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Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS Faculdade de Farmácia Operações Unitárias RELATÓRIO 1: Desintegração e Tamisação Magali Ghisolfi Nicolas Luiz Feijó Silva Pâmela Gabriele Silva Santos Porto Alegre, abril de 2012. Prática 1: Desintegração de Sólidos Situação problema: obtenção de pó fino a partir de matéria-prima vegetal (Folhas de Espinheira-santa). 1. Operações unitárias envolvidas para atender a situação problema De modo geral em relação aos equipamentos usados, todos foram utilizados para a operação unitária de moagem. 2. Matéria utilizada Folhas de Espinheira-santa para os moinhos de facas, superfícies planares e bolas. No moinho coloidal só pode ser usado produtos líquidos e de consistência mole (meio pastosa) 3. Produto esperado, o que eu quero obter no final das operações Pó fino de Espinheira-santa. 4. Nome dos equipamentos utilizados para a moagem Moinho de facas Moinho de coloidal Moinho de superfícies planares Moinho bolas 5. Parte dos equipamentos Moinho de facas: Possui facas (lâminas), rotor, motor, carcaça. Moinho coloidal: Possui rotor, motor, estator (rotor de alimentação), tanque, tubuladura de alimentação. Moinho de superfícies planares: Possui uma roda fixa e uma roda móvel (rotor com disco sulcado), manivela, parafuso helicoidal (ou parafuso infinito ou esmagador helicoidal). Moinhos de bolas: Possui um cilindro (tambor) horizontal rotativo parcialmente preenchido (50%) com esferas, esferas ou bolas, tampa, suporte de sustentação do tambor, manivel. Estas esferas são constituídas de aço ou porcelana, de dureza maior da matéria prima que se quer desintegrar. 6. Peças desintegradoras Moinho de facas: facas ou lâminas. Moinho coloidal: Rotator e estator Moinho de superfícies planares: Parafuso helicoidal e rotor com disco sulcado e móveis. Moinhos de bolas: Esperas (bolas). 7. Forças que Atuam Moinho de facas: Corte Moinho coloidal: Abrasão, cisalhamento, atrito e corte. Moinho de superfícies planares: Atrito e compressão. Moinhos de bolas: Impacto e abrasão. 8. Funcionamento Moinho de facas: funcionamento é continuo. O funcionamento se dá por um rotor de alta velocidade que gira no interior de uma capa cilíndrica. No exterior, o rotor é acoplado a uma série de peças desintegradoras - facas (lâminas afiadas) - nos pontos de articulação. O material é cortado ao entrar em contato com as facas e se pulveriza. O equipamento padrão possui alimentação superior e descarga inferior. Moinho coloidal: funcionamento é continuo. A matéria-prima sofre alta rotação e grande força de cisalhamento (forças de corte e atrito) pela movimentação do rotor sobre o estator, que é fixo. Assim, a emulsão ou suspensão é formada e o produto é descarregado pela parte inferior. A alimentação é pela parte superior. Moinho de superfícies planares: funcionamento é continuo. O processo consiste no movimento de discos que aplicam uma força de compressão sobre a matéria-prima à medida que se manuseia o aparelho, gira-se a manivela fazendo com que o parafuso sem fim se movimento comprimindo as folhas de Espinheira-santa. A alimentação dele é pela parte superior e na lateral. Moinhos de bolas: Descontinuo. O tambor horizontal gira e provoca o cascalhamento das esferas e as ações combinadas de choque e cisalhamento provocam a desintegração da amostra. Para se ter uma maior eficiência de moagem, a quantidade de esferas deve ocupar metade do volume útil do tambor. A alimentação dele é pela parte lateral e descarrega pela lateral. 9. Exemplos de outros tipos de matérias-primas que podem ser utilizadas Moinho de facas: são utilizados para moagem de produtos fibrosos. Moinho coloidal: são utilizados na indústria química, alimentícia e farmacêutica para a emulsificação, homogeneização, desaglomeração, mistura umedecimento e moagem de produtos líquidos até altamente viscosos (materiais moles), usado para a desintegração de produtos líquidos e moles. Ex. óleo e água. Moinho de superfícies planares: são utilizados para moagem de grãos (leguminosas). Moinhos de bolas: são utilizados para moagem de vidro, revestimentos cerâmicos, vários tipos de produtos químicos e mesmo para o pó negro de carbono, minérios. 10. Outras operações realizadas pelos equipamentos Moinho de facas: são utilizados para moer superfícies fibrosas e misturar matérias primas. Moinho coloidal: são utilizados para realizar mistura de matérias primas liquidas ou moles de diferentes densidades. Moinho de superfícies planares: são utilizados para moer (ex.moer carne). Moinhos de bolas: são utilizados para realiza a operação unitária de mistura, pois nele pode ser usado materiais úmidos. É usado para remoagem também. 11. Eficiência do equipamento em relação ao produto obtido que é pó fino de Espinheira Santa . Moinho de facas: Este equipamento não fez com que obtivéssemos o pó fino, mas foi o mais eficaz dentre os quatro experimentados. Moinho coloidal: Não apresentou eficácia, pois ele não foi utilizado em função da matéria prima não ser liquida ou mole. Moinho de superfícies planares: Não apresentou eficácia, pois a matéria prima não era adequada para este tipo de equipamento. Moinhos de bolas: Não apresentou eficácia, pois o equipamento um outro tipo de matéria prima. 12. Equipamento de segurança (EPC e EPI) Moinho de facas: Máscara, protetor auricular, jaleco, sapato antiderrapante, luvas adequadas. Moinho coloidal: Máscara, protetor auricular, jaleco, sapato antiderrapante, luvas adequadas. Moinho de superfícies planares: Máscara, jaleco, sapato antiderrapante, luvas adequadas. Moinhos de bolas: Máscara, protetor auricular, jaleco, sapato antiderrapante, luvas adequadas. 13. Fotos dos equipamentos na apostila Moinho de facas: na página 15 do polígrafo (foto na página no canto direito). Moinho coloidal: na página 19 do polígrafo (ultima foto da página). Moinho de superfícies na página 18 do polígrafo (ultima foto na pagina no canto direito). Moinhos de bolas: na página 16 do polígrafo (primeira foto da página no canto direito). 14. Comentários Em todos os equipamentos vimos que é necessário equipamento de EPIs básicos (como jaleco, sapatos antiderrapantes, luvas) e em outros é necessário o uso obrigatório de máscara e protetor auricular. Foi observado que o risco ergométrico é bem grande devido o esforço físico, principalmente no esforço feito no Moinho de bolas, na hora de girar o moinho em função do seu peso e no Moinho de Superfícies planares devido ao esforço que tem que ser feito no girar a manivela. Prática 2: Tamisação de Sólidos Situação problema: A partir do material desintegrado usando a técnica da Farmacopeia Brasileira padronizar o produto. 1. Determinação da granulometria dos pós Na aula foi nos passado o material de Espinheira- santa desintegrada para padronização quanto a sua granulometria utilizando- se de diferentes tamanhos de tamis. A padronização foi baseada nos termos abaixo e, também, descritos na apostila da disciplina em consonância com a Farmacopeia Brasileira. 1.1 - Pó grosso: aquele com partículas passam por sua totalidade pelo tamis com abertura nominal de malha de 1,70 mm e, no máximo 40% pelo tamis com abertura nominal de malha de 355 um. 1.2 - Pó moderadamente grosso: aquele cujas partículas passam em sua totalidade pelo tamis com abertura nominal de malha de 710 um e, no máximo 40% pelo tamis com abertura nominal de malha de 250 um. 1.3 Pó semi- fino: aquele cujas partículas passam em sua totalidade pelo tamis com abertura nominal de malha de 355 um e, no máximo 40% pelo tamis com abertura nominal de malha de 180 um. 1.4 Pó fino: aquele cujas partículas passamem sua totalidade pelo tamis com abertura nominal de malha de 180 um. 1.5 Pó finíssimo: aquele cujas partículas passam em sua totalidade pelo tamis com abertura nominal de malha de 125 um. Na aula a turma foi dividida em dois grandes grupos com a mesma matéria – prima e situação problema: padronização e obtenção de pó fino, todavia o tamanho de eram malhas diferentes. Procedemos à técnica conforme a seguir: 2. Procedimento Operacional Padrão (POP) Cada grupo tinha a disposição béquer contendo a matéria-prima (Espinheira – Santa) e a recomendação da farmacopeia para obtenção de pó fino é: - Amostras com peso no máximo de 25 g; - Tamis de 180 um; - Tempo de 30 minutos; - Movimentos horizontais rotativos e verticais por 20 minutos ou até que a operação esteja completa. Procedimento: Pesar a matéria – prima (MP), escolher as malhas conforme o tamanho de granulométria desejada, colocar a MP nos tamis, fechar o recipiente, realizar os movimentos horizontais rotativos e movimento verticais sempre agitando pelo tempo determinado ou até que a operação esteja completa. A seguir abria a tampa do tamis, evitando inalar, retirar com cuidado o pó fina para que não haja desperdício, pesar o pó obtido e classificar conforme já padronizado pela farmacopeia. Para limpar o tamis é preciso só de álcool e depois deixa- lo secar bem. Grupo 1: Tínhamos à disposição o tamis com 180 µm, pesaram 25,00g de MP e todos integrantes realizaram movimentos rotatórios por 15 minutos. Ainda, tiveram perdas de MP por problemas no tamis. Grupo 2: Tínhamos à disposição duas malhas com tamanhos de 1.70 mm e 355 µm respectivamente. Assim ficamos impossibilitados de obter pó fino e o grupo decidiu na realização da técnica com obtenção de pó grosso. Foram utilizados 24,74 g de MP devidamente pesados colocados nos tamis posteriormente devidamente fechados e em seguida todos os membros realizaram movimentos oscilatórios por um tempo de 15 min. Resultados: Grupo 1: Obtiveram três frações de pós pesando respectivamente : 23,07g, 20,65 g e 2,38g. Sendo assim, concluíram que a última fração é pó fino, pois atendeu todos os requisitos de padronização (acima). Os demais não foram possíveis classificar. O grupo 1 conseguiu atender a padronização de pó fino. Grupo 2: Obtivemos três frações de pós pesando respectivamente : 3,16 g, 17g e 7g, e conforme especificação acima somente a última fração é padronizado como pó grosso. E o nosso grupo não atendeu a situação problema solicitada. Destacamos que nem dos grupos total sucesso na realização da técnica, pois não deveria haver três frações de material, então, concluímos que a operação unitária de moagem não foi adequada e suficiente para desintegração da espinheira- santa. Lembramos que conforme a RDC 67/2007 a sala e equipamentos de preparação e manipulação de produtos devem estar limpos, livres de poluentes e os manipuladores deve estar utilizando EPIS. 3. Mapa de risco Na nossa técnica foi percebido que: Risco Químico: A matéria-prima na transferência de material havia emissão de um pó ao operador e também no ambiente, liberado depois da tamisação, podendo resultar em riscos químicos. Riscos Ergonômicos: no manuseio dos tamises pode-se perceber que os movimentos repetitivos apresentam riscos ergonômicos ao operador. Riscos físicos: Durante o processo da operação, o operador deve estar vestindo todos os EPI’s adequados (jaleco, máscara, óculos e protetor aurículas quando necessário) e o ambiente deve ser bem ventilado e iluminado para que ofereça segurança para o operador e ainda não fique contaminado com a matéria-prima que se esta trabalhando. Caso isso tudo não for feito o operador pode apresentar asfixia em função de um ambiente mau ventilado e pode ter a sua audição prejudicada, caso não use o protetor auricular para algumas operações que apresentam um alto som de ruídos. Risco Biológicos: O material utilizado deve estar em boas condições para uso, pois se o material não for armazenado adequadamente e utilizado dentro do prazo de validade pode haver, também, ricos biológicos. Não ocorreu com os nossos grupos. Riscos Físicos Riscos Químicos Riscos Biológicos Riscos Ergonômicos Riscos de acidentes Risco Leve Risco Elevado Risco leve Risco Elevado Risco leve O laboratório de operações unitárias é uma sala que é dividida em dois ambientes pequenos. No primeiro encontra-se o moinho de bolas, o moinho de superficieis planares e alguns tamises. No segundo encontra- se uma capela onde se encontra o moinho de facas, moinho coloidal e outros tamises. O nosso laboratório esta disponível de acordo com o seguinte mapa de risco. 4. Legislação: Em relação à RDC 67/2007 não estávamos devidamente coerentes no uso de EPIs, já que não estávamos de mascaras por causa do pó, em um ambiente totalmente apertado com uma grande quantidade de pessoas e com outros equipamentos, materiais que não deveriam presentes em um laboratório. Ainda, os tamises são manuais e não deverão ser utilizados em uma escala maior como em laboratórios farmacêuticos e/ou nas indústrias. 5. Equipamentos: O ideal para uma nova escala de produção seria o Tamis laboratorial, com as malhas corretas para a produção do tipo de pó que você quer obter. Neste caso, queremos obter um pó fino e a malha correta é a de 180 µm. 6. Fotos do equipamento na apostila Tamis Laboratorial – na página 22, ultima foto do lado direito. Bibliografia: PONTES, CYNTHIA I. R., Operações Unitárias Farmacêuticas. Faculdade de Farmácia. UFRGS. Porto Alegre. 2012/1. Pag. 20-26 Farmacopeia Brasileira. Organização Andrei Editora. 3 ed. São Paulo. 1977. Pág. 1000-1001.
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