Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica Facultad de Farmacia Universidad de Valencia

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Raúl Torres Romero
hace 8 años
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1 Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica Facultad de Farmacia Universidad de Valencia Definición: método de desecación en el que se elimina el agua por congelación del producto húmedo y posterior sublimación del hielo en condiciones de vacío. Al suministrar calor el hielo sublima y se evita el paso por la fase líquida.

agua por congelación del producto húmedo y posterior sublimación del hielo en

2 Sólido Fusión SUBLIMACIÓN Solidificación Líquido Condensación Evaporación Licuefación Gas Desecación Estabilización Contaminación microbiológica Degradación química

3 Contaminación microbiológica Degradación química

4 Desecación tradicional Vapor de Agua Agua líquida Presión atmosférica Temperaturas elevadas Degradación química Desnaturalización Proteínas Factor VIII Aminoácidos Coagulación

5 y la congelación? Temperatura de congelación Mantener la cadena de frío Descongelación desnaturalización Desecación Factor VII Congelación Aplicaciones en la Industria Farmacéutica Origen Humano: Plasma, hemoderivados, leche Huesos, córneas Origen animal: Sueros, antígenos, enzimas Origen vegetal: Extractos, antibióticos, vitaminas Microorganismos: Vacunas, bacilos lácticos, cultivos tipo

Factor VII Congelación Aplicaciones en la Industria Farmacéutica Origen Humano: Plasma,

6 Otras Aplicaciones Industria Alimentaria Conservación restos arqueológicos Recuperación archivos y documentos tras inundaciones, incendios... Conservación flores, plantas Conservación pequeños animales

archivos y documentos tras inundaciones, incendios.

7 Grupo anatómico-terapéutico A, Aparato digestivo y metabolismo B, Sangre y órganos hematopoyéticos Principio activo Complejos Polivitamínicos Levaduras: Saccharomices boulardii Fibrinógeno Antitrombina III Warfarina Sargramostin Eritropoyetina C, Aparato cardiovascular Alprostadilo G,Terapia genitourinaria y hormonas sexuales Estrógenos conjugados Folitrofina Menotropina H, Terapia hormonal Levotiroxina Somatropina Somatostatina Estreptoquinasa Urokinasa Alteplasa Factor VIII de la coagulación Factor IX de la coagulación Grupo anatómico-terapéutico Principio activo J, Antiinfecciosos vía sistémica Minociclina Teicoplanina Metronidazol Vacunas: BCG Cólera Fiebre Tifoidea L, Antineoplásicos Asparraginasa Carboplatino Ciclofosfamida Doxorubicina Idarubicina M, Aparato locomotor Indometacina V, Varios Azatioprina Vacunas uso veterinario: Bronquitis infecciosa aviar Bursitis aviar Peste Porcina Hepatitis canina Leucovorina Metotrexato Vinblastina Plicamicina

hormonal Levotiroxina Somatropina Somatostatina Estreptoquinasa Urokinasa Alteplasa Factor VIII de la coagulación Factor IX de la coagulación Grupo anatómico-terapéutico Principio activo J,

8 Ventajas Se obtienen productos de redisolución rápida La forma y características del producto final son esencialmente las originales Proceso idóneo para sustancias termolábiles Los constituyentes oxidables están protegidos Contenido muy bajo de humedad final Compatible con la elaboración en medio aséptico Inconvenientes Alto coste de instalaciones y equipos Elevado gasto energético Operación de larga duración

oxidables están protegidos Contenido muy bajo de humedad final Compatible con la elaboración en medio

9 Aplicaciones Productos inestables Sustancias termolábiles Se requieren condiciones de asepsia Dosificación exacta difícil del sólido pulverulento Redisolución rápida y completa Productos de elevado coste Presión (mm Hg) 760 4,58 Fases: 1. Congelación. 2. Desecación primaria. 3. Desecación secundaria. Líquido Sólido Vapor Sublimación Temperatura (ºC)

completa Productos de elevado coste Presión (mm Hg) 760 4,58 Fases: 1. Congelación. 2.

10 Congelación Desecación primaria

11 Desecación secundaria Estantes Q Sólido Condensador Proceso ENDOTÉRMICO Condensación Proceso EXOTÉRMICO Q SUBLIMACIÓN Gas

12 T A, P A A > T C, P C C Refrigerante P A P S P C S B Bomba vacío L V T C T A

13 Atm Bar Torr mbar Pascal µm Hg Atmósferas 1 1, Bar 0, , Torr 0, , ,33 133, Milibar 0, ,001 0, Pascal 0, , ,0075 0,01 1 7,5 Micrómetros (micrones) 0, , ,001 0, ,133 1 : A qué temperatura debe congelarse el producto? A qué velocidad debe realizarse la congelación?

0,00000987 0,00001 0,0075 0,01 1 7,5 Micrómetros (micrones) 0,00000132 0,00000129 0,001 0,00133

14 Temperatura (ºC) a Solución b c Hielo + NaCl NaCl (%) Solución + NaCl Sustancias cristalinas Sustancias amorfas

15 Temperatura de congelación Sólidos cristalinos Sólidos amorfos Temperatura de eutexia Temperatura de transición vítrea T e, T g T e : Representa la máxima temperatura que puede alcanzar el producto durante la desecación primaria T g : Representa la máxima temperatura, tanto en la desecación primaria como en la secundaria. Aumenta al disminuir el contenido de agua.

alcanzar el producto durante la desecación primaria T g : Representa la máxima temperatura,

16 Velocidad congelación Lenta Número y tamaño cristales Pocos y grandes Estructura Poros grandes Desecación primaria Más rápida Desecación secundaria Desorción más lenta Rápida Numerosos y pequeños Poros pequeños y mayor superficie específica Más lenta Desorción más rápida Hacia el condensador Dirección de transferencia de masa y calor Estante caliente Residuo seco Disolución congelada Bandeja

pequeños Poros pequeños y mayor superficie específica Más lenta Desorción más rápida Hacia el

17 Hacia el condensador Dirección de transferencia de masa y calor Estante caliente Residuo seco Disolución congelada Bandeja Hacia el condensador Dirección de transferencia de masa y calor Estante caliente Residuo seco Disolución congelada Bandeja

18 Condensador 6 Trasferencia térmica 5 Condensación 4 Trasferencia de vapor hasta el condensador 3 Trasferencia de vapor en el material poroso 2 Sublimación 1 Trasferencia térmica Resistencia Cámara Tapón Producto seco Condensador P con (80µ)** P c (100µ) P v (120µ) P i (500µ) Adaptado de Pikal MJ et al. J.Pharm. Sci

Trasferencia térmica Resistencia Cámara Tapón Producto seco Condensador P con

19 Balance de masa y calor Q = Q + Q entrada salida acumulado Es el que recibe el producto desde los estantes Son las calorías gastadas en sublimar el hielo Es el que se utiliza en calentar el producto Mecanismos de transmisión de calor Radiación: No necesita materia Convección: Conducción: Diferencias de densidad debidas a diferencias de temperatura Molécula a molécula

calentar el producto Mecanismos de transmisión de calor Radiación: No necesita materia

20 Condensador Temperatura (ºC ) Congelación Desecación primaria Temperatura estante Temperatura producto Presión Desecación secundaria Presión (µm Hg)

21 Diluyentes o sustancias de carga Isotonizantes y tampones Cosolventes Excipientes para incrementar Tg Crioprotectores Cámaras de desecación y condensación separadas con válvulas para la determinación del punto final. Permiten la esterilización con vapor a presión a 121 ºC. Sensores de presión y temperatura conectados a sistemas de registro y control. Desplazamiento de los estantes mediante sistemas neumáticos para el cierre de los viales.

22 Sistemas de emergencia de vacío, refrigeración y calefacción. Dispositivos de filtración esterilizante para el aire empleado al romper el vacío. Sistemas de introducción de gases inertes para incrementar la presión en la cámara sin alterar la presión parcial de vapor de agua. Dispositivos de autolimpiezainterior.

25 Laboratorio Piloto Industrial Bomba Vacío 6 m 3 /h m 3 /h Capacidad condensador 6-10 Kg Kg Kg Temperatura condensador Superficie*(nº estantes) Capacidad viales 20 mm -50ºC -50ºC a-80ºc -75ºC 0,33 m 2 *(3) 0,48-1,8 m 2 *(3-5) 2-12 m 2 *(5-8)

27 Llenado viales Carga Desecación primaria Desecación secundaria Cierre viales Ruptura del vacío Descarga es del producto: Contenido residual de humedad: Método ponderal Método de Karl-Fisher Encapsulación Descongelación condensador Limpieza superficies Esterilización equipo Prueba integridad filtros Prueba de fugas Prueba de funcionalidad

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