Aula 3 Física Aplicada a farmácia

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Técnicas de Separação envolvendo
Transmissão de Calor
Física Aplicada (31A9)
	
	
	
	
	
Profa. Dra. Giovana D. Sousa
Recife, 2017. 
	
	
	
	
	
	
	
	
Transferência (transmissão) de calor
• Por Condução
• Por Convecção
• Por Radiação
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Condução
• A condução é processo pelo qual o calor se transmite ao longo de um meio material, como efeito da transmissão de vibração entre as moléculas. As moléculas mais energéticas (maior temperatura) transmitem energia para as menos energéticas (menor temperatura).
Condutores térmicos: metais
Isolantes térmicos: borracha, a lã, o isopor e o amianto
	
	
	
	
	
	
	
	
Convecção
• A convecção ocorre no interior de fluidos (líquidos e gases) como consequência da diferença de densidades entre diferentes partes do fluido.
Ex 1: um recipiente contendo água é colocado sobre uma chama. Pelo aquecimento, a parte inferior da água se dilata e fica com densidade menor que
a parte superior. Com isso, ocorre uma corrente ascendente e outra descendente.
Essas correntes são chamadas de correntes de convecção.
Ex 2: os refrigeradores, neles, o congelador é colocado na parte superior. Desse modo o ar mais frio desce, espalhando-se pelo interior do refrigerador.
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Radiação
• Todos os corpos emitem ondas eletromagnéticas cuja intensidade aumenta com a temperatura. Essas ondas propagam-se no vácuo e é dessa maneira que a luz e o calor são transmitidos do Sol até a Terra.
Entre as ondas eletromagnéticas, a principal responsável pela transmissão do calor são as ondas de infravermelho.
	
	
	
	
	
	
	
	
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Secagem
 Remoção da água, por evaporação, de substâncias e produtos. Operação unitária destinada à remoção de um líquido agregado a
um sólido para uma fase gasosa insaturada através de vaporização térmica. É um processo simultâneo de transferência de calor e massa entre o produto e o ar da secagem.
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	Importância da Secagem
Produtos Farmacêuticos - Precisão de dosagem e manuseio
Transporte e Armazenagem
Estabilidade química e farmacológica
Padronização - Melhor produto acabado
Assim, a investigação da influência do processo de secagem sobre parâmetros de qualidade e estabilidade do produto é um tema atual e de grande relevância tecnológica.
	
	
	
	
	
	
	
	
Importância da Secagem
 Na área farmacêutica, a preservação e estabilidade de fármacos e medicamentos é de fundamental importância.
 A secagem é uma operação importante no processamento de produtos farmacêuticos e biológicos, objetivando a redução do teor de umidade, e consequentemente, da atividade de água do produto a níveis considerados seguros, para evitar possível crescimento microbiano e reações de degradação durante o armazenamento.
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	Importância da Secagem
• Durante a operação de secagem podem ocorrer transformações químicas, físicas, bioquímicas e enzimáticas, que em geral são dependentes das características do produto processado, tipo de secador e condições operacionais.
• Em muitas situações essas alterações são desejáveis, pois promovem melhora em algumas características do produto como aumento na biodisponibilidade de ativos, aumento da solubilidade do material, eliminação de microorganismos patogênicos, entre outros.
• Entretanto, em outras situações a secagem pode causar transformações indesejadas, como por exemplo, a perda de atividade enzimática, degradação e perda de compostos termosensíveis e/ou voláteis ...
	
	
	
	
	
	
	
	
Umidade
• A umidade absoluta é definida como a massa de vapor de água (usualmente em gramas) por unidade de volume (usualmente em m3). Seria a densidade de vapor d’água:
• A umidade relativa (UR) é a relação entre a pressão parcial da água contida e a pressão de vapor da água tomada à temperatura. Em outras palavras, a umidade relativa é a relação entre a quantidade de água existente (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na mesma temperatura (ponto de saturação).
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Procedimentos de Secagem
1- Ar quente
2- Radiação Infravermelha
3- Microondas
4- A vácuo
5- Cilindros (roller drier)
6- Aspersão (spray-drier)
7- Liofilização
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Equipamentos
Secador de esteira* Secador de túnel
Secador de leito de jorro*
Spray dryer*
Tambor rotativo*
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Esquema de um Secador de esteira.
	
	
	
	
	
	
	
	
• A secagem por atomização, secagem por pulverização, secagem por aspersão, ou ainda, spray drying, sendo o equipamento típico chamado de spray dryer, é um método de produção de pó seco a partir de um líquido ou suspensão por secagem rápida com um gás quente.
• Este é o método preferido de secagem de diversos materiais termicamente sensíveis, tais como alimentos e produtos farmacêuticos.
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Esquema de Secador Pulverizador (Spray dryer).
Esquema de Secador de Tambor (camada seca na porção superior do cilindro).
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Esquema de Secador de Tambor (camada seca na porção inferior do cilindro).
Esquema de Secador de Tambor.
LIOFILIZAÇÃO
Objetivo: Preservar materiais biológicos e produtos farmacêuticos sem danos
Princípio: congelamento da
água do produto e
sua posterior remoção por sublimação.
O produto resultante é estável e pode ser reidratado rapidamente.
	
	
	
	
	
	
	
	
- Baixas temperaturas de processamento
- Ausência de água líquida
- Rápida transição de estado completamente hidratado para estado quase completamente desidratado
Redução de reações de degradação que normalmente ocorrem em outros processos de secagem
	
	
	
	
	
	
	
	Etapas
1. Congelamento do material a baixíssimas temperaturas
2. Secagem por sublimação direta do solvente congelado e por dessorção do solvente ligado (sob baixa pressão)
3. Estocagem no estado seco sob condições controladas
(ausência de O2 ou vapor d’água, por exemplo)O processamento correto pode permitir a manutenção das características do produto praticamente por tempo ilimitado
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Estágios do processo
1. Congelamento
2. Secagem primária
3. Secagem secundária
1. Temperatura de – 20 oC ou menor, pressão absoluta de 0,3 mmHg ou menor
2. Avanço da interface de sublimação x=0 a x=L
3. Remoção do solvente adsorvido ou não ligado
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Liofilizador de bancada
Esquema de um liofilizador Industrial.
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QUESTÕES???
Dúvidas???
Obrigada!
giovana.sousa@nudfac.com.br
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