OPERACIONES BASICAS EN OPERACIONES BASICAS EN TECNOLOGIA FARMACEUTICA TECNOLOGIA FARMACEUTICA “OPERACIONES CON SÓLIDOS “OPERACIONES CON SÓLIDOS

PULVERULENTOS”PULVERULENTOS”

ROSENDO ARCHBOLD JOSEPHROSENDO ARCHBOLD JOSEPH

CONTENIDOCONTENIDO• PulverizaciónPulverización a. Introducción b. Teoría de la pulverización c. Balance energético de la pulverización d. Efecto de la pulverización sobre la distribución de

tamaños de partículas e. Equipos de pulverización f. Criterio de selección del equipo de pulverización• Separación de partículas en función de su tamañoSeparación de partículas en función de su tamaño a. Métodos de separación b. Criterios de selección del procedimiento de

separación

CONTENIDOCONTENIDO

• Mezclado de sólidosMezclado de sólidos a. Introducción b. Mecanismo de mezclado c. Mecanismo de segregación e. Índice de mezclado f. Velocidad de mezclado g. Equipos de mezclado h. Criterios de selección de equipos de mezclado

• BibliografíaBibliografía

1. Pulverización1. Pulverización

• IntroducciónLa pulverización se define(p. 365 Vila Jato, Vol. I), como el

proceso de reducción, por medios mecánicos, del tamaño de partícula de los sólidos pulverulentos.

• Objetivos

1. Toda reducción en el tamaño de las partículas de un solido pulverulento implica un incremento en el valor de su superficie especifica.

Teoría de la pulverizaciónTeoría de la pulverización

Hasta el momento no se dispone de una teoría de aplicación general para la pulverización, este desarrollo teórico incompleto puede justificarse por la propia complejidad del proceso, sin embargo, se han desarrollado algunos aspectos que, aunque de forma parcial o limitada, resultan útiles para caracterizar algunas facetas de esta operación.

““Cuando se aplica una presión sobre una partícula solida, Cuando se aplica una presión sobre una partícula solida, ésta experimentará una deformación; es decir, un cambio ésta experimentará una deformación; es decir, un cambio en alguna de sus dimensiones con respecto a los valores en alguna de sus dimensiones con respecto a los valores originales”originales”. Para caracterizar esta deformación es necesario distinguir los materiales elásticos de los plásticos.

Teoría de la pulverizaciónTeoría de la pulverización

En el caso de materiales elásticos, la deformación cesa cuando deja de aplicarse la fuerza que la produjo y la partícula recupera sus dimensiones iníciales, para este tipo de material existe una relación lineal entre la intensidad de la presión aplicada y la magnitud de la deformación tal como lo establece la ley de Hooke(figura No1), la pendiente del trazado rectilíneo presión – deformación se conoce como módulo de Young. Este parámetro constituye, por lo tanto, una medida de la facilidad con que se deforma elásticamente un material. Para cada producto, existe un valor de presión por encima del cual éste sufriría una deformación de magnitud no aceptable por parte de sus estructuras, produciéndose entonces su fractura. La fragmentación lleva apareada la liberación de las tensiones acumuladas en el material por la aplicación de la presión.

DeformaciónDeformación

Pre

sión

Pre

sión Punto de fractura

Deformación eláDeformación elástica

Figura No 1 Relación presión- deformación para sólidos elásticos

Teoría de la pulverizaciónTeoría de la pulverización

En el caso de materiales plásticos, el comportamiento resulta algo más complejo. Para presiones de pequeña intensidad, se observan deformaciones típicamente elásticas (figura No2), si se supera el limite elástico del material, la deformación pasa a ser permanente (plástica). Además, para presiones de intensidad superior a las correspondiente al límite elástico, la relación presión-deformación deja de ser lineal. Al igual que en los materiales elásticos, la aplicación de presiones de intensidad superior a la del punto de fractura provocará la fragmentación de la partícula.

Límite elástico

Deformación elástica

Deformación

Pre

sión

Deformación plástica

Punto de fractura

Figura No 2 Relación presión- deformación para sólidos plásticos

Teoría de la pulverizaciónTeoría de la pulverización

Para ambos tipos de materiales, el valor del área bajo la curva presión-deformación, constituyen una medida de la energía necesaria para provocar la fragmentación de las partículas de un material. Nótese que, cuanto más elevada sea la presión correspondiente al punto de fractura y cuanto más acusada la deformación que produce la aplicación de la presión, mayor será la energía necesaria para fragmentar un material.

Balance energético de la pulverizaciónBalance energético de la pulverización

La pulverización es una de las operaciones que tiene un menor rendimiento energético. Normalmente, menos de un 2% de la energía aportada a lo largo del proceso se utiliza para reducir el tamaño de las partículas de sólido. Este rendimiento tan bajo tiene su origen en las numerosas e importantes perdidas energéticas, entre las que cabe destacar las deformaciones plásticas o elásticas de las partículas, el transporte del material dentro de los molinos, las fricciones entre las partículas y de este con las paredes de la cámara de pulverización, las vibraciones mecánicas y, especialmente, la generación de calor.

Balance energético de la pulverizaciónBalance energético de la pulverización

Se han desarrollado una serie de teorías útiles para predecir el gasto energético necesario para conseguir una determinada reducción en el tamaño de las partículas. Todas ellas toman como punto de partida la ecuación diferencial propuesta por Walker:

dE/dD = c/Dn

En esta expresión se establece que la energía necesaria (dE) para provocar reducción del tamaño de partícula (dD), es inversamente proporcional al tamaño de las partículas (D), elevado a un exponente adecuado (n). En esta ecuación © es una constante que refleja la eficiencia del proceso.