Tecnología farmacéutica I, desecación

TEMA 7: OPERACIONES BÁSICAS. DESECACION.

Desecar: extraer el líquido que contiene un sólido por medios térmicos.

En farmacia los sólidos que empleamos como materias primas deben estar secos, ya que el agua puede ser fuente de inestabilidad química. Además, también en los sólidos, el agua puede intervenir en un aumento de la contaminación microbiológica. El contenido en agua en un sólido adultera (diluye al principio activo). El contenido en agua debe ser menor al 5%, pero cada materia prima tiene un valor. Además, el proceso de secado forma parte del procesado del medicamento.

Podemos diferenciar varios tipos de secado

·         Convencional: se va a arrastrar el agua por corriente de aire calefactado. Hay que diferenciar desecación de concentración, puesto que la desecación se realiza sobre sólidos y la concentración sobre líquidos, en los que se va a eliminar el agua por ebullición o congelación

·         Liofilización.

TEORIA DEL SECADO.

Vamos a diferenciar dos aspectos:

·         Comportamiento del aire: la desecación es un proceso de transferencia líquido-gas. El vapor de agua pasa al aire atmosférico que tiene cierta humedad. La cantidad de agua que va a desecarse va a depender de la capacidad del aire de captar agua, y esta cantidad va a depender de la temperatura. Aires muy secos tendrán más capacidad de captar agua. A temperaturas más bajas tiene menor capacidad el aire de absorber agua. Humedad absoluta: gramos de agua que contiene el aire por metro cúbico a una determinada temperatura. Humedad relativa: relación de saturación. Recurrimos a los diagramas sicrométricos o diagrama de motlier. Relacionan las temperaturas con la cantidad de agua. Determinación de la humedad:

ü  Higrómetro mecánico: nos va a indicar la humedad del entorno en base a una fibra o pelo, y a la elongación de la fibra conforme a la humedad.

ü  Higrómetro eléctrico: sonda eléctrica que marca la humedad conforme a la resistividad al paso de la corriente. A mayor humedad menor resistividad.

ü  Termómetro de bulbo seco, bulbo húmedo y de rocío

§  Termómetro de rocío: sistema que se basa en un termómetro en el interior de una caja. Detrás del bulbo hay un espejo. Anotamos la temperatura del entorno y bajamos la temperatura del sistema, enfriando la caja, haciendo que se sature y se licue, apareciendo una nube (temperatura de saturación)

§  Termómetro de bulbos seco y húmedo: contamos con dos termómetros. Uno de ellos presenta una gasa seca y otro una gasa húmeda en el bulbo. Se anotan las temperaturas obtenidas y se llevan al diafragma. Si el entorno está muy seco la temperatura del bulbo húmedo será más baja que la temperatura del bulbo seco, puesto que el agua se está evaporando y enfría la temperatura del bulbo. Cuando la humedad es del 100% coincide la temperatura del bulbo seco con la del bulbo húmedo.

·         Comportamiento del sólido: tenemos que considerar la humedad total que tiene el sólido. Nos interesa conocer el comportamiento higroscópico. Definimos que la humedad de un sólido será igual al equilibrio de humedad de este sólido a una temperatura y a una humedad más la humedad libre presente en el sólido. Nunca debemos de desecar el sólido por debajo de la humedad en equilibrio, puesto que el sólido, una vez se exponga al ambiente, va a captar agua.

EQUIPOS DE SECADO

A la hora de elegir un equipo tendremos que tener en cuenta la temperatura del aire, la velocidad del aire, junto con la humedad del aire, la superficie del sólido y el espesor del sólido.

Hay dos tipos:

·         Estáticos:

ü  Estufa de desecación, armario de desecación o hasta salas de desecación. El procedimiento de desecación es por convección. Este sistema de secado puede forzar el aire por un ventilador o no, depende del tamaño del equipo. El aire se introduce desde el exterior y pasa a través de unas resistencias térmicas. A veces se emplean lámparas Infrarrojas. El aire circula por todo el equipo. El producto se dispone en bandejas perforadas, que permiten la entrada y salida del aire. Es un equipo muy económico. Por ser un sistema estático, el producto no se erosiona. El sistema permite funcionar con menores cantidades de polvo o de granulado. Es un secado lento. Este secado puede ser irregular (no es homogéneo), por lo que en el producto se pueden formar costras, que impiden que las moléculas de agua salgan a la superficie. En su flujo desde el interior del producto a la superficie pueden solubilizar algunas sustancias que se concentran en la superficie.

ü  Microondas: radiación que se encuentra entre los 300mHz y los 300 gHz. La radiación produce una interacción entre las moléculas de agua que forman dipolos y se produce entonces una energía en el producto que hace que se caliente. No se emplea demasiado en farmacia. Se pueden incluir en granuladores de un solo paso.

·         Secado dinámico

ü  Lecho fluido: el equipo es definido con anterioridad pero se elimina la adición de soluciones aglutinantes. El aire entra, se calienta y remueve las partículas. Produce un excelente movimiento de las partículas a unos 50°C. es muy rápido, sin embargo el producto se erosiona.

ü  Atomizador (Spray-Drying): se emplea para secar materias primas. Nos permite diseñar partículas y nos permite desecarlas. Se atomiza el producto (naturaleza pastosa) con gran cantidad de agua. Este producto se aerosoliza por medio de una presión con un tamaño de gotícula muy pequeño, en una cámara que se llama ciclón, que tiene un chorro de aire caliente. Estas gotículas en contacto con una corriente de aire caliente (80°C) va a permitir que el líquido se evapore. Vale para desecar productos bastante termolábiles. Este sistema puede tener diferentes cámaras o ciclones, donde se van a ir depositando por pesos o por tamaños.