PULVERIZACION PULVERIZACION

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1 PULVERIZACION Importancia: Mejora la eficacia terapéutica de las drogas Facilita la extracción de drogas crudas y posterior filtración de la masa. Facilita el secado Mejora el mezclado Facilita la lubricación Mejora la estabilidad física y le imprime suavidad y mejor apariencia para semisólidos, cremas, etc. PULVERIZACION Los fines de la desintegración mecánica en la industria pueden ser: 1. Obtención de partículas o granos de un tamaño dado. 2. Producción de un determinado desarrollo superficial. 3. Lograr una adecuada distribución de tamaños de partículas. 4. Posibilidad de producir una mezcla intima entre diferentes reactivos. 5. Elaboración posterior de un determinado producto intermedio. 1

2 PULVERIZACION La división consiste en promover la aparición de superficies nuevas libres. Para ello es necesario aporte de energía Si se aplica sobre sólidos secos y se obtienen partículas de reducido tamaño recibe el nombre de PULVERIZACIÓN. TIPOS: Según la fuente de energia utilizada se distingue: 1. Mecánica 2. Eléctrica o anódica: como la obtención de plata coloidal u oro coloidal 3. Fisicoquímica: por sublimación: iodo resublimado, azufre en flor por cambio de disolventes: solución alcohólica de azufre, vertida sobre agua y desecada por reacciones de doble descomposición: PULVERIZACION: OBJETIVOS Las dimensiones de las partículas sólidas tienen una importancia fundamental en la producción de medicamentos eficaces, puesto que determina: - sus propiedades físicas y - sus propiedades biofarmacéuticas. El tamaño de partícula condiciona tanto la eficacia del proceso tecnológico como el rendimiento del medicamento. Tipo de pulverización: Grosera: tamaños superiores a 840 µm Intermedia 840 µm - 75 µm Fina < 75 µm Ultrafina ~ 1 µm 2

3 PULVERIZACION: OBJETIVOS Características físicas Propiedades de flujo Capacidad de empaquetamiento Comportamiento durante el mezclado Características biofarmacéuticas Velocidad de disolución PULVERIZACION Precauciones Mayor susceptibilidad al ataque por agentes atmosféricos. Formación de distintos polimorfos (de menor estabilidad u propiedades fisicoquímicas y/o farmacológicas). Degradación por calor. Incremento en la carga eléctrica estática, La disminución del volumen aparente = compactación del polvo, provoca a veces un peor flujo. 3

4 PULVERIZACION Operaciones previas a) Clasificación o separación de las partes inútiles (drogas vegetales) b) Estabilización de fermentos o enzimas. c) Fragmentación o división grosera, d) Desecación. PULVERIZACION: Ruptura de las partículas a) Caraceristicas de los materiales - Sólidos elasticos: p.ej. Solidos cristalinos - Sólidos plásticos p.ej. Solidos amorfos - Materiales fibrosos: productos vegetales, materiales poliméricos - Dureza: escala de Mohs Deformación 4

5 PULVERIZACION: Tipos de Materiales a) Materiales elásticos: - la deformación cesa cuando cesa de aplicarse la fuerza. - Hay una relación lineal entre presión-deformación hasta que se alcanza el limite de fractura. b) Materiales plásticos: Cuando se supera el límite elástico las deformaciones pasan a ser permanentes. Hay una relación presión-deformación no es lineal - Este comportamiento puede alterarse a bajas temperaturas PULVERIZACION: Tipos de materiales 5

6 PULVERIZACION: Mecanismos Mecanismos a) Compresión, que se usa para reducción grosera de sólidos duros. b) Impacto o golpeo, por ejemplo, pulverización mediante martillos. c) Rozamiento o erosión. Sólo es adecuada para metariales blandos. d) Cortado, e) Desgarramiento, que se aplica también a materiales blandos. PULVERIZACION: Criterios de desintegración Un triturador o un molino ideal deberían: Tener una gran capacidad Requerir poco consumo de energía Formar un producto de tamaño único o distribución de tamaños deseada. El método usual de estudiar el comportamiento del equipo consiste en establecer una operación ideal como un estándar y comparar las características de un equipo real con las de la unidad ideal. 6

7 PULVERIZACION: Requerimientos de Energía El costo de energía es alto en la trituración y molienda. En cuanto a eficiencia se refiere la reducción de tamaño es una de las operaciones unitarias menos eficientes. Estudios de laboratorio indican que menos de 1% de la energía liberada de los sólidos se utiliza para crear superficies nuevas. Menos de un 2 % del consumo total de energía produce aparición de nuevas superficies; el resto se pierde en deformación plástica de las partículas, deformación de las partes metálicas del dispositivo, fricciones interpartículas, rozamiento de las partículas con las paredes del dispositivo, calor, sonido y vibraciones. PULVERIZACION: Leyes de trituración e índices de trabajo -Rittinger -Kick -Bond -Walker 7

8 LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA El conocimiento teórico de la desintegración mecánica y sus leyes se inicia en el año 1867, por P. R. Von Rittinger. La ley de Rittiger dice: el trabajo consumido en la desintegracion mecanica es directamente proporcional al aumento de superficie logrado. Se llega así a establecer que el trabajo consumido es proporcional al valor reciproco de la longitud del lado del cubo. LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA La ley de Von Rittiger fue admitida hasta que F. Kick propuso en sus estudios acerca de la resistencia, las leyes conocidas como de la resistencia proporcional. Según Kick, la energía necesaria para moler una cantidad dada de un material, hasta un tamaño deseado que sea una fracción del tamaño original, es proporcional al logaritmo de la relación entre los tamaños inicial y final. W=Klog (D 1 /D 2 ) 8

9 LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA La mayoría de los autores que han analizado la ley de Kick, deducen que, aparte cuestiones teóricas, es absolutamente exacta. Un conocimiento esencial de la desintegración mecánica se consiguió por las investigaciones de A. M. Gaudin, que aplico el análisis granulométrico con tamices y la observación microscópica. Asi pudo distinguir el diferente comportamiento de las rocas homogéneas y de las heterogéneas. LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA En las rocas homogéneas, el proceso de desintegración tiene lugar por roturas a través de los granos cristalinos; en las rocas heterogéneas, las fracturas pasan preferentemente por los limites de los cristales, en el cemento que aglutina a estos. Registro mediante cinematografía ultrarrápida el proceso de desintegración mecánica en un molino de rodillos, y que tiene lugar según dos modos: primeramente aparecen roturas transversales en el bloque cúbico situado entre los dos rodillos, que producen así piezas en forma de tabletas: luego aparecen roturas radiales desde el punto de contacto con los rodillos. 9

10 LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA En general puede decirse que las leyes de desintegración mecánica se representan adecuadamente mediante una ecuación diferencial: de = C* dx X n Donde E: trabajo hecho X: Tamaño de partícula C,n son constantes Cuando n = 1 la ecuación representara la ley de Kick, la ley puede escribirse como, Es adecuada para el tratamiento de material grueso y de características elásticas. X E = Cln F XP 10

11 LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA donde X F : es el tamaño de partícula alimentada X P : Tamaño del producto X F /X P : razón de reducción. Cuando n = 2 se tiene la Ley de Rittinger, que establece que la energía es proporcional a la nueva superficie formada. Resulta indicativa para describir el proceso de molturación fina de cuerpos quebradizos. La ley de Bond tiene lugar cuando n=1.5 E = 100* Ei * 1 X P Siendo E i : el índice de trabajo de Bond, o el trabajo requerido para reducir una unidad de peso de un tamaño infinito teórico hasta un 80 % de partículas que pasen por un tamiz de 100 mallas. 1 X F MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y Métodos por cortado : Molino de hélices: El ámbito de reducción va de 500 a µm. Métodos por compresión : Molinos de muelas: 50 a µm Molino de de cilindros: de µm Métodos por impacto : Pulverizadores por vibración : 1 a 1000 µm Molino de martillos: de 50 a 7000 µm Métodos por rozamiento : Cilindros a alta velocidad: Consiguen partículas entre 1 y 200 µm. Métodos por impacto y rozamiento: Molino de bolas, 1 y 200 µm micronizador, 1 y µm molino de puntas o vástagos, 10 y µm. 11

12 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y Trituradores o machacadoras: son de dos tipos, primario y de reducción. Primario: Se incluyen el quebrantador Blake de mandíbulas y el giratorio. De Reducción: Tratan piezas de 100 a 150mm, y dan un producto que pasa la criba de 25mm, Pertenecen a este tipo el quebrantador Dodge, el giratorio, el oscilante y el de rodillos, Estos dos últimos tipos se utilizan también para la reducción hasta los tamaños de tamices de mallas (2,00-1,68mm). MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y El quebrantador de doble rotula Blake, es un desintegrador de mandíbulas para la trituración grosera y se construye según varios tamaños. El mayor tritura piezas hasta de 240cm, mientras que el mas pequeño trata trozos de 7 a 10 cm. Este quebrantador posee una mandíbula fija y otra móvil. Para la trituración grosera y la máxima capacidad, se dota a la mandíbula móvil de una amplia carrera dada por una excéntrica. Para la trituración mas fina, se aplican carreras mas cortas. Las ventajas del quebrantador de mandíbulas sobre el giratorio o de otro tipo, son el menor tamaño en la alimentación y el menor espacio ocupado, en relación al tipo equivalente de quebrantador giratorio; por otra parte, las piezas móviles son mas accesibles que en el giratorio, y la variación de la carrera es fácil de lograr. 12

13 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y 13

14 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y 14

15 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y 15

16 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y 16

17 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y 17

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19 MAQUINAS PARA LA TRITURACION Y 19