Estudo Dirigido Operações Unitárias

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REVISÃO DA I UNIDADE 
DISCIPLINA: OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
 
 
1) Descreva a importância de conhecer as operações unitárias no âmbito da 
produção de medicamentos e alimentos. Dê o conceito de operações unitárias 
(farmacêuticas) para complementar a questão. 
Resposta: 
Operações farmacêuticas envolvem eficácia, segurança e qualidade, é 
definida como o conjunto de processos empregados na preparação da matéria-
prima que será incorporada nas diversas formas farmacêuticas, iniciando 
desde a pesagem do princípio ativo, trituração, solubilização, incorporação, 
homogeneização e acondicionamento do produto. 
Sendo assim, é de extrema importância conhecer as operações 
unitárias, principalmente na aplicação das boas práticas de fabricação, 
validação, gestão de qualidade e também meio ambiente. 
Um exemplo a ser citado na produção de medicamentos é a produção 
de comprimidos, que envolvem as seguintes operações: Recebimento da 
matéria-prima, manipulação de pós, mistura dos constituintes, tamisação, 
granulação, compressão, seleção de comprimidos e acondicionamento. 
 Já na produção de alimentos, um exemplo é a produção de polpas de 
frutas que se inicia desde a recepção, lavagem, seleção, descascamento e 
descaroçamento, trituração, tratamento térmico, embalagem, congelamento 
e armazenamento. 
Interferências e erros durante esses processos podem comprometer 
inúmeras características, como, eficácia, qualidade e validade do produto final. 
 
2) Qual a diferença entre secagem e evaporação? 
Resposta: 
A secagem também pode ser denominada de desidratação, é definida 
como a operação que envolve a remoção de água ou qualquer outro líquido na 
forma de vapor, para uma fase gasosa insaturada através de um mecanismo de 
vaporização térmica, numa temperatura inferior à de ebulição. 
Já a evaporação trata-se de uma operação utilizada para eliminar água 
de alimentos líquidos diluídos, ela se difere da secagem pois o produto tratado 
por este processo permanece sempre no estado líquido, além disso, a 
evaporação tem como objetivo a concentração de uma solução pelo solvente. 
A principal diferença entre as duas operações é que diferente da 
secagem, a evaporação consiste na retirada de grande quantidade de líquido 
(água) em soluções com concentrações variadas, além disso, geralmente está 
associado a ebulição da água, seguida da sua evaporação. 
 
3) Qual o objetivo das operações unitárias de secagem? Cite 3 aplicações. 
Resposta: 
A secagem é de extrema importância no equilíbrio da umidade de 
diversos materiais, melhorando principalmente sua conservação. Ela é aplicada 
na produção de sistemas de liberação de fármacos, redução do peso do 
material através da retirada da água, além disso, a presença de água favorece 
a contaminação do material, com isso, a secagem favorece a conservação de 
fármacos através da redução do crescimento microbiano, garantindo assim 
propriedades organolépticas, validade e principalmente qualidade e 
conservação do produto. 
 
4) Quais cuidados deve-se ter para a obtenção da água potável? Quais operações 
são executadas para finalizar o processo? 
Resposta: 
Para obtenção da água potável é necessário que a água bruta seja tratada 
através de estações de tratamento de água (ETA), com o objetivo de melhorar 
os aspectos organolépticos, retirar substâncias nocivas ao ser humano e 
adicionar substancias benéficas. 
As operações que são executadas são: 
A SEPARAÇÃO PRÉVIA, que impede a passagem de peixes, plantas e detritos, a 
COAGULAÇÃO OU FLOCULAÇÃO, que adiciona agentes floculantes, como o 
Al2(SO4)3, que atua promovendo a sedimentação de impurezas. Logo após a 
floculação é realizada a DECANTAÇÃO de materiais, como o lodo, formado por 
argila, lama e microrganismos, seguido é aplicada a FILTRAÇÃO, retendo 
substâncias suspensas, inclusive substâncias formadas por bactérias. Após a 
filtração, é realizada a DESINFECÇÃO através do processo de cloração, que 
elimina os microrganismos patogênicos que não foram retirados na 
decantação e filtração, e a FLUORETAÇÃO que através da adição de compostos 
fluorados, reduzem o risco de desenvolvimento de cáries. Por fim, o último 
processo para obtenção da água potável é o CONTROLE DE QUALIDADE 
estabelecido pela portaria do Ministério da Saúde nº 2.914/2011, que analisa 
a turbidez, cor, pH e alcalinidade da água, além, presença de ferro, manganês 
e califormes. 
 
5) Qual a importância da água purificada? Quais métodos podem ser aplicados para 
a purificação de maneira adequada para a água usada em âmbito farmacêutico? 
Resposta: 
A água purificada é de suma importância no âmbito farmacêutico, pois, é 
utilizada na produção de medicamentos e cosméticos, preparo de soluções, 
análises clínicas, meios de cultura, etc. Ela pode ser obtida por combinações de 
técnicas de purificação a partir da água potável ou da reagende. 
Para que ocorra a purificação de maneira adequada para a água usada em 
âmbito farmacêutico é necessária uma sequência de operações unitárias, que 
envolvem processos como: a pré-filtração, que remove as partículas sólidas 
dispersas na água, onde o grau de filtração vai depender do tamanho das 
partículas e do poro utilizado, adsorção por carvão vegetal ativado, que possui 
grande capacidade de retenção de impurezas e poluentes, são necessários 
também, o tratamento com aditivos químicos, e tratamento com 
abrandadores, permutação ou resina de troca iônica, que consiste na troca dos 
íons da água por um íon de carga semelhante que está ligado em uma 
substância sólida insolúvel a água e também para a retirada de sais de cálcio e 
magnésio. 
Outra operação utilizada é a deionização e eletrodeionização contínua, além 
da osmose reversa, que remove de 90 a 99% da maioria dos contaminantes. 
Também pode ser utilizada a ultrafiltração com o uso de membranas filtrantes, 
a desmineralização, e degaseificação, que atua eliminando o íon carbonato, 
além da cloração, que reduz o risco de proliferação de microrganismos. Além 
disso, a ozonização e a radiação UV, também são operações utilizadas para 
impedir a proliferação de microrganismos, entre outros. 
 
6) Explique o conceito das operações de sedimentação e aborde sobre como 
acontece a decantação. 
Resposta: 
As operações de sedimentação tratam-se de um processo de separação em que 
a mistura de dois líquidos ou de um sólido suspenso num líquido é deixada em 
repouso, a fase mais densa, por ação da gravidade deposita-se no fundo do 
recipiente, ou seja, sedimenta, sendo assim, na operação de sedimentação as 
fases são separadas por diferença de peso. 
A decantação pode ser definida como livre ou retardada, no tipo livre as 
partículas encontram-se bem afastadas das paredes do recipiente e a distância 
entre cada partícula é suficiente para garantir que uma não interfira na outra. 
Para que a sedimentação seja “livre” o número de colisões entre as partículas 
não pode ser exagerado, portanto pode-se ter sedimentação livre em 
suspensões concentradas. Já no tipo retardada, ocorre quando as partículas 
estão muito próximas umas das outras, sendo muito frequente o número de 
colisões. Alguns fatores controlam a velocidade da decantação, sendo eles, a 
densidade do sólido e do líquido, como já foi citado, o diâmetro e as formas 
das partículas e a viscosidade do fluído. 
 
7) Discorra sobre as aplicações das operações de evaporação e fale sobre os 
equipamentos utilizados e suas respectivas partes. 
Resposta: 
A evaporação é uma operação unitária, que tem como objetivo, eliminar água 
de alimentos líquidos diluídos, obtendo-se assim produtos mais concentrados. 
Suas aplicações mais frequentes são na dessalinização, concentração de suco 
de frutas, produção de açúcar, produção de café solúvel ou leite em pó, como 
também para a concentração do licor negro, proveniente da indústria de papel 
e celulose. 
O equipamento utilizado para realizar este processo é o evaporador, que 
consiste em uma câmara, dentro da qual existe um trocador de calor com 
aquecimentoindireto que proporciona o meio de transmissão de calor ao 
produto por meio de vapor a baixa pressão. 
A evaporação pode ser classificada como Evaporação de simples efeito, que 
consiste no processo onde se utiliza apenas um evaporador e o vapor 
procedente do líquido em ebulição é condensado e descartado, recebendo o 
nome de evaporação. Outra classificação é a Evaporação de Múltiplo Efeito, 
caracterizada pela conjugação, em série, de dois ou mais evaporadores 
simples, numa mesma estrutura ou em estruturas separadas. Os sistemas 
utilizados são os mais diversos, podendo haver associação de descontínuo, 
mais convecção natural, e assim por diante. Além disso, na evaporação de 
múltiplo efeito, o vapor procedente de um dos evaporadores é utilizado como 
alimentação no elemento aquecedor de um segundo evaporador, e o vapor 
procedente deste é condensado, essa operação recebe o nome de duplo efeito. 
 
 
8) Responda os seguintes questionamentos sobre a técnica de irradiação: 
a. É uma técnica segura? Por quê? 
Resposta: 
Sim, é uma técnica segura, pois se trata de uma técnica que foi 
estudada há várias décadas e foi regulamentada por Food and Drug 
Administration (FDA) desde 1963; a partir de 1997, a World Health 
Organization (WHO) liberou a utilização da técnica para todo tipo de 
alimento, após estudos comprovarem que a técnica não é nociva à 
saúde. Porém, se trata de uma técnica segura se utilizada de forma 
responsável, por profissionais capacitados, podendo salvar vidas e 
melhorar a qualidade da mesma. 
 
b. A quantidade de irradiação aplicada é aleatória? Justifique. 
Resposta: 
Não, a quantidade de irradiação foi estabelecida por um comitê 
formado pela Organização Mundial de Saúde (OMS), pela Food and 
Agriculture Organization e pela Agência Internacional de Energia 
Atômica (AIEA) estabeleceu uma quantidade segura de material 
radioativo para o método e declarou que os alimentos irradiados com 
até 10,0 kilogray (unidade de medida para quantidade de radiação 
absorvida) são absolutamentes seguros. Além disso, o produto recebe 
a quantidade de radiação de acordo com cálculos prévios de acordo 
com cada tipo de alimento, mas claro, obedecendo os parâmetros 
estabelecidos citados acima. 
 
c. É aprovada por órgãos que fiscalizam e regulam as condições de saúde 
do trabalhador e do consumidor? Justifique. 
Resposta: 
Sim, conforme foi citado na resposta anterior, a irradiação foi aprovada 
pela Organização Mundial de Saúde (OMS), que se trata do principal 
órgão que regula e garante que todas as pessoas do planeta tenham 
acesso a saúde, além disso, também foi aprovada pela Food and 
Agriculture Organization (FAO), que trata-se de uma agência criada pela 
ONU, que tem como objetivo combater a fome e má nutrição e a tornar 
sustentáveis as agriculturas pelo mundo. 
 
d. É uma técnica muito conhecida? 
Resposta: 
Não, trata-se de uma técnica pouco conhecida. Devido ao nome de 
irradiação, algumas pessoas associam a técnica com algo que cause 
enfermidades, sendo assim, poucas pessoas sabem qual verdadeiro 
objetivo e benefícios da técnica, como a eliminação da proliferação de 
microrganismos, por exemplo. 
 
 
9) Aborde sobre as diversas aplicações do processo de centrifugação. 
Resposta: 
A centrifugação é uma operação bastante comum, é utilizada em laboratórios de 
análises clínicas, para separação do sangue dos seus demais constituintes e na 
análise de urina, também é utilizada no processamento de alimentos, como na 
centrifugação do leite integral para obter leite desnatado, no tratamento de água 
residuais, além disso, é útil para determinar massa e volume de partículas 
coloidais, determinar massas moleculares e separar isótopos, entre outras 
aplicações. 
 
10) Quais os tipos de centrifugação? Explique-os apresentando desenhos 
esquemáticos como abordado em aula. 
Resposta: 
Os tipos de centrifugação podem ser definidos como: 
CENTRIFUGAÇÃO POR GRADIENTE DE DENSIDADE: 
A centrifugação por densidade é o método preferido para purificar organelas 
subcelulares e macromoléculas, onde as amostras são centrifugadas a uma dada 
velocidade, resultando em um sobrenadante e uma fração de mistura de todos os 
componentes sedimentados e não de todos aqueles que são desejados. A 
separação nesse tipo de centrifugação é realizada através de partículas que tem a 
mesma densidade de flutuação, mas diferem em forma ou tamanho, além disso, 
a centrifugação deve ser interrompida quando as partículas forem separadas, 
mas antes que todas as partículas atinjam o fundo do tubo. 
 
 
 
 
 
 
 
ULTRACENTRIFUGAÇÃO: 
A ultracentrifugação necessita de um tipo específico de centrífuga, a ultracentrífuga. 
As velocidades alcançadas pelos rotores nestas centrífugas são muito elevadas. 
Neste tipo de centrífuga, a câmara onde se situa o rotor é refrigerada e encontra-se 
sob vácuo, para evitar o sobreaquecimento por atrito com o ar e para permitir que 
altas velocidades sejam atingidas, esse método é utilizado para a sedimentação de 
macromoléculas, sob determinadas condições, acontece também uma distribuição 
não uniforme de moléculas de menores dimensão ao longo do tubo. A sedimentação 
depende da massa, forma e densidade das moléculas, bem como a densidade do 
solvente.