LISTA DE EXERCICIO OP UNITARIAS 2

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UNIVERSIDADE DA AMAZONIA
CURSO DE FARMACIA
DISCIPLINA DE OPERAÇÕES UNITARIAS
PROFESSOR NELSON ALENCAR
LISTA DE EXERCICIOS 2
CENTRIFUGAÇÃO
O que é Centrifugação?
É uma técnica de separação de misturas que se baseia no uso da força centrífuga no lugar da força gravitacional. A força exercida sobre a mistura é grandemente aumentada, acelerando o processo de decantação.
qual a sua utilização? de exemplos:
Utilizado na separação de sólidos em suspensão em líquidos ou de líquidos imiscíveis entre si de densidades diferentes, como auxiliar de processos de Secagem, remoção de agregados coloidais, quebra de emulsões, e purificação de matérias primas.
como funciona esse método?
Tubos de ensaio contendo a mistura são colocados em uma centrífuga, que os faz girar em posição quase horizontal à grande velocidade, aumentando assim a rapidez de depósito do sólido no fundo do tubo.
o que é força centrípeta?
O termo centrípeta significa aquilo que aponta para o centro. Associada à aceleração centrípeta, podemos definir pela segunda lei de Newton a força centrípeta. Essa força é responsável por manter os corpos presos à trajetória circular.
Na lei de Stokes para o calculo de velocidade centrípeta quem é o fator limitante?
determina a velocidade de sedimentação das partículas.
porque não existe a força centrifuga?
 Por que o que muitos chamam de força, na verdade, é a inércia. Durante a execução da curva, o corpo tende manter o movimento na direção anterior.
o que é clarificação?
 separação que visa eliminar partículas em suspensão de um líquido. Esta operação consiste em adicionar um produto clarificante (orgânico ou mineral), que por adsorção eletrostática apresenta a faculdade de coagular, flocular e arrastar as partículas em suspensão.
TAMISAÇÃO
Quais são os métodos de fragmentação de sólidos?
moagem de cristais para facilitar sua dissolução (lixiviação), britamento e moagem de combustíveis sólidos antes da queima, corte da madeira antes do cozimento na produção de celulose.
O que é um tamis?
O tamis é uma peneira utilizada na indústria farmacêutica, farmácias de manipulação, na construção civil e preparo de alimentos. Formada por uma fina malha, circundada geralmente por bronze ou metal inoxidável por onde passam principalmente pós, com a finalidade de reduzir o tamanho de partícula e produzir pós com tamanhos desejados. A malha do tamis tem tamanhos definidos, que produzem pós de diferentes tamanhos: Muito Grosso; Grosso; Moderadamente Grosso; Fino e Muito Fino. Ele também pode ser usado para fazer o controle granulométrico de pós.
Porque a necessidade de reduzir tamanho de sólidos?
Aumentar as superfícies: (Reações químicas; Extração; Secagem), Diminuir o tamanho para separar dois ou mais constituintes, Modificar propriedades de um material: Ex: Reatividade Cor (intensidade); Mistura mais íntima entre dois sólidos: Ex: produtos farmacêuticos em pó. Auxiliar em outras etapas de utilização do produto.
Quais são os tipos de sólidos particulados? 
Pós 1 μm até 0,5 mm 
Sólidos Granulares 0,5 a 10 mm 
Blocos Pequenos 1 a 5 cm 
Blocos Médios 5 a 15 cm 
Blocos Grandes > 15 cm
Quais são os parâmetros para determinar a forma e a composição das partículas? Descreva a necessidade de cada propriedade
A forma e composição das partículas é determinada pelo sistema cristalino dos sólidos naturais e no caso dos produtos industriais pelo processo de fabricação. A forma é uma variável importante.
Dureza: afeta o consumo de energia e o desgaste da máquina. Com materiais duros e abrasivos é preciso usar máquina de baixa velocidade e proteger os apoios da poeiras abrasivas formadas. 
Estrutura: os materiais granulares normais, como carvão, minérios e rochas podem triturar-se eficientemente com o uso das forças normais de compressão, impacto, etc. Para materiais fibrosos é necessário efetuar uma ação de rompimento.
Conteúdo de umidade: verifica-se que os materiais não fluem bem se contiverem de 5 a 50% de umidade; nestas condições, os materiais tendem a se aglutinarem formando bolas.
Resistência ao Esmagamento: a potência necessária para o esmagamento é quase que diretamente proporcional à resistência do material ao esmagamento.
Friabilidade: é a sua tendência a fraturar-se durante o manuseamento normal. Em geral, um material cristalino quebrará ao longo de planos bem definidos e a potência necessária pra o esmagamento aumentará à medida que o tamanho da partícula diminui.
Empastamento: um material pegajoso tenderá a entupir o equipamento de moagem e, por isso, deverá ser moído numa instalação que possa ser rapidamente limpa.
Tendência para escorregamento (fluidez): esta característica é, em geral, um reflexo do valor do coeficiente de atrito da superfície do material. Se o coeficiente de atrito for baixo, o esmagamento pode ser mais difícil.
Apresente exemplos de fragmentadores de sólidos e diferencie-os:
trituradores de rolos , dois ou mais cilindros de aço giram em sentido contrário de forma que as partículas alimentadas são comprimidas entre eles. O modelo mais conhecido é o de dois rolos lisos, que também podem ser estriados. Os trituradores com rolos estriados são mais versáteis que os de rolos lisos, entretanto possuem limitações quanto ao uso em materiais sólidos muito duros.
moinho de martelos que opera principalmente por impacto do material com os martelos e com as 4 placas de britamento, fragmentando materiais frágeis não abrasivos. No rotor há um número de martelos periféricos que basculam em torno de seu ponto de fixação.
Moinhos de discos utilizam forças de cisalhamento na redução do tamanho das partículas. No moinho de disco um dos discos sulcados é fixo e o outro gira em alta velocidade.
No moinho de rebolo (Figura 1e) a moagem é realizada entre duas pedras horizontais pesadas circulares Uma das pedras é fixa e a outra gira em torno de seu eixo. O material é alimentado por cima, através de um furo central na pedra superior, sendo moído por atrito entre as duas pedras, cuja superfície é áspera. O produto sai lateralmente por ação centrífuga.
O que é a analise granulométrica? e o que á diferencia da centrifugação?
 A análise granulométrica consiste em passar o material através de uma série de peneiras com malhas progressivamente menores, cada uma das quais retém uma parte da amostra. Diferencia-se por classe de tamanho de partícula, que é definida por um limite superior e um limite inferior de acordo com a escala adotada.
Como funciona o método chamado tamisação?
consiste em colocar a amostra sobre a peneira mais grossa a ser utilizada e agitar em ensaio padronizado o conjunto de peneiras colocadas umas sobre as outras na ordem decrescente da abertura das malhas. 
Abaixo da última peneira há uma panela que recolhe a fração mais fina todas que as consegue passar através de peneiras da série. 
REFRIGERAÇÃO E CONGELAMENTO
Defina:
Refrigeração
Podemos definir como o abaixamento da temperatura de um produto visando manter a qualidade pela diminuição das velocidades das reações de deterioração que possam ocorrer no mesmo.
Congelamento
Quando ocorre a formação de gelo necessitando-se de temperaturas mais baixas e conserva por períodos longos
Quais fatores devem ser considerados na refrigeração? Porque?
Os fatores são: 
Temperatura: que vai depender do tipo de produto , tempo e condições de armazenamento;
 Umidade relativa: vai esta relacionada com a qualidade do produto, pois a umidade irá proporcionar quando baixa uma desidratação do alimento e se muito alta facilitará o crescimento microbiano.
Circulação do ar: vai permitir a manutenção da temperatura e a composição de uma atmosfera uniforme. Deve-se renovar este ar diariamente a fim de evitar a formação de odores desagradáveis pelos vários produtos armazenados no mesmo local.
Luz: deve-se manter o recinto às escuras.
 Composição da atmosfera de armazenamento: pode se potencializar o efeito de conservação pelo frio, controlando-se a atmosfera de armazenamento.
Qual a maior diferença entre os quatro métodos de resfriamento?A diferença está no modo de refrigerar o produto, e o níveis de temperatura.
Qual o melhor modo de congelamento? Justifique
Congelamento rápido
Quanto mais rápido o alimento for congelado, melhor, pois o alimento terá perdas mínimas de suas características nutritivas e sensoriais após o descongelamento. Agora, o descongelamento deve ser feito lentamente, sob temperatura de refrigeração e não em temperatura ambiente, para evitar a proliferação dos microrganismos.
Quais as diferenças entre refrigeração e congelamento?
Refrigeração consiste na redução e manutenção da temperatura dos alimentos acima do seu ponto de congelamento, sendo mais comuns as temperaturas entre 8°C e -1°C. Este processo retarda o crescimento dos microrganismos, diminui as atividades metabólicas, reações químicas e enzimáticas, prolongando a vida comercial somente por dias ou semanas.
congelamento ocorre uma redução mais drástica da temperatura do alimento, ou seja, abaixo do seu ponto de congelamento, que na maioria dos alimentos inicia-se a temperatura menor do que 0°C. Os alimentos congelados são mantidos a -18°C. Além disso, uma parte da água presente no alimento sofre uma mudança em seu estado físico formando cristais de gelo. Essa mudança do estado da água é a principal diferença entre a refrigeração e o congelamento. Com a formação de cristais de gelo grande parte da água é imobilizada ficando indisponível para os microrganismos e reduzindo a velocidade das reações químicas e enzimáticas. A diminuição da atividade da água na fase líquida junto com as baixas temperaturas permite conservar o alimento por mais tempo: meses e até anos. Diferentemente da Refrigeração em que o metabolismo celular tem certa atividade, no congelamento ele é cessado por completo.
Descreva sobre as vantagens e desvantagens dos métodos de congelamento
Vantagens: O congelamento é, indiscutivelmente, um dos melhores métodos de conservação de alimentos. Adequadamente conduzido, inibe a deterioração microbiológica, reduz a velocidade de reações químicas, como a atividade enzimática e a oxidação de gorduras, ao mesmo tempo em que retém o sabor, o aroma, a cor e o valor nutritivo dos alimentos e pouco altera a textura dos produtos após o descongelamento.
Desvantagens: Congelamento causa a degradação dos pigmentos em verduras, a clorofila degrada-se lentamente em feofitina, de cor marrom; e em frutas, a variação de PH devido a precipitação de sais na soluções concentradas provoca alterações de cor nas antocianinas (vermelhos e roxos). Certos produtos, como banana e o tomate, não podem ser armazenados em temperatura inferiores a 13°c porque podem prejudicar o processo de maturação através da influência de certas enzimas, além de sofrer queima pelo frio. A textura pode ser afetada, por exemplo, no caso de sorvetes devido à cristalização da lactose; no leite, o elevado conteúdo de cálcio provoca gelificação da caseína e o produto quando descongelado é pouco estável. No caso de emulsões, o congelamento leva a uma ruptura das membranas das gorduras, que quando descongelado ocorre quebra da emulsão. As variações físicas que ocorrem nos cristais de gelo, denominadas de recristalização, são responsáveis pela grande parte de perdas de qualidade dos alimentos congelados e é em grande parte causada por flutuações da temperatura de estocagem.
LIOFILIZAÇÃO
O que é liofilização? 
um processo de estabilização, no qual uma substância é previamente congelada e então a quantidade de solvente (geralmente água) é reduzida, primeiro por sublimação e posteriormente por dessorção, para valores tais que impeçam atividade biológica e congelamento inicial, reações químicas; e passam pelos processos de secagem primária e secagem secundária.
Porque utilizar a liofilização?
 Por 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. O processamento correto pode permitir a manutenção das características do produto praticamente por tempo ilimitado.
Descreva as etapas de liofilização 
Acondicionamento da matéria-prima: Processo caro, exige matéria-prima de qualidade e a aplicação de tratamentos prévios adequados (limpeza, inativação enzimatica e preparação do produto).
Congelamento do material a baixíssimas temperaturas: Cristais pequenos e Temperatura tal que permita a menor quantidade possível de água por congelar.
 Secagem por sublimação direta do solvente congelado e por dessorção do solvente ligado sob baixa pressão
 Estocagem no estado seco sob condições controladas: ausência de O2 ou vapor d’água, por exemplo
Descreva sobre os estágios de liofilização
Congelamento: Temperatura de -20 ºC ou menor, pressão absoluta de 0,3 mmHg ou menor.
Secagem primária: Sublimação do gelo controlando a pressão de vácuo e o aumento da temperatura (calor latente de sublimação – 2840 kJ/kg) 
Secagem secundária: Eliminação da água ligada por evaporação a vácuo, aumento da temperatura (20-60ºC). Remoção do solvente adsorvido ou não ligado.
Quais as vantagens e desvantagens desse método?
Vantagens: Produtos com estrutura inalterada, fáceis de transformar em pó e de dissolver, fáceis de (re) hidratar; Reduzidas alterações nos nutrientes, cor, aroma e gosto (alimentos) e mínima perda de actividade em materiais sensíveis ao calor (microrganismos); Produtos liofilizados tem melhor qualidade que os mesmos produtos desidratados por outros métodos; Processo não poluidor, água residual baixa (1 a 3%), fácil de armazenar e de transportar;
Desvantagens: Equipamento muito caro (3 vezes mais que em outros métodos de secagem), difícil de atingir a temperatura de liofilização (-60º C), bombas de vácuo muito potentes; Custo energético muito caro (2-3 vezes mais que em outros métodos de secagem), processo muito demorado (mais do 24 horas). Produtos com facilidade de hidratar e frágeis pelo que devem ser cuidadosamente embalados e armazenados.
Quais as diferenças entre os métodos de liofilização e spray dryer?
Apesar de bem estabelecido, o método de liofilização possuem desvantagens, como por exemplo: requer equipamentos caros e que ocupam muito espaço é um método longo, podendo levar dias para ser concluído, se for necessário que o produto final seja um pó, é necessário incorporar um processo de granulação posteriormente. Em contrapartida, a técnica de spray dryer é um processo mais simples, com maior taxa de processamento, escalável e pode produzir pós adequados para serem processados em tabletes/capsúlas, tudo em único processo, sem a necessidade de moagem ou outro tipo de processamento secundário. Além disso, o processo de spray dryer permite que a engenharia de partículas seja mais facilmente realizada. Através da modificação de parâmetros do processo, o usuário pode ajustar várias propriedades das partículas, como distribuição de tamanho, dispersibilidade, enriquecimento de superfície de biofármacos, enquanto que pelo processo de liofilização, o tamanho do material só pode ser reduzido por moagem.
Quais as aplicações na indústria farmacêutica?
Podem ser aplicados em Não-biológicos, onde o processo é usado para desidratar ou concentrar reativos ou substâncias químicas sensíveis ao calor.
 Bio-produtos não vivos, está compreende a principal área de aplicação e inclui: enzimas, hormônios, antibióticos, vitaminas, hemo-derivados, anticorpos, vacinas inativadas, fármacos que podem ser usados para diagnóstico e ação terapêutica; ossos e outros tecidos do corpo; alimentos, onde propriedades organolépticas são importantes.
Organismos vivos, onde células reconstituídas depois da secagem devem poder crescer e multiplicar-se para produzir nova progênie, como bactérias e fungos usados como culturas de semente ou vacinas.
Quando devemos utilizar a liofilização?
Produtos instáveis; 
 Sensível ao calor; 
Quando a rápida e completa re-hidratação é requerida; 
 Produtos de elevado valor;Minimização do peso; 
 Não é aconselhável o armazenamento em refrigeração ou congelação.