Secadores de lecho estático

Transcripción

1 EQUIPOS Las clasificaciones más utilizadas están dadas de acuerdo a la forma de transferencia de calor y considerando la forma de manejo del material a secar. La primera consideración es importante para evaluar la eficacia y diseño de los equipos a utilizar. Es muy útil considerar la clasificación de los equipos de acuerdo al material a secar. Si los secadores presentan agitación no es recomendable para materiales friables, pero si el producto va a ser pulverizado, entonces es mas conveniente utilizarlos. estático.- No produce un cambio de posición del material y sólo la superficie esta en contacto con el agente secante, es importante la extensión del material a secar. dinámico.- Se produce una separación constante de las partículas del material a secar, éstas fluyen unas sobre otras, de tal forma que se exponen nuevas superficies. fluido.- En estos equipos las partículas son suspendidas con una corriente de aire temperado, éstas caen y elevan en forma aleatoria, como si estuvieran en ebullición. Secadores neumáticos.- Son secadores que se caracterizan por que el fluido dispersado en pequeñas gotas ingresa y se transporta en una corriente de gas caliente a alta velocidad. No presenta canales o circuitos cortos de vías del flujo de gas a través de lecho del material. Es más efectivo por que cada partícula o gotícula está sometida y envuelta en la corriente del agente secante. Material no agitado estático Carga discontinua de bandejas de gabinetes al vacio - Liofilizadores (freeze dryers ). de tambor de tunel de cinturón festoneado. - Carga continua

2 Material agitado dinámico fluido Secadores neumáticos Tipo discontinuo de vuelcos. de bandeja s. rotatorio. de bandejas turbo. vibratorio. torre y cascada. a tornillo. por aspersión. de acción súbita flash Tipo discontinuo es verticales. vibrador horizontal

3 LIOFILIZACION La liofilización es llamada también secado por sublimación, es una operación utilizada para la eliminación de agua de cuerpos termosensibles y/o fácilmente oxidables (antibióticos, vitaminas, plasma, hormonas, vacunas, componentes vegetales, entre otros). Este método se fundamenta en que el agua en estrado de congelación tiene presión de vapor (1-5 mm Hg) y por tanto puede ser separada por sublimación, como se observa en la figura siguiente. Como puede verse, existe un triple punto (~ 009 Cº) en que los estados sólidos y gaseoso se encuentran en mutuo equilibrio. Si se elige una presión inferior a 4.574mm Hg, se puede comprobar que a temperaturas inferiores a Cº se produce una transformación directa de la fase sólida en fase gaseosa, sin pasar por el estado liquido, es decir que el hielo se sublima. Pero en el caso de los materiales liofilizados, en tecnología farmacéutica, no se tratas de sistemas simples como el indicado sino, casi siempre, de soluciones salinas que muestran un comportamiento que se aleja del presentado por el agua. 218 atm Curva de Fusión AGUA LIQUIDA Curva de Vaporización HIELO SOLIDO VAPOR 760 mm mm Punto Triple Curva de Sublimación º º 374º punto punto de temperatura triple ebullicion critica

4 Para garantizar la sublimación de soluciones, emulsiones o suspensiones, en la industria farmacéutica se realizan a temperaturas eutécticas aproximadas de -20 ºC hasta -30 ºC. Las fases de la liofilización son: - Congelación, se realizan enfriando a -40 ºC hasta -60 ºC, dentro o fuera de la cámara de liofilización con nitrógeno líquido u otros. - Sublimación, desecación realizada hasta un 0.5% - 1% de humedad. Esta operación se desarrolla desde mm Hg. El del calor necesario se suministra por, calentamiento eléctrico, radiación infrarroja o por microondas. El vapor de agua que se sublima se recoge en un condensador enfriado intensamente ( -60 ºC), o bien se succiona o se absorbe en un medio adecuado. Los equipos utilizados en industria farmacéutica están diseñados para dar condiciones asépticas cuando así se requiere. SECADO POR MICROONDAS En éstos últimos años la utilización de las microondas (campos de alta frecuencia) han tenido auge en diversas aplicaciones, debido a la formación de calor en los cuerpos expuestos a ellas, sobre todo por la disminución del costo de los generadores de las mencionadas microondas. Las microondas son ondas electromagnéticas y están formadas por la asociación de un campo eléctrico (E) y de uno magnético (M) transversal, perpendiculares a la dirección de propagación. La magnitud de estos dos campos varía sinusoidalmente, en base, a la frecuencia de la onda que se expresa en Hertz ( un ciclo por segundo). Las frecuencias utilizadas van desde 915 a 2450 MHz; las de 2,450 MHz (o 2.45 GHz) corresponde a una longitud de onda de cm. El calor se forma internamente por interacción con el mismo material, esto permite una transmisión de calor muy rápida, dando como consecuencia un secado también rápido. Las microondas, atraviesan el aire, los plásticos, la porcelana, el vidrio, entre otros; son reflejadas por las paredes metálicas; son absorbidas por el agua y substancias que lo contienen. La mayoría de las moléculas y/o iones constituyentes de los materiales, son o tienden a polarizarse, las que al ser expuestas a la acción de un campo eléctrico, reaccionan como un dipolo y tienden a orientarse según el campo. Cuando este último cambia de sentido los dipolos también son atraídos en sentido contrario y las moléculas tienden a girar sobre sí mismas. Una gran parte de la energía del campo se disipa así en frotamientos intermoleculares, con producción de calor. Cuanto más elevada es la frecuencia, más rápido giran las moléculas y mayor es el frotamiento. También se producen colisiones

5 de los iones con las moléculas no ionizadas y la energía de impacto es convertida en calor. A una frecuencia de 2,450 MHz, la agitación corresponde a 2.5 x 10 9 ciclos/s. Los equipos constan de un generador de las microondas, magnetrones, un aplicador o guía de las ondas y una cámara de deshidratación. Estos equipos pueden ser diseñados par trabajar al vacío ( 1-20 mm de Hg y a ºC ), en liofilizadores. Además se adaptan generadores de aire para ayudar a la desecación. La aplicación en la industria farmacéutica, se da para el secado de gránulos, secado de ampollas y en el desecado por liofilización de extractos, vitaminas, enzimas, proteinas y saborizantes.