Seminário - Compressão e consolidação de sólidos em pós_2

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SÓLIDOS EM PÓ
Pós heterogêneos
Sistemas complexos
Pós x Indústria
Partículas individuais
Características do granel
COMPACTAÇÃO
 Grande importância para indústria;
 Compressão: associada ao deslocamento gasoso;
 Consolidação → ↑força mecânica.
INTERFACE SÓLIDO-AR
 Forças de ligação intramolecular e inter-molecular → superfície ≠ seio;
 Energia livre de superfície do sólido e fenômenos importantes.
Coesão + Adesão
↑Propriedade intrínseca dos pós em granel
Resistência total ao movimento relativo das partículas
ÂNGULO DE REPOUSO
 Resistência da partícula;
 Teste do cilindro e do cubo;
 Ângulo até 40º → escoamento razoável;
 Ângulo > 50º → escoamento difícil;
 Sensibilidade a variação do tamanho da partícula, distribuição do tamanho da partícula e teor de umidade do pó.
VELOCIDADE DE ESCOAMENTO
 Velocidade de escoamento (Q) → determinação da resistência ao movimento das partículas;
 Velocidade de escoamento com misturas de frações com tamanhos diferentes do mesmo material → escoamento máximo;
 Índice de Compressibilidade (I).
RELAÇÃO MASSA VOLUME
 Determinação do volume de uma amostra é mais difícil de obter. Isso se dá devido a:
 Espaços abertos à superfície;
 Espaços fechados dentro da partícula;
 Espaços entre as partículas do material.
RELAÇÃO MASSA VOLUME
 Em fenômenos que levam a uma variação de volume, é importante levar em consideração o Volume Relativo (Vr):
Interpretações do volume em pó:
Volume Verdadeiro (𝑉_𝑣)
Volume da Partícula (𝑉_𝑝)
Volume do Granel (𝑉_𝑔)
Interpretações do volume em pó:
 
 
 
RELAÇÃO MASSA-VOLUME
Porosidade: controlar progressão de um processo de compressão. É expressa em termos de porcentagem:
Poros
↑velocidade de dissolução dos comprimidos
↑velocidade de desintegração
RELAÇÃO MASSA-VOLUME
 Principal método (medição do volume): picnômetro (Hélio);
 Outros métodos: massa de um líquido na proveta, processo de empacotamento por batimento, procedimentos de vibração.
DENSIDADE
 Relação entre massa e volume do material;
 Comparações entre densidade real e da amostra → densidade relativa;
 Processo de compressão → ↑densidade relativa.
Densidade
Verdadeira
Do grânulo
Do granel
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
Deformação
Deforma-ção elástica
Deformação plástica
Fragmen-tação frágil
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
 Compressão:
 Deformação reversível → plástica;
 Deformações extremas haverá um componente elástico;
 Com a redução do volume dos pós, a densidade irá aumentar.
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
CONSOLIDAÇÃO
 Natureza das ligações → ↓superfície de conato = ↑força de compressão →↑força mecânica.
Superfícies de 2 partículas se aproximam
Energias livres de superfície
Forças de atração
Consolidação (por soldura)
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
↑Forças para transmissão por pontos de contato entre partícula
↑fricção
↑Temperatura local
Fundição do material
Ligação por fusão
↑resistência mecânica do sistema
Dissipação de tensão
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
 Processo influenciado por natureza química dos materiais, superfície disponível para contato, presença de contaminantes à superfície e distância;
 Tipo e grau de compressão → consolidação;
 Pós farmacêuticos.
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
 Excipientes (compressão direta);
 Fatores que interferem no processo de compressão;
 Quebra ou laminação = ↑Área de superfície;
 Pressão contribui para solubilidade;
 ↓Força aplicada → forças moleculares + eletrostática = atração.
EFEITO DAS FORÇAS APLICADAS
 Ação da umidade:
 < 1% = prejuízo ao comportamento;
 A água removida poderá:
 Reduzir porosidade e atuar como lubrificante da matriz;
 Desidratação térmica → quebra.
GRANULAÇÃO A ÚMIDO
 Adição de líquidos aos grânulos;
 Pressão capilar negativa → ↓resistência dos grânulos;
 ↑Quantidade de líquido = estado funicular;
 Aglutinantes auxiliam na formação de pontes sólidas.
PROPRIEDADES DOS GRÂNULOS
 Forma e distribuição dos grânulos;
 Escoamento do granel;
 Resistencia mecânica;
 Porosidade;
 Formas esféricas → ↓ângulo de repouso;
 Importância do grau de comportamento.
IMPORTANTE NO PROCESSO DE COMPACTAÇÃO
RESISTÊNCIA DOS GRÂNULOS
 Compressão, tensão, fricção, torção e impacto;
 Valor ótimo de resistência;
 Quantidade de líquido utilizada e concentração do aglutinante.
RESISTÊNCIA DOS GRÂNULOS
	CARACTERÍSTICAS	CONSEQUÊNCIAS
	Partículas de tamanho reduzido	↑resistência dos grânulos (devido ao maior numero de pontos de contato das partículas na superfície)
	Grânulos pequenos tendem a ser menos resistentes	Falta de processo correto de consolidação
	Grânulos pouco resistentes + porosos	Formam comprimidos que se consolidam melhor quando submetidos
	Grânulos pouco resistentes	Dissolução
		Embora seja friáveis apresentam boa forma regular aumentando uniformidade
COMPRESSÃO E CONSOLIDAÇÃO (↑PRESSÃO)
 Deformações consideráveis nas partículas sólidas;
 Ultrapassam limite de elasticidade → Deformação Plástica;
 Estrutura deve ser resistente;
 Deformação elástica pode dar origem a laminação.
Deformação plástica
Aparecimento de superfícies novas e sem contaminantes
Pressão
Soldaduras a frio
COMPRESSÃO E CONSOLIDAÇÃO (↑PRESSÃO)
Fatores interferentes:
Efeitos da fricção
Distribuição da Força de Compressão
Lubrificação na parede da matriz
Forças de ejeção
ENERGIA ENVOLVIDA NA CAPACITAÇÃO
 Energia necessária para o funcionamento do equipamento pode levar a destruição do comprimido;
 Conversão de energia em calor para controlar o equilíbrio de energia do sistema.
RESISTÊNCIA DOS COMPRIMIDOS
Descrição
Resistência ao esmagamento
Friabilidade
Dureza
Resistência a torsão
Resistência a fratura
INSTRUMENTAÇÃO DE MÁQUINAS DE COMPRIMIR
INSTRUMENTAÇÃO DE MÁQUINAS DE COMPRIMIR
REFERÊNCIAS
 LACHMAN, L.; LIEBERMAN, H.A.; KANING, J.L. Teoria e Prática na Indústria Farmacêutica. Lisboa: Editora Fundação Calouste Gubenkian, 2001.
 MESSA, Rodrigo Viana. et al. avaliação da qualidade de comprimidos de hidroclorotiazida: medicamentos de referencia, genérico e similar comercializados na cidade de dourados - ms. Interbio v.8 n.1 2014 - ISSN 1981-3775.
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