MEZCLADO DE SOLIDOS





OBJETIVOS


Establecer las condiciones óptimas de mezclado (tiempo y velocidad) evaluando el índice de mezclado en dos diferentes tipos de mezclador ( cubo, planetario o doble listón) . Para obtener un mezclado homogéneo de sólidos.


INTRODUCCION


Para lograr la administración de principios activos en dosis efectivas se elaboran diferentes formulaciones constituidas por excipientes y principio activo La industria farmacéutica fabrica una gran variedad de medicamentos en diversas formas farmacéuticas sólidas , líquidas y semisólidas. Como son:
Comprimidos, capsulas, inhaladores de polvo en seco. ( mezclas de partículas sólidas y/o polvos).
Jarabes: mezclas de líquidos miscibles.
Emulsiones y cremas : mezcla de líquidos no miscibles
Pastas y suspensiones: dispersiones de partículas sólidas.
Donde los componentes deben encontrarse homogéneamente distribuidos, para ello se hace uso de la operación unitaria del mezclado fundamental en todo proceso de fabricación en la industria farmacéutica.

El mezclado es un proceso que implica la interposición de dos o mas componentes separados para formar un producto homogéneo, donde cada partícula de cualquiera de los ingredientes esté lo mas cerca posible de otra partícula de un ingrediente diferente. Mezcla es una distribución al azar de dos o mas fases inicialmente separadas. El término mezcla o mezclado se aplica a una gran variedad de operaciones que difieren ampliamente en el grado de homogeneidad del material mezclado.

La mezcla de líquidos depende de la creación de corrientes de flujo que transportan el material no mezclado hasta la zona de mezcla adyacente al agitador, a lo cual se le conoce como agitación. En el caso de pastas viscosas o masa de partículas sólidas no se producen tales corrientes y el mezclado tiene lugar porotros procedimientos como movimiento de convección de porciones relativamente grandes del lecho, claudicación por corte, que reduce fundamentalmente la escala de segregación. Y su aplicación va ha depender del tipo de mezclador y de las características de flujo del material a mezclar .
Los mezcladores para polvos secos comprenden maquinas que se utilizan también para pastas duras y otras que estan restringidas para polvos que fluyen libremente. Para que puedan mezclarse polvos sus partículas han de moverse unas con respecto a otras y lo hacen por tres mecanismos principales : convección , deslizamiento y difusión

Los mezcladores de agitación se utilizan cuando la viscosidad del material es menos a 2KP, sobre todo si el líquido es no newtoniano. Las amasadoras y mezcladores de extrusión operan con pastas espesas y masas plasticas , para polvos secos se utilizan rodetes de impacto.

• Mezcladores para polvos secos:

-Mezcladoras de Carcasa Giratoria : mezcladora de doble cono, carcasa gemelas (pantalón)
-Mezcladoras de Carcasa Fija: mezcladora de cinta en espiral, paletas, tornillos helicoidales, solos o en combinación
-Mezcladores de Hoja Sigma y Paleta Planetaria
-Mezcladoras Propulsoras Verticales: mezcladora de aire fluidificado
-Mezcladores Inmóviles (dispositivos de procesamiento continuo)

Las mezcladoras mas eficientes inducen el mezclado por convección , corte y difusión, por consiguiente el mezclado se considera una operación aleatoria de desplazamiento, en la que intervienen grupos de partículas grandes y pequeñas y hasta partículas individuales. En los polvos hay que tener en cuenta la adhesividad o la tendencia a deslizarse de las partículas, entre otros factores La segregación que tiene lugar en los sólidos que fluyen libremente suele producirse por diferencias en el tamaño de las partículas ,densidad y forma.

Uno de los principales problemas que se presenta en el mezclado de polvos es la segregación . Ésta es la tendencia a la separación de los componentes de la mezcla y las causas principales son: diferencias en el tamaño, densidad y forma de las partículas.
Cuando hay que mezclar dos sólidos, hay que vencer estas tendencias separadoras naturales y esto se realiza invariablemente por algún medio que levante el material desde el fondo hasta la parte superior de la masa, llenandose por gravedad, desde arriba, los huecos resultantes. Al mismo tiempo, el elemento mezclador tiene que producir también un transporte horizontal por lo menos en dos sentidos opuestos.
Los equipos mas comunes para mezclar sólidos son:
El mezclador con cinta helicoidal, el mezclador planetario, el mezclador de doble cono, etc.


CRITERIO DE EFICACIA DEL MEZCLADO


El rendimiento de un mezclador industrial se juzga por el tiempo de mezclado requerido, la potencia empleada, y las propiedades del producto. Tanto los requisitos del aparato mezclador como las propiedades deseadas del material mezclado varían ampliamente de un problema a otro. A veces se requiere un grado muy elevado de uniformidad, otras una acción de mezclado rapido; en otras ocasiones un gasto de energía mínimo.
El grado de uniformidad de un producto de mezclado, medido por el analisis de un cierto número de muestras puntuales, es una medida cuantitativa adecuada de la eficacia de mezclado.
Las mezcladoras actúan sobre dos o mas materiales separados para entremezclarlos, casi siempre al azar uno dentro del otro.
Basandose en estos conceptos se puede establecer un procedimiento estadístico para medir la eficacia del mezclado, mediante la desviación estandar.
Considérese un material A al que se le adiciono otro material B.
Tómese un número de pequeñasmuestras al azar en varios sitios de la mezcla, y determínese la fracción del material base, Xi en cada una de ellas. Sea N el número de muestras y el valor medio de las concentraciones medidas.
Si la mezcla fuera perfecta y cada analisis fuera perfectamente exacto: X1=

Si el mezclado no es completo los valores Xi diferentes de y su desviación típica sobre el valor medio es una medida de la calidad de la mezcla.
Esta desviación estandar (S) se calcula de los resultados analíticos mediante la ecuación:


|S = |√ |n |(Xi – )2 |
|(
|n-1
|N-1 |

Para determinar el índice de mezclado se relaciona la desviación estandar con el tiempo.


En esta curva se encuentra de acuerdo con la desviación estandar el tiempo de mezclado para tener un producto en sus condiciones óptimas de mezcla. En un mezclado ideal Xi = , cuando no se cumple con esta igualdad se grafica S vs. Θ para buscar la mejor relación del mejor tiempo de mezclado.
El valor de S es una medida relativa del mezclado, valida sólo para una serie de ensayos con un material determinado en una mezcladora dada.



Existen varios métodos para encontrar la concentración de un material:
a) Refractometría. En este método es necesario contar con la curva patrón de IR del material soluble.
b) Otro de los métodos para encontrar la concentración es por medio del tamizado en el cual se tamiza una muestra de la mezcla y la concentración se obtiene dividiendo el peso del material trazador entre el peso de la muestra, de un mezclado se deben obtener mínimo 6 concentraciones.
c) Titulaciones volumétricas.
d)Espectrofotométricas, etc.

Los datos característicos del mezclado son el porcentaje de un componente, el volumen total del componente, cantidad del componente en un tiempo de mezclado y velocidad de mezclado.



PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA


Se requiere hacer la mezcla homogénea de un granulado de Lactosa y pasta de almidón al 15% con AAS en una relación 1:1 W/W , para su posterior tableteado.










PROCEDIMIENTO


Sección A: mezclador de Cubo y mezclador planetario o de doble listón , velocidad 20 rpm.

Sección B: mezclador de Cubo y mezclador planetario o de doble listón, velocidad 40 rpm .

I.-Obtención del mezclado

1) Pesar 300g de granulado de Lactosa y Pasta de Almidón al 15% (colocar en una bolsa de plastico)
2) Pesar 300g de Acido Acetil Salicílico (AAS) . (colocar en una bolsa de plastico)
3) Fijar velocidad en el mezclador. Sección A 20 rpm. Sección B 40 rpm
4) Colocar ambos sólidos en el mezclador.
5) Accionar el mezclador y dejarlo operar por espacio de 5 minutos
6) Apagar el mezclador y tomar 3 muestras de polvo en diferentes zonas de aproximadamente 100 mg cada una.
7) Identificar adecuadamente las muestras .
8) Repetir el paso 5 , 6 y 7 a los 10, 15, 20, 30 y 40 minutos (tiempo acumulado de operación).
9) Apagar el mezclador descargarlo y limpiarlo.
10) Colocar la mezcla en una bolsa de plastico e identificarla . (esta mezcla se utilizara en la practica de secado).

II.- Evaluación del Indice de Mezclado mediante la cuantificación de AAS por técnica espectrofotométrica. Basada en FEUM 7ª Edición, MGA 0361 Pag. 1043-1044.

* Preparación de Solución Estandar (40µg/ml(

1) Pesar 25mg de AAS Sustancia de Referencia. (considerando pureza).
2) Colocar en un matraz volumétrico de 25ml.
3) Adicionar 5 ml deNaOH 1 N con pipeta volumétrica. Llevar a aforo con agua destilada . Sol. A (1 mg/ml(.
4) Tomar una alícuota de 2ml con pipeta volumétrica de la Sol. A y colocar en un matraz volumétrico de 50 ml.
5) Llevar a aforo con NaOH 0.1N. Sol. B (40µg/ml(

La preparación de la solución de referencia es para todo el grupo.


* Preparación de Solución Muestra (40µg/ml(

1) Pesar del polvo mezclado lo equivalente a 50mg de AAS. (100 mg de polvo)
2) Pasar a un matraz volumétrico de 50 ml.
3) Adicionar 20 ml de agua destilada
4) Adicionar 10 ml de NaOH 1N con pipeta volumétrica.
5) Llevar a aforo con agua destilada. Sol. C (1 mg/ml(.
6) Filtrar si es necesario.
7) Tomar una alícuota de 2ml de Sol. C con pipeta volumétrica
8) Pasar a un matraz volumétrico de 50 ml.
9) Llevar a aforo con NaOH 0.1N. Sol. D ( 40µg/ml(.


*Lectura de absorbancias en el Espectrofotómetro.

1) Determinar las absorbancias de estandar y muestras a la longitud de onda maxima de absorción al U.V. del AAS (aprox . 306nm) utilizando celdas de cuarzo.
2) Utilizar como blanco solución de NaOH 0.1 N

*Determinación de cantidad de AAS en las muestras.
1) aplicar la siguiente formula:


Donde C= concentración de estandar de AAS en µg/ml.
D= factor de dilución en ml
Am= absorbancia de la muestra
Aref= absorbancia del estandar


Reactivos


600 ml de NaOH 1N
2000 ml de NaOH 0.1 N
Agua destilada
Acido Acetil Salicílico
Granulado de lactosa y pasta de almidón
Estandar de Acido Acetil Salicílico



MATERIAL

|-Por equipo (2 charolas) |-Por Sección ( 1 charola) |
|36 matraz volumétrico de 50 ml|3 matraces volumétricos de 1 litro |
1 espatula Cr/Ni |
|3 pipetas volumétrica de10 ml |1 matraz volumétrico de 100 ml |
|3 pipetas volumétrica de 2 ml |1 matraz volumétrico de 25 ml |
|1 probeta de 50 ml |1 matraz volumétrico de 50 ml |
|2 pipeta pasteur |1 pipeta volumétricas de 5ml |
|1 piseta |1 pipets volumétricas de 2ml |
|1 propipeta |1 vaso de pp de 100ml. |
|1 espatula Cr/Ni |1 parrilla de agitación |
|Papel filtro No. 42 |1 barra magnética mediana |
|3 embudos de filtación rapida
|3 vasos de pp de 100 ml






Contenido del informe

-Tabla de resultados


Mezcladora (cubo, planetario, doble listón)Velocidad (X) rpm

|Tiempo (minutos) | No. muestra |mg AAS |Media |S* |
1
|5 minutos |
2
3


*Desviación estandar muestral.

-Grafica de S vs tiempo (minutos).
-Detalle de calculo para la concentración de sol. Estandar y sol. Muestras.
-Detalle de calculo para los mg de AAS presentes en la muestra, media y desviación estandar.
-Analisis de resultados y conclusiones.


Nota: En esta practica se pretende evaluar los parametros críticos de mezclado como son velocidad y tiempo. Por lo que se evaluaran los resultados de las dos secciones de cada grupo para poder hacer el analisis completo de resultados y conclusiones. Para lo cual se conseguiran los resultados de cada sección .











Bibliografía


-Jose Helman, Farmacotecnia , Teórica y practica, Compañía Editorial Continental, 1981, tomo IV, capítulo 31,
-Michael E. Aulton. Farmacia ,la ciencia del diseño de las formas farmacéuticas, 2ª Ed., Elsevier, 2004, capítulo 13.
-José Luis Vila Jato, Tecnología Farmacéutica, Vol I. Aspectos fundamentales de los sistemas farmacéuticos y operaciones basicas, Editorial Síntesis,2001, capítulo 6.