sólidos é a distribuição de pelo menos um
componente sólido no meio de outro.
• A mistura deficiente de sólidos pode acarretar sobre
dosagem ou dose insuficiente em pós dispersíveis,
comprimidos e drágeas
• Mistura perfeita, ideal (ou completamente aleatória) é
aquela na qual a probabilidade de encontrar uma
partícula de um constituinte em qualquer ponto é
idêntica cada partícula de um constituinte A está
cercada por partículas do outro constituinte B em
qualquer ponto do sistema
• A mistura ideal exige partículas de igual tamanho e
densidade, com pouco ou nenhum efeito de superfície.
Intensidade e escala de segregação
(a) reduction in scale of segregation;
(b) reduction in intensity of segregation
(c) simultaneous reduction of intensity and scale of
segregation.
Aspectos crí
críticos - MISTURA
Aspectos crí
críticos em só
sólidos
•
•
•
•
•
Pesagem
Mistura (incorporação e homogeneização)
Encapsulamento
Condições ambientais e armazenamento;
Aspectos biofarmacêuticos: absorção de
FFS orais;
• Escolha de excipientes.
• Mistura:
– Operação farmacêutica
– Característica: uniformidade
• Fatores que interferem na mistura
– Densidade do pó
– Tamanho e forma das partículas;
– Proporção dos diferentes componentes.
1/
AMPellim
1/
GRANULAÇÃO VIA ÚMIDA
PREPARO DE COMPRIMIDOS
VIA ÚMIDA
FABRICAÇAO DE COMPRIMIDOS
FABRICAÇAO DE COMPRIMIDOS
MISTURA DE SÓLIDOS
Compressão direta
Granulação a seco
• No manuseio de sólidos particulados ou de pós
não é possível conseguir uma mistura
completamente uniforme como no caso de
líquidos.
• O grau de mistura que é atingido depende de:
– tamanho relativo da partícula sólida, formato e
densidade de cada componente;
– a eficiência do misturador para aquele componente
– a tendência dos materiais a formar agregados;
– conteúdo de umidade, características superficiais e
de escoamento de cada um dos componentes.
Fatores que influenciam no grau
de mistura de sólidos:
• Tamanho das partículas: homogeneidade, resistência
mecânica, comportamento reológico.
• Forma: fluidez, segregação.
• Densidade: forças gravitacionais que agem sobre a
partícula.
• Coesão: Tendência à agregação.
• Conteúdo de umidade:
– sólidos constituídos por partículas de fácil escoamento: mistura
a seco
– material muito úmido: mistura a úmido.
• Características
de
facilidade de mistura)
escoamento:
determinam
a
• Eficiência do misturador:
Mistura de Sólidos
Velocidade de escoamento
o processo consome mais energia que a mistura de líquidos e requer
moagem prévia do material.
- em geral materiais de mesmo tamanho, forma e densidade formam
misturas mais homogêneas.
- materiais heterogêneos: equilíbrio de regiões de mistura e regiões
de “não mistura”.
-
em alguns processos após um certo tempo cada vez mais é difícil
obter uma mistura completa do material
– as características de escoamento influenciam o grau e a facilidade
da mistura;
– durante a mistura pode haver geração de cargas elétricas: uso de
surfactantes ou operação a úmido;
– alguns materiais tendem a segregar: uso de excipientes
MECANISMOS DE MISTURA
Forças que atuam no processo e
Mecanismos de mistura
As forças que atuam no processo de mistura
podem ser:
– inerciais e de aceleração ou
– gravitacionais
Mecanismos de mistura:
–
–
–
–
Convecção
Difusão
Mistura pneumática
Impacto
DIFUSÃO (revolvimento,
tombamento):
•
•
•
•
Neste processo as partículas são reorientadas uma em relação às outras
quando são colocadas em movimento aleatório havendo uma
modificação de suas posições relativas devido à modificação da posição de
conjuntos de partículas
Neste processo, também denominado de CISALHAMENTO, há criação
de planos de deslizamento dentro da massa como resultado da mistura de
grupos de partículas.
Planos de escorregamento são formados no seio do sólido granulado
durante a mistura, provocando o deslocamento relativo de porções
grandes do material.
Exemplos de misturadores que operam com este principio são :
misturadores em V, cones duplos, misturadores em cubo, misturadores
“bin”, misturadores de tambores
MISTURA por
DIFUSÃO (revolvimento, tombamento):
http://www.powdermix.com.br/home.html
Misturador de cone duplo em V
MISTURADORES EM V
MISTURADOR EM V
Misturadores de solidos
BIN
http://www.youtube.com/watch?v=GQkJjHdXRrM
Misturador de duplo cone
MISTURADORES DE TAMBORES
MECANISMOS DE MISTURA
Misturador em Espiral com injeção
de ar quente
MISTURA
PNEUMÁTICA:
• as
partículas
são
reorientadas uma em
relação às outras como
resultado do revolvimento
promovido pela expansão
e movimentação de um
gás em um leito de
partículas
Mecanismos de mistura
CONVECÇÃO REVOLVIMENTO
Misturadores de pastas e
sólidos
• transporte de produto ou grupos de partículas
de um ponto a outro
• Grupos de partículas movem-se de um ponto a
outro do sólido granular, como na convecção
fluida, originando a mistura convectiva.
• Exemplos de misturadores que utilizam este
princípio: Misturadores de fitas, misturadores
tipo masseira, misturadores helicoidais,
misturadores verticais de alta intensidade, etc.
MISTURADORES CONVECTIVOS
MISTURADOR DE FITAS
Misturador de fitas
Mecanismos de misturadores de fitas
Misturador de rosca helicoidal
Misturador Helicoidal para Sólidos e
Pastas
Sistema contínuo de mistura
com agitador helicoidal
MISTURADOR DE FITA HELICOIDAL
MISTURADOR CÔNICO DE
LÂMINAS GEMINADAS
MECANISMOS DE MISTURA
IMPACTO:
MISTURADOR DE IMPACTO
MISTURADOR DE LÍQUIDOS E SÓLIDOS
Mistura de pós e líquidos
MISTURADOR AMASSADOR DE BRAÇO
DUPLO
http://www.b2babimaq.com.br/maquinas_subcategoria.asp?cod_subcategoria
=502
Avaliação do Processo de Mistura
Misturador gás-líquido
Início da mistura: a maioria das amostras consistem quase
inteiramente de um componente
A medida que a mistura ocorre a composição de cada
amostra torna-se mais uniforme e se aproxima da
composição média da mistura
Escala
de Segregação: é uma forma de medir a
casualização da distribuição.
Intensidade
de Segregação: é a medida da variação da
composição nas diferentes porções da mistura.
→Mistura completa : intensidade de segregação zero.
Desvio padrão de cada fração em
amostras sucessivas
− 2
 

∑ x − x 

 
οm = 

n −1 




Sendo σm = desvio padrão
n = numero de amostras
x a concentração do componentes em cada amostra
x¯ = concentração média das amostras.
O desvio padrão diminui a medida que a uniformidade de
mistura aumenta
Índices de mistura
•
•
Para avaliar a extensão da mistura
Comparar tipos alternativos de equipamentos
•
σ∞ = o desvio padrão de uma amostra “perfeitamente
misturada”
•
σo = desvio padrão de uma amostra no início da mistura
•
σm = desvio padrão de uma amostra retirada no
decorrer da mistura
V1 = ‘volume fracional médio ou fração de massa de
cada componente na mistura.
•
•
•
•
índice de mistura M1 é usado quando massas
aproximadamente iguais de componentes são
misturados e/ou são usadas velocidades relativamente
baixas de misturas
M2 é usado quando uma pequena quantidade de um
componente é incorporado em um grande volume de
material e/ou quando são empregadas velocidades
elevadas de mistura.
M3 é usado tanto para sólidos quanto para líquidos de
modo similar ao utilizado para M1.
M1 =
M2 =
σm −σ∞
σ0 −σ∞
log σ m − log σ ∞
log σ 0 − log σ ∞
M3 =
σ m2 − σ ∞2
σ 02 − σ ∞2
σ 0 = V1 (1 − V1 )