1.Granulação Formas sólidas: operações unitárias na fabricação de granulados e pellets Tecnologia de Medicamentos e Cosméticos Profs. Fabiana Graziola Setembro/2010 1 Sequência de operações unitárias que visa transformar partículas de pós em agregados denominados de granulados. PÓ (ENTRADA) GRANULAÇÃO (PROCESSO) GRANULADO (PRODUTO) 2 1.1. Por que granular? Mudar as propriedades dos pós: Melhorar o escoamento (fluidez) 1.2. Usos dos granulados Produto final: Produto intermediário: Aumentar a compressibilidade Aumentar porosidade (melhorar a dissolução do fármaco) Entre outras 3 4 1.2. Como granular? Métodos mais usados: Granulação via úmida 2. Granulação por via úmida Formação do grânulo Granulação via seca Outros métodos: Fusão (ou fritagem), Extrusão, Nebulização 5 6 1 gomas. pasta de amido 10% p/p 9 Amassadeira com braços em Sigma (Σ) 10 2. etc) – Tempo: minutos – Velocidade de adição de líquido: g/min. Exemplos: gelatina. Granulação por via úmida: Operação de Umidificação (ou Molhagem) • Parâmetros controlados durante a umidificação (ou molhagem): – Velocidade: rotações por minuto (rpm) ou posição fixa (1.1.3. Granulação por via úmida: Operação de Umidificação (ou Molhagem) Aglutinante: substâncias usadas para causar a aderência das partículas de pó.1. Granulação por via úmida: Operação de Umidificação (ou Molhagem) Adição de líquido à mistura de pós secos Adição direta: solvente ou líquido aglutinante é vertido no misturador. Pulverização: solvente ou líquido aglutinante é pulverizado no misturador (cuidado com viscosidade !) 8 2.1. mL/min – Ponto do granulado 2.2. polivinilpirrolidona (PVP).2. amido. Método automático (consumo de potência): aumento do consumo de energia do motor devido a maior resistência do meio (maior dificuldade para movimentar o conteúdo do recipiente) 11 12 2 .1. Granulação por via úmida Sequência de operações unitárias: Pesagem (já estudada) Moagem (já estudada) Tamisação (já estudada) Mistura (já estudada) Umidificação (ou Molhagem) Granulação Secagem Calibração (Moagem e Tamização ) 7 2. Granulação por via úmida: Operação de Umidificação (ou Molhagem) • Quanto adicionar de líquido ? Resposta: Até atingir o “Ponto do granulado”: massa moldável e friável Método manual: operador retira amostra do pó úmido e pressiona-a em suas mãos (enluvadas !). etc Adição de aglutinante: 1) Adicionar aglutinante seco e depois adicionar solvente ou 2) Adicionar o aglutinante solubilizado (líquido aglutinante ou granulante) 2.1. Granulação por via úmida: Operação de Umidificação (ou Molhagem) Equipamentos para operação de umidifidação (ou molhagem): misturadores de recipiente fixo Misturador Planetário High Shear Mixer (alto cisalhamento) Líquido aglutinante = Veículo (aquoso ou orgânico) + Aglutinante Exemplos: solução de gelatina 4% p/p. Leito fluido: produto se movimenta Exemplo: secador de leito fluidizado 2. • Tipos de equipamento de secagem: . Granulação por via úmida: Operação de Secagem Estufa de bandejas 17 18 3 . Granulação por via úmida: Operação de Secagem Retirar líquido da mistura úmida.2. 13 14 Espremedor de batatas Moedor de carne 2.2. Granulação por via úmida: Operação de Granulação Equipamentos usados em indústria: granuladores Granulador Oscilante: barras metálicas paralelas em movimento de vai-e-vem que obrigam a mistura úmida a passar por superfície perfurada. Exemplo: estufa de bandejas . Granulador rotativo: superfície perfurada na extremidade ou na parede de um cilindro no qual a mistura úmida é pressionada por uma rosca sem fim ou por um rotor com pás.3. Granulação por via úmida: Operação de Granulação Passar o pó úmido por superfície perfurada usando pressão mecânica • Exemplos domésticos: 2.2.3. Granulação por via úmida: Operação de Granulação Granulador Oscilante 2. Granulação por via úmida: Operação de Granulação Granulador Rotativo (extrusor[a]) Rosca sem fim Barra metálica oscilante e Placa perfurada 15 16 2.2.2.Leito estático: produto não se movimenta. compressão ou de encapsulamento 3. Granulação por via úmida: Operação de Calibração (Moagem e Tamização) Uniformizar o tamanho do granulado Geralmente. Granulação por via seca ou Granulação por compressão Sequência de operações unitárias: Pesagem (já estudada) Moagem(já estudada) Tamisação (já estudada) Mistura (já estudada) Granulação seca (sem lubrificantes) Calibração (Moagem e Tamização) (já estudadas) Moagem Granulação Secagem Tamisação Produto intermediário Seguirá para processo de envase Calibração Mistura Produto final 21 22 3. Granulação por via úmida: Fluxograma de processo Pesagem Umidificação Seguirá para processos de revestimento.1. são utilizados granuladores oscilantes com superfície perfurada de menor diâmetro do que o usado para a granulação.5. Granulação por via seca: Compressão usando compressoras Matriz Punções 23 Comprimidos redondos de diâmetro elevado: slugs ou pastilhões 24 4 .4. Granulação por via seca ou Granulação por compressão Usada para pós que sofrem hidrólise e/ou termólise. Exemplo: AAS Os pós devem apresentar propriedades coesivas ou pode-se adicionar aglutinantes secos à mistura. Granulação por via úmida: Operação de Secagem Secador de Leito Fluidizado Parte Fixa Filtros 2.3. Parte Móvel 19 20 2.2. 3. 1. consistindo de massas mais compactadas que os grânulos. 4.2.3. Pelletização Pellets (péletes): são aglomerados de pós com formato cilíndrico ou esférico. Como peletizar? Métodos: • Extrusão • Extrusão seguida de esferonização • Pelletização em “panela”. Pelletização por extrusão Sequência de operações unitárias: Pesagem (já estudada) Moagem (já estudada) Tamisação (já estudada) Mistura (já estudada) Umidificação (ou Molhagem) (já estudada) Extrusão Secagem(já estudada) Tamização (já estudada) 29 30 5 . Granulação por via seca: Compressão usando compactadores de rolos 3.1. PÓ (ENTRADA) PELLETIZAÇÃO (PROCESSO) PELLET (PRODUTO) 27 28 4.2. 4. compressão ou de encapsulamento Moagem Granulação Seca Produto intermediário Moagem Tamisação Lâminas de pós Mistura 25 Seguirá para processo de envase Calibração Produto final 26 4. Pelletização Sequência de operações unitárias que visa transformar partículas de pós em agregados denominados de pellets. Granulação por via seca: Fluxograma de processo Pesagem Seguirá para processos de revestimento. 4. 4.3.2.3.2. Pelletização por extrusão 4.2. Pelletização por extrusão Sequência de operações unitárias: Pesagem (já estudada) Moagem (já estudada) Tamisação (já estudada) Mistura (já estudada) Umidificação (ou Molhagem) (já estudada) Extrusão (já estudada) Esferonização Secagem(já estudada) Tamização (já estudada) Extrusão por pressão 33 34 4.3. Pelletização por esferonização Processo através do qual os cilindros provenientes da extrusão são transformados em esferóides. Pelletização por extrusão • Extrusão: Passagem sob pressão da massa úmida através de orifício resultando em forma cilíndrica. Pelletização por extrusão 31 32 4. Pelletização por esferonização 35 36 6 . 4. 3. • A secagem acontece nesse mesmo equipamento 38 5. Índice de compressibilidade Perda por dessecação Densidade aparente 5. Granulometria em tamiz 5. Pelletização “em panela” • Adição de pó fino e aglutinante a uma massa mantida sob rotação contínua em equipamento tipo “panela” ou drageadora.1. Avaliação de pós.1. Granulometria em tamiz • Histogramas Tabela de dados: % pó retido versus tamanho da abertura do tamiz 41 42 7 . Pelletização “em panela” Sequência de operações unitárias: Pesagem (já estudada) Moagem (já estudada) Tamisação (já estudada) Mistura (já estudada) Umidificação (ou Molhagem) (já estudada) Pelletização Tamização (já estudada) 37 4. grânulos e pellets Características do material: Fatores que influenciam: •Tamanho de partícula ↓ Menor partícula ↓ capacidade de fluxo •Distribuição geométrica: Ampla faixa ↓ capacidade de fluxo •Forma da partículas Esférica ↑ capacidade de fluxo •Densidade ↓ densidade 39 Umidade Densidade aparente ↓ capacidade de fluxo 40 5.4.3. grânulos e pellets Parâmetro Tamanho Fluxo Exemplos de método de teste Granulometria em tamiz Ângulo de repouso. Avaliação de pós. Velocidade de escoamento. Avaliação de resultados • Média (X) = quociente entre a soma dos valores do conjunto (Σ Xi) e o número total dos valores (n).L. J. R. Seu cálculo é feito através da raiz quadrada da soma das variâncias (σ² ou S²) de uma amostra (indicação de quão longe os valores de uma amostra se encontram do valor esperado). A.5. H.. A. Organização Andrei Editora Ltda: São Paulo.3.A. L. Ângulo de repouso e Velocidade de escoamento Tg ά = h/r Ângulo de repouso h = altura r = raio 5. 7ª ed.. Noções de farmácia galênica. Fundação Calouste Gulberkian : Lisboa. Laboratório de farmacotécnica.4. 3ª ed.S. Alves. 6ª ed. Morgado.. 2008 Le Hir. S = Σ (Xi – X)² n-1 47 48 8 ..br/ • Desvio padrão da Média (σ ou S): indica a precisão de uma medida. Densidade Aparente Densidade Aparente= Massa (g) Volume aparente (ml) Capacidade de “empacotamento” de um granulado. Índice de Compressibilidade Indicação da facilidade com que um material pode ser induzido a fluir.. 2001 Universidade Federal do Ceará. IC = V0 – V500 x 100 V0 V0 = volume inicial IC < 15% IC > 25% Escoamento fácil Escoamento difícil Arco tg = ά° Velocidade de escoamento: Diretamente proporcional à granulometria ά < 30° ά > 30° melhor fluxo pior fluxo 43 V500 = volume após nº padronizado de batimentos (nesse caso = 500) 44 5. Lobo. • Parametrizar: temperatura e tempo de análise 5. 1997 Lachman.farmacotecnica... I Vol. J.5.2. Tecnologia Farmacêutica.. X = Σ Xi n Referências Prista. Kanig.N.ufc. disponível em: http://www. Perda por dessecação Umidade muito elevada reduz fluidez Balança de determinação de umidade por infra vermelho. Lieberman. Fundação Calouste Gulberkian:Lisboa. I Vol. ou seja.C. ocupação quanto espaços são eliminados Acomodação do pó 45 46 6. Teoria e prática na indústria farmacêutica. L.