Tecnología farmacéutica, pulverizacion

TEMA 3: OPERACIONES BÁSICAS. PULVERIZACIÓN

 La pulverización es un proceso básico farmacéutico. Va a consistir en fragmentar un sólido en unidades de menor tamaño que las originales. Es una operación que va a resultar imprescindible, aunque a veces no se realiza puesto que se compra la materia prima ya pulverizada, ya que en la síntesis orgánica se pulveriza.

Cuando los fragmentos obtenidos son de pequeño tamaño (micras o unas pocas micras) el proceso se denomina micronización.

También hay que destacar que al disminuir el sólido su tamaño, aumenta su superficie específica, aumentando también el número de partículas.

Razones para emplear el pulverizado:

·         Posibilidad de dispersar un sólido en un líquido de forma homogénea.

·         Aumento de la velocidad de disolución del sólido

·         Poder mejorar la biodisponibilidad, si es que la velocidad de disolución es limitante del proceso de absorción.

·         Mejorar la capacidad cubriente de diferentes sólidos en formas farmacéuticas recubiertas (se necesitará menor cantidad de sólido si está bien pulverizado).

·         Mejorar la uniformidad de contenido, el reparto del sólido en una mezcla (mezcla homogénea)

·         Podemos obtener una forma farmacéutica propia (polvos)

·         Podemos favorecer procesos de reactividad química entre las sustancias (a veces no es deseable)

·         Favorecemos el proceso extractivo.

·         Cambiamos las propiedades reológicas de un sólido. Por debajo de 100 micras los sólidos no fluyen adecuadamente, ni por encima de las 1000 micras. Para formas sólidas orales las partículas deben oscilar entre 100 micras y 1000 micras.

·         Modificamos las propiedades organolépticas. El sabor del fármaco se exacerba tras el pulverizado.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL MATERIAL A PULVERIZAR.

·         Punto de fusión: sustancias con puntos de fusión bajos van a fundir y aglomerar si el proceso de pulverización es muy energético. Por lo general estos procesos producen calor.

·         Estructura del sólido: los materiales plásticos se van a deformar, por lo que hay que incorporar mucha velocidad de pulverización. Los materiales elásticos pulverizan con dificultad. Si son sólidos metaestables podemos producir un cambio a un sólido más estable.

·         Dureza del material y friabilidad del mismo. Grado de erosionabilidad del polvo. Hay materias primas que son duras pero se erosionan.

·         Contenido en agua del sólido. Solidos con un contenido en agua mayor al 10% van a pulverizar peor.

·         Abrasabilidad de los materiales a pulverizar. Van a desgastar los molinos de pulverización.

·         Características químicas: la corrosibilidad vendrá dada por el carácter ácido o básico del sólido a pulverizar, que puede reaccionar con la superficie del material.

·         Oxidación: materias primas fuertemente reductoras, al pulverizarse, van a tomar aire, y pueden producir reacciones de explosión.

·         Características de los equipos o molinos: deben tener una facilidad de limpieza y sanitización, y en algunos casos que se puedan esterilizar.

·         Capacidad del molino: no suelen ser de tamaño grande porque trabajan en continuo. La cámara de pulverización es pequeña, pero tanto la cámara de alimentación como la de descarga son continuos.

·         Equipo auxiliar que se pueda requerir: colector de polvos

·         Posibilidad de incorporar atmósferas inertes para desplazar el oxígeno o el agua ambiental. El sistema puede tener doble pared, para circular un fluido refrigerante.

·         Factores de seguridad: controlar la explosividad, la toxicidad al operario (mediante correcta vestimenta y sistemas de respiración autónomos) y seguir las ordenanzas legales en cuanto al aislamiento de las partes móviles.

MECANISMOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

Solo un 2% de la energía va a alcanzar el objetivo, el resto de va a diseminar, en forma de calor, vibración,…Fundamentalmente hay cuatro mecanismos:

·         Corte: reducimos el tamaño del sólido por medio de cuchillas o cizallas. De utilidad para materiales leñosos.

·         Compresión: reducción de tamaño por aplicación de una fuerza tangencial y también superficial sobre el material. Es un mecanismo de compresión suave que suele llevarse a cabo mediante rodillos.

·         Impacto: compresión con una fuerza instantánea (impacto)

·         Roce o desgaste: se va aplicando una fuerza sobre la superficie, provocando una erosión.

EQUIPOS

·         Mortero: consta de un vaso y de un mango o pistilo. El producto se pone en el interior y se pulveriza por compresión (concuasación).

·         Molinos: se caracterizan por poseer una tolva de alimentación, una cámara de compresión y una zona de descarga. Hay molinos en continuo y molinos en discontinuo.

ü  Molino de bolas: molino en el que se trabaja en discontinuo. Se introduce el producto en una cámara que posee bolas de acero (50% del volumen). La pulverización se lleva a cabo por el movimiento y colisión de las bolas que se encuentran en el interior. Si hay excesiva velocidad el producto no se va a pulverizar. La velocidad óptima debe ser tal que se produzca un movimiento de las bolas en cascada. En el interior puede obtenerse una atmósfera controlada. Al ser cerrado, no contamina el entorno, pero su limpieza es complicada y el producto queda adherido a las bolas.

ü  Molino de martillos o de cuchillas: es un sistema que trabaja en continuo. Origina tamaños en torno a 200micras. Hay un rotor con una serie de brazos que pueden terminar en mazos o bien pueden ser cuchillas. Cuando elegimos el mazo vamos a poder pulverizar materiales duros. Si elegimos cuchillas, el sistema de pulverización será un sistema de corte.

ü  Molino neumático o micronizados: tiene una forma elipsoidal. El producto se va a poner en el interior. En la parte inferir suele haber una inyección de aire. El molino es una cámara constituida en metal, donde colocaremos el producto a pulverizar. Por roce o por desgaste se producirá la disminución del tamaño. La corriente de aire pone a las partículas en movimiento. Es el procedimiento para obtener un micronizado a partir de polvos ya finos. Este molino puede trabajar en continuo o en discontinuo. El chorro de aire ejerce un efecto refrigerante a las partículas.

ü  Molino coloidal: va a servir para pulverizar pastas o sistemas líquidos que contienen a las partículas del sólido. Consta de un rotor que gira en el interior de un estator. La pulverización se va a lograr porque podemos limitar el espacio entre el rotor y el estator.