Aula 01 - Operações unitárias

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Aula 01 - Operações 
unitárias
Profa. Msc Jeoadã Karollyne Silva
D A T A
Abordagem da 
aula ❑Indústria farmacêutica
❑Operações unitárias
❑Tipos de operações 
D A T A
A indústria farmacêutica tem como objetivo produzir medicamentos seguros e eficazes,
com eficiência e rentabilidade
A garantia da obtenção de medicamentos com
elevada qualidade passa por todos os estágios
da cadeia de produção que envolve desde a
produção dos ingredientes ativos até a obtenção
das formas farmacêuticas
Indústria Farmacêutica
D A T A
A produção de ingredientes ativos é
conhecida como produção primaria
O processamento para obtenção de
forma de dosagem final como
capsulas, comprimidos, injetáveis é
conhecida por produção secundária
Indústria Farmacêutica
D A T A
▪ Síntese química: capaz de produzir grandes quantidades de produtos. Exemplos: aspirina,
diazepam, ibuprofeno
▪ Biotecnologia: produtos com alto valor agregado. Exemplo: antibióticos, vacinas, derivados
de sangue
▪ Extração: extração de substancias ativas naturais de material vegetal, animal ou mineral.
Exemplos: alcaloides do ópio, dioxina, heparina, insulina (pâncreas de porco), tiroxina
(glândula tireoide animal)
Produção primaria
Indústria Farmacêutica
D A T A
❑ Síntese química 
Varias reações químicas sintéticas são utilizadas na síntese de substâncias ativas
Principal equipamento da indústria para a
produção de substâncias sintéticas
Conexões são colocadas na parte superior e inferior
para permitir que materiais sejam colocados no
reator, produtos sejam retirados e líquidos sejam
drenados
Indústria Farmacêutica
Produção primaria
Existem outros tipos de reatores cada um
projetado para um processo específico e
trazendo vantagens especificas.
D A T A
Os processos biotecnológicos são baseados no cultivo de microrganismos como
bactérias, leveduras, fungos ou células de plantas e animais
▪ Fermentação
▪ Recuperação 
▪ Purificação 
Fermentador e fermentação
❑ Processos baseados em biotecnologia 
Produção primaria
Indústria Farmacêutica
D A T A
Cada uma das etapas sequenciais numa linha de
produção industrial é uma operação unitária e o
conjunto de todas as etapas compõem um
processo unitário
Operações unitárias 
Operações Unitárias são sequencias de
operações físicas necessárias à
viabilização econômica de um processo
químico.
Operações unitárias 
1915
Arthur Little
Processo químico
dividido em etapas
D A T A
São blocos individuais que compõem um processamento, que vai dar origem a um produto
final a partir de uma certa matéria-prima
▪ Operações baseadas em transferência da quantidade de movimento
(sedimentação, moagem, ciclonagem);
▪ Operações baseadas em transferência de massa (destilação, extração, absorção,
adsorção);
▪ Operações baseadas em transferência de calor (permutadores de calor);
▪ Operações baseadas simultaneamente em transferência de calor e massa
(evaporação, cristalização).
Operações unitárias 
D A T A
Operações unitárias 
D A T A
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
Existe uma série de processos até que se chegue ao produto final
▪ Operações unitárias de processamento
térmico (secagem);
▪ Operações unitárias de separação;
▪ Operações unitárias de mistura.
Uma ou mais matérias-primas, que passarão por uma série de métodos, técnicas e
equipamentos para operações de transformações físicas
D A T A
Operações de processamento térmico (secagem) 
O princípio é 
a troca de 
calor
Pode ser classificada de acordo
com a temperatura e pelo
mecanismo de transmissão de
calor
A secagem remove qualquer solvente residual do
sólido. É realizada para produzir um pó fino e de boa
fluidez que pode ser facilmente manuseado em etapas
de processamento secundário
▪ Evaporação, vaporização,
sublimação e liofilização
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
D A T A
Operações de processamento térmico (secagem) 
O princípio é a troca 
de calor
▪ Condução
▪ Convecção
▪ Radiação
Os dispositivos ou
equipamentos de
transferência calor incluem
os trocadores de calor,
evaporadores e
condensadores
Pode ser classificada de acordo
com a temperatura e pelo
mecanismo de transmissão de
calor
A secagem remove qualquer solvente residual do
sólido. É realizada para produzir um pó fino e de boa
fluidez que pode ser facilmente manuseado em etapas
de processamento secundário
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
D A T A
A operação de secagem e o tipo de secador utilizado dependem de vários fatores
• Propriedades físico-químicas da alimentação e do produto desejado, 
• Propriedades das misturas entre o gás de secagem e o vapor do solvente removido,
• Cinética de secagem do material,
• Propriedades higroscópicas.
Durante a secagem podem ocorrer importantes
transformações químicas, físicas, bioquímicas e
enzimáticas que, em geral, dependem das
características do material processado, tipo de secador
e condições operacionais
As alterações são positivas e
desejáveis
Pode causar transformações
indesejadas
Secagem de produtos farmacêuticos
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
D A T A
❖ Despirogenização
Todos os produtos estéreis, suas matérias-primas ou materiais
envolvidos na fabricação ou embalagem desses produtos, têm por
obrigatoriedade a realização do ensaio de endotoxinas bacterianas, uma
vez que os níveis de pirogênio tornaram-se cruciais na liberação de
produtos farmacêuticos.
Controle de qualidade
São substâncias hipertermizantes, oriundas de bactérias mortas, intactas
ou desintegradas, patogênicas ou não. Podem preexistir ou podem se
formar durante a preparação
Operações de processamento térmico (secagem) 
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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Técnica que remove os pirogênios a partir da utilização de calor seco
Pode ser realizada em batch em estufas de
ventilação forçada ou em contínuo em túneis de
despirogenização
Ciclo teórico requerido por despirogenização é 250 ºC durante pelo menos 30 minutos.
Temperaturas superiores a 180 ºC por um tempo mínimo de 3 horas também
demonstraram eficácia na destruição de endotoxinas bacterianas
Despirogenização
Operações de processamento térmico (secagem) 
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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❑ Aplicação de meios físicos ❑ Aplicação de meios químicos
Modificam-se as forças da gravidade,
centrífuga ou cinética, para promover a
separação de materiais que apresentam
características diferenciadas em relação a
tamanho, forma, densidade, viscosidade.
Trabalha-se com as igualdades ou
diferenças nas afinidades apresentadas
pelos meios que se deseja separar.
• Tamisação; • Centrifugação; • Filtração; • Prensagem; • Extração com 
Solvente; • Adsorção; • Cristalização; • Trituração e Moagem
Operações de separação
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❖ Tamisação Uniformização do tamanho de partículas sólidas
Separação de uma
mistura de materiais
sólidos granulados de
diversos tamanhos
Podem ser empregados na produção de granulados efervescentes, pós, comprimidos
e encapsulação.
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
Operações de separação
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Separar sólidos de líquidos ou mesmo uma mistura de líquidos de densidades diferentes
As centrífugas de cesto são utilizadas para secagem de
produtos químicos e farmacêuticos.
❖ Centrifugação
Operações de separação
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Separação dos sólidos de líquidos ou de dois líquidos
Filtro de gravidade, 
pressão ou vácuo
Filtrado e resíduo
Fabricação de sucos de frutas, óleos vegetais, óleo de oliva, vinho, cerveja
❖ Filtração
Operações de separação
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Separação de dois líquidos ou dois sólidos, ou um líquido e um sólido
Uma das frações componentes
deve ser quimicamente reativa ou
solúvel
Extração do óleo de sementes, açúcar da beterraba, café solúvel e a
descafeinização do café.
❖ Extração
Operações de separação
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A
DA T A
Fenômeno físico-químico de
transferência, no qual um ou mais
constituintes, de fase gasosa ou
líquida, são transferidos para a
superfície de uma fase sólida
Adsorvatos e adsorvente
O adsorvente em uso mais importante no campo de controle de poluição ambiental é o 
carvão ativado
❖ Adsorção
Operações de separação
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Filtro de carvão ativado: purificação de algumas substâncias como a cafeína, vinho, sucos de
frutas, refino de açúcar, bebidas alcoólicas e outros.
▪ Transporte do adsorvato para a superfície exterior do adsorvente; 
▪ Difusão do adsorvato nos poros do carvão; 
▪ Adsorção de soluto nas superfícies interiores do adsorvente 
3 fases:
❖ Adsorção
Operações de separação
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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Processo de separação sólido-líquido em que ocorre a transferência de massa de um soluto,
a partir de uma solução líquida, para uma fase cristalina pura.
Formação de partículas sólidas no
estado cristalino a partir de uma fase
homogênea
Ácido acetilsalicílico e penicilinas
• Cristalização por resfriamento;
• Cristalização por evaporação/concentração 
e resfriamento; 
• Precipitação por reação ou mudanças de 
ph; 
• Precipitação ou cristalização por mudança 
de solvente
❖ Cristalização
Operações de separação
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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Obter produtos uniformes, tanto na forma líquida quanto na forma sólida
Distribuição uniforme de dois ou
mais componentes por meio da
movimentação destes, produzida
por equipamentos mecânicos
▪ Mistura de dois líquidos miscíveis
▪ Dissolução de sólidos em líquidos
▪ Dispersão de gás em um líquido como finas bolhas
▪ Suspensão de finas partículas sólidas em um líquido
▪ Agitação de um fluido
Operações de mistura
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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Os mecanismos de mistura podem ser divididos de acordo com a forma: líquida ou sólida
❑ Sólidos
Mistura por convecção:
ocorre quando há
transferência de grandes
grupos de partículas por
meio de pás.
Mistura por
cisalhamento: ocorre
quando uma camada
de material se move
sobre outra, o que
pode ocorrer em
misturadores por
convecção e por
tombamento
Mistura por difusão:
quando uma camada
de partículas que
está em repouso é
forçada a se
movimentar e/ou
fluir
Operações de mistura
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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❑ Líquidos
Transporte de massa:
movimento de líquidos,
movidos pelas pás de
forma rápida.
Fluxo turbulento: moléculas
são forçadas a se mover de
forma turbulenta, com
constantes mudanças na
velocidade e direção.
Difusão molecular: o
movimento individual das
partículas se faz necessária.
Operações de mistura
Os mecanismos de mistura podem ser divididos de acordo com a forma: líquida ou sólida
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
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Tipos de misturadores e sua aplicação na indústria farmacêutica 
❑ Misturador em duplo cone
Utilizados em
materiais que
necessitam manter a
uniformidade na
granulometria
❑ Misturadores em “Y” e em “V”
Os misturadores em “V” são
indicados para a mistura de pós com
densidades aparentes semelhantes.
O misturador em “Y” é adequado
para obter misturas homogêneas
processadas com baixo nível de ação
mecânica.
Operações de mistura
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
D A T A
❑ Misturador em turbina
Possui uma ou mais
hélices fixas a um eixo
giratório, que cria
correntes no líquido. É
indicado para líquidos de
viscosidade pequena
e/ou moderada.
Tipos de misturadores e sua aplicação na indústria farmacêutica 
Operações de mistura
Operações unitárias na indústria farmacêutica 
❑ Misturador em pás
Obrigada!
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