Pulverización Farmacéutica: Conceptos y Aplicaciones

La pulverización es una operación de división que busca romper las fuerzas de agregación o cohesión de la materia con el fin de aumentar su superficie específica. De este modo, se obtienen partículas más pequeñas del material de partida, incrementando así su superficie.

Objetivo Fundamental

Su objetivo principal es incrementar la superficie específica del material de partida.

Grado de División

El número de partes que se obtiene en esta operación de división se conoce como grado de división. Cuanto mayor sea el grado de división, mayor será la cantidad de partículas obtenidas.

La operación de división es fundamental, ya que el material no se altera cualitativa ni cuantitativamente.

Definición Farmacéutica

Es una operación básica o general de la tecnología farmacéutica que consiste en la división de un sólido seco para la obtención de polvos farmacéuticos mediante la utilización de fuerzas o medios mecánicos. Estos polvos se obtienen aplicando fuerzas o medios mecánicos al material de partida, utilizando herramientas o equipos más resistentes, como un martillo.

El producto resultante no se altera; es igual cualitativa y cuantitativamente al producto de partida.

Importancia de la Pulverización (Aplicaciones en Tecnología Farmacéutica)

Radica en la disminución del tamaño de partícula, lo que se traduce en un incremento de la superficie específica.

Ventajas de la Pulverización

• Punto de vista tecnológico:
  • Facilidad de manejar y manipular el material (pesado, envasado, dosificación, etc.).
  • Facilita la dosificación, logrando uniformidad del contenido del material de partida. Mejora las propiedades de flujo al reducir el tamaño de partícula y aumentar la superficie específica.
  • Facilita la mezcla y homogeneización, dispersión, operaciones de separación (extracción) y desecación.
  • Modifica el color. En algunas ocasiones, esto puede ser un inconveniente.
• Punto de vista biofarmacéutico:
  • Permite mejorar la tolerancia y hacer posible la administración de determinados principios activos. Por ejemplo: administración de aerosoles por vía pulmonar o administración de colirios por vía oftálmica.

Inconvenientes de la Pulverización

• Derivados del incremento de la superficie específica, lo que puede hacer que el material sea más susceptible a ser atacado por microorganismos, a la oxidación, hidrólisis, etc.

Leyes de la Pulverización o Balance Energético

La pulverización es una operación energéticamente costosa. Solo el 2% de la energía gastada se transforma en trabajo útil para la división de las partículas. La energía restante se disipa en forma de calor (70-80%) y ruido (debido a los choques de las partículas). Otra pequeña parte de energía se destina al desplazamiento del material.

Las leyes de pulverización son postulados teóricos que buscan determinar el dispositivo más óptimo para minimizar el gasto energético o para comparar diferentes equipos de pulverización.

Ecuación Diferencial de Walker

La energía necesaria para realizar un trabajo de reducción en el tamaño de partícula es inversamente proporcional al tamaño de las mismas, elevado a un exponente adecuado.

(De/dD) = (c/

• dE: energía necesaria
• dD: reducción en el tamaño de partícula
• D: tamaño de partícula
• C: eficacia de la operación
• N: cociente apropiado a la reducción del tamaño de partícula que se ha llevado a cabo. Dependiendo de este, se deducen las demás leyes.

Principales Leyes de Pulverización: Rittinger, Kick y Bond

• Ley de Rittinger

  La energía necesaria para realizar un trabajo de reducción es directamente proporcional al desarrollo o al aumento de superficie que sufra el sólido, es decir, es proporcional a las superficies creadas.

  También podríamos decir que la energía necesaria para realizar la pulverización del sólido es inversamente proporcional a las dimensiones finales. Es una ley teórica que presenta desviaciones en la práctica, ya que el coeficiente de Rittinger se aplica a sólidos ideales.

  En conclusión, cuanto menor es el tamaño de partícula, mayor es la superficie específica creada. Por lo tanto, a mayor energía empleada, mayor superficie específica se obtiene, o lo que es lo mismo, menor tamaño de partícula.

  La energía necesaria para llevar a cabo la pulverización será inversamente proporcional al tamaño final de partícula que queremos obtener.

  Esta ley solo se cumple desde el punto de vista teórico; en la práctica no se cumple al 100%, ya que requeriría un sólido ideal. Es útil para predecir el balance energético necesario en la pulverización de materiales quebradizos y frágiles en molinos pulverizadores que permiten obtener un tamaño de partícula muy pequeño.

  Aplicaciones:

  • Materiales quebradizos (frágiles) y con pequeño tamaño de partícula.
  • Molinos pulverizadores (polvos pulverizados).

• Ley de Kick

  La energía o el trabajo necesario para realizar una reducción de tamaño es función directa del logaritmo del cociente entre la dimensión inicial (Li) y la dimensión final (Lf) del sólido.

  Razón de reducción: 8/1 si el tamaño de partícula es mayor y 100/1 si el tamaño de partícula es muy pequeño.

  Tiene el inconveniente de que supone que la energía necesaria para reducir el tamaño de partícula es independiente del tamaño inicial. Como la ley se enuncia en relación a la razón de reducción, no influye tanto el tamaño de partida.

  Resulta útil esta ley para predecir el gasto energético cuando las partículas obtenidas tras la pulverización tienen un tamaño relativamente grande, el material de partida tiene un comportamiento elástico o tenaz, y cuando se usan molinos fragmentadores.

  Aplicaciones:

  • Materiales elásticos y de gran diámetro.
  • Molinos fragmentadores.

• Ley de Bond

  El trabajo necesario para realizar una reducción de tamaño es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del tamaño producido. C = constante que depende del material y del dispositivo.

  Resulta útil para predecir el balance energético cuando las dos leyes anteriores no son aplicables.

Tipos de Molinos Pulverizadores

1. Molino de Rodillo o Cilindro

El mecanismo responsable de la pulverización es la laminación (compresión + fricción).

Partes del Dispositivo

Los elementos responsables de la pulverización mecánica son los rodillos o cilindros, por lo que deben estar fabricados con un material muy duro y resistente, normalmente acero al manganeso. Pueden tener la superficie lisa o estriada; se prefiere que sea estriada porque de este modo se incrementa la fricción y se mejora el rendimiento de la pulverización.

Molino de un Rodillo

Está constituido por un rodillo que se dispone horizontalmente y que tiene un diámetro mucho menor que su longitud (es más largo que ancho). Este rodillo tiene un movimiento rotacional, gira sobre sí mismo gracias al movimiento que imprime un motor. La compresión y fricción entre dos piezas, el rodillo y la pieza fija, provocarán la división del material.

Funcionamiento del Molino de un Rodillo

Su funcionamiento es muy sencillo: se vierte el material a pulverizar sobre el rodillo, el movimiento hace que caiga entre él y la pieza fija, y se produce la división del material.

Molino de Dos Rodillos

Está constituido por dos rodillos que se disponen horizontalmente. Además, estos rodillos tienen un diámetro menor que su longitud. Su superficie puede ser lisa o rugosa, aunque se prefiere que sea estriada.

Uno de los rodillos tiene un resorte como medida de seguridad, que le permite saltar y alejarse del otro rodillo en caso de que haya una partícula muy grande o de un material muy duro que no sea capaz de pasar a través de los dos rodillos.

Los rodillos tienen un movimiento rotacional, giran sobre un eje, y lo hacen en sentido opuesto, uno hacia el otro, para que sea posible la pulverización. También pueden girar a la misma velocidad o a velocidades diferentes; se prefiere esto último porque se ha observado que así se mejora el rendimiento.

Además, el dispositivo cuenta con una tolva de alimentación, a la que llega el material a pulverizar a través de una cinta transportadora, cayendo sobre los rodillos para que se lleve a cabo la pulverización. Una vez que el material se ha pulverizado, sale del interior del dispositivo por una boca de descarga. Todo este dispositivo estará encerrado en una carcasa para protegerlo.

Este dispositivo lleva a cabo un mecanismo de laminación, es decir, la combinación de compresión y fricción. Presenta un funcionamiento continuo porque se va incorporando más material a pulverizar y sale al exterior pulverizado sin que se tenga que parar el funcionamiento del dispositivo. Se emplea sobre todo para la pulverización de materiales quebradizos o de dureza intermedia; no es útil para materiales fibrosos. Es adecuado para pulverizar partículas con un tamaño intermedio, apto para materiales blandos, pero no para fibrosos y abrasivos, ya que no se conseguiría un buen rendimiento.

Su rendimiento es bastante elevado, porque el funcionamiento es continuo.

Factores que Influyen en el Rendimiento de los Molinos de Rodillo

• Distancia de separación entre los rodillos: Cuanto mayor sea la distancia de separación, mayor será el tamaño de partícula que se obtiene tras la pulverización. Cuanto más cerca esté un rodillo de otro, menor será el tamaño de partícula que obtenemos.
• Velocidad de giro en los rodillos: A medida que aumenta la velocidad de giro, también lo hace el rendimiento de la operación, aunque esto ocurre solo hasta un límite de velocidad. Si la velocidad de giro es excesiva, el material, en lugar de caer entre los dos rodillos o entre el rodillo y la pieza fija, rebota sobre la superficie de estos y no llega a caer.

La velocidad óptima de giro de los rodillos está en torno a 50 y 300 rpm.

• Tamaño de partícula del material de partida: Si las partículas son excesivamente grandes, tampoco pueden pasar entre los rodillos, quedando rebotando sobre la superficie de estos.
• Importa cómo es la superficie de los rodillos (lisa o rugosa) y sus dimensiones (diámetro y longitud), ya que también influyen en el rendimiento de la operación.

Si se desea obtener un tamaño de partícula muy pequeño, no se elegiría un molino de rodillos, ya que el tamaño de partícula estará siempre por encima de 100 micrómetros.

2. Molinos de Cuchillas

Este dispositivo tiene un mecanismo de corte o cizalla y un funcionamiento continuo. Por tanto, se utiliza con materiales sólidos carnosos, fibrosos, tenaces y plásticos, pero no es adecuado para materiales duros y abrasivos. Tiene un sistema muy parecido al molino de martillos, pero la única diferencia es que en lugar de martillos tiene cuchillas. La velocidad de giro del rotor es menor que la de un molino de martillos (200-900 rpm).

Partes y Funcionamiento

Está constituido por una tolva de alimentación, donde se coloca el material a pulverizar, que se dirige a la cámara de pulverización. Esta cámara está constituida por un rotor, responsable de proporcionar el giro donde se encuentran las cuchillas móviles. El número de cuchillas varía, pudiendo tener hasta 12. En las paredes internas de las cámaras de pulverización también hay cuchillas fijas. Cuando las cuchillas fijas y las móviles se encuentran, se produce el corte y la cizalla. Dispone de una boca de descarga selectiva.

Factores que Condicionan el Rendimiento

Los factores que condicionan el rendimiento del molino de cuchillas son los mismos que en los molinos de martillos, aunque son de gran relevancia:

• La distancia entre las cuchillas móviles y fijas: Cuanto más próximas estén, más pequeño será el tamaño de partícula que obtengamos en la pulverización. Sin embargo, con este molino no se obtiene un tamaño de partícula muy pequeño, suele ser siempre por encima de 100 micrómetros.
• El estado o mantenimiento de las cuchillas: Si las cuchillas han tenido un elevado uso, el proceso de pulverización no se realizará correctamente.

3. Molinos de Bolas

Este dispositivo tiene un mecanismo de impacto o golpeo y fricción, por lo que se obtienen partículas de un tamaño muy pequeño, homogéneas y esféricas. Además, es el dispositivo de elección para materiales sólidos duros y, al mismo tiempo, quebradizos.

Es de funcionamiento discontinuo, ya que se tiene que parar para extraer el contenido. Sin embargo, existe una variante de molino de bolas de funcionamiento continuo; para que esto sea posible, se inclina la cámara de pulverización, colocando en el extremo superior la tolva de alimentación y en el inferior un tamiz y una boca de descarga. Lo más habitual es encontrar molinos de bolas de funcionamiento discontinuo.

Partes del Dispositivo

Está constituido por la cámara de pulverización, que es un recipiente cilíndrico con una base cerrada y otra que se puede abrir, actuando como boca de carga y descarga. Esa cámara puede ser metálica o de porcelana. En el interior de la cámara de pulverización, se encuentran las bolas, elementos responsables de la pulverización, normalmente de distinto tamaño y del mismo material que la cámara. En algunos molinos, en lugar de bolas, se utilizan pequeñas barras, pero es poco habitual.

Tiene una base plana acoplada a un rotor, que es el responsable del movimiento. Este rotor tiene dos ejes sobre los que descansa la cámara de pulverización. Cuando se acciona el motor de la base, los ejes giran y permiten el movimiento de la cámara de pulverización (la cámara se mueve en un sentido y los ejes en otro), accionando el golpeo de las bolas en la cámara con el material. La velocidad óptima es aquella en la que, en el punto más alto del cilindro, la fuerza centrífuga debe ser menor que el peso de las bolas.

Son dispositivos que carecen de tolva de alimentación y de boca de descarga. Su funcionamiento es discontinuo porque hay que parar el dispositivo para añadir más material y extraer el material pulverizado.

El molino de bolas discontinuo puede pulverizar sustancias tóxicas y oxidables, promoviendo un medio estéril cuando se requiera. Es un dispositivo que permite llevar a cabo la dispersión.

También existen molinos de bolas de funcionamiento continuo. Se diferencian del anterior en que sí presentan una tolva de alimentación y una boca de descarga. La tolva de alimentación está unida con la cámara de pulverización. Esta última es una cámara móvil, adquiere movimiento giratorio y está en una disposición inclinada para facilitar el descenso del sólido hacia la boca de descarga. La boca de descarga puede ser selectiva al colocarle un tamiz. Es crucial tener en cuenta la velocidad a la que se hace girar la cámara de pulverización; se debe administrar una velocidad óptima, como en el caso anterior.

Factores que Influyen en el Rendimiento del Molino de Bolas

• Pulverización de materiales duros y abrasivos: Es un problema en otros dispositivos, pero en este caso es el uso principal.
• Carga del material: La cantidad de material que se coloca en la cámara de pulverización. Es conveniente no llenarla por completo; de hecho, se ha comprobado que el rendimiento es máximo cuando el material a pulverizar ocupa 1/3 del volumen de la cámara.
• Carga y tamaño de las bolas: Se refiere a cuántas bolas se usan y de qué tamaño.

El tamaño es importante porque de él depende la intensidad del impacto. Por lo tanto, es importante usar bolas de gran tamaño, ya que estas golpearán con más fuerza el material, dividiéndolo. Pero también es importante que existan bolas de pequeño tamaño, porque ofrecen una mayor superficie específica y contribuyen friccionando el material.

La combinación de ambos mecanismos hace que el tamaño de partícula sea pequeño y que la forma sea esférica, por eso es importante usar bolas de diferente tamaño. En cuanto al número, debe ser suficiente para ocupar el 50% del volumen de la cámara, así se ha comprobado que la eficacia es máxima. Tanto el número como el tamaño de las bolas dependerán del tamaño de la cámara de pulverización.

• Velocidad de giro del cilindro: La velocidad tiene que ser la adecuada.

Si la velocidad de giro de la cámara es muy baja, tanto el material como las bolas permanecen en la parte inferior de la cámara de pulverización. Hay un ligero movimiento, pero no es suficiente para que las bolas impacten o haya mucho roce, por lo que el rendimiento de la pulverización es prácticamente nulo.

Si se incrementa un poco más la velocidad de giro de la cámara de pulverización, debido a la fuerza centrífuga, las partículas y parte del material suben hacia la pared interna de la cámara. Cuando alcanzan una determinada altura, debido a su peso que vence a la fuerza centrífuga, las bolas caen sobre parte del material que aún permanece en la parte inferior de la cámara de pulverización. Como existen bolas de distinto tamaño, tendrán distinto peso y caerán en momentos diferentes. De este modo, es posible que existan impactos y fricciones que harán posible la división del material.

Si se aumenta todavía más la velocidad de giro de la cámara de pulverización, como consecuencia de la fuerza centrífuga, tanto las bolas como el material permanecerán siempre adheridos a la pared interna de la cámara, no caen, y por lo tanto el rendimiento de la pulverización es nulo. La velocidad a la que ocurre esto se denomina velocidad crítica.

Para que el rendimiento de la pulverización sea el adecuado, la velocidad de giro de la cámara tiene que ser óptima, y se ha comprobado que el rendimiento es máximo cuando la velocidad de giro de la cámara está en torno al 65-80% de la velocidad crítica.

No se debe llegar a la tercera situación, ya que en ese caso no ocurre la pulverización.

Ventajas del Molino de Bolas

• Permite pulverizar sustancias tóxicas, ya que es de funcionamiento discontinuo: se cierra, se lleva a cabo la pulverización y después se abre, sin transferencia hacia el medio ambiente.
• Permite la pulverización de sustancias que se alteran, por ejemplo, mediante la oxidación.
• Permite trabajar en condiciones de esterilidad: si la cámara y las bolas son estériles y se trabaja en un ambiente controlado, el resultado será un producto estéril.
• Este dispositivo permite también mezclar y homogeneizar sólidos, sólidos y líquidos, y líquidos inmiscibles entre sí.
• También puede utilizarse para realizar una pulverización seca y húmeda.
• Se pueden usar para materiales con un tamaño de partícula muy fino.

Inconvenientes del Molino de Bolas

• Requieren mucho tiempo y su rendimiento es bajo.
• Parte de la energía se pierde en ruido.
• No sirven para todo tipo de sustancias, como sustancias agresivas de bajo punto de fusión o sustancias termolábiles.

4. Molinos Neumáticos o Micronizador

Este dispositivo tiene un mecanismo de impacto o golpeo y fricción. El responsable de que se produzca la pulverización es un fluido, como el aire; también se puede usar nitrógeno (N₂) o dióxido de carbono (CO₂).

El resultado son partículas de tamaño muy pequeño, entre 0,5 y 20 micrómetros. Por tanto, podemos decir que este tipo de dispositivo permite llevar a cabo una pulverización muy fina a la que se le suele llamar micronización, porque las partículas que se obtienen son de muy pocos micrómetros. De ahí que a los dispositivos también se les denomine micronizadores, y al polvo resultante micronizado.

Todas las partículas tienen un tamaño homogéneo y, además, forma esférica.

El fluido debe entrar en los dispositivos a una velocidad muy elevada (sónica o supersónica). Por este motivo, se usan fluidos comprimidos, de manera que cuando salen a la cámara de pulverización (que es más grande), se expanden y alcanzan esa velocidad tan elevada, necesaria para mover el material en el interior de los dispositivos y que experimenten las fricciones y golpes responsables de la pulverización.

El movimiento que el fluido imprime al material en el interior del dispositivo hace que se forme un lecho fluido, de ahí que a estos dispositivos también se les denomine molinos neumáticos o molinos de chorros.

Requisitos para su Utilización

• El material debe tener un tamaño adecuado para que pueda ser arrastrado por el fluido.
• No posee ninguna parte móvil; lo que mueve el material es siempre el fluido.
• Siempre serán de funcionamiento continuo en circuito cerrado. Para que esto sea posible, los dispositivos cuentan con un sistema de alimentación y con un sistema clasificador del tamaño de partícula que permite que las partículas salgan del dispositivo cuando alcanzan el tamaño adecuado. Este sistema recibe el nombre de ciclón o tamiz neumático.

Tipos de Dispositivos Neumáticos: Jet-O-Mizer

Existen diferentes tipos de dispositivos neumáticos o micronizadores. Un ejemplo es el Jet-O-Mizer, que se clasifica en función de la posición de la cámara de pulverización y de si hay una o dos entradas de fluidos.

Estos dispositivos cuentan con una cámara de pulverización de disposición vertical, que además tiene forma elíptica. En la parte inferior de la cámara de pulverización, se encuentra el sistema de entrada de fluido (E). Desde la parte inferior, el fluido accede al interior de la cámara a través de unos canalículos inclinados denominados toberas.

El aire estará comprimido a una presión de 6 bares y, gracias a las toberas, entrará en el dispositivo de manera tangencial. Imprimirá al material un movimiento elíptico y lo irá desplazando a través de toda la cámara de pulverización.

El sistema clasificador del tamaño de partícula (B) es un ciclón o tamiz neumático. Este permite que las partículas que hayan alcanzado el tamaño adecuado puedan salir del dispositivo. Estará colocado en la parte superior. Dependiendo de la altura a la que esté colocado ese ciclón respecto a la cámara de pulverización, influirá en el tamaño de partícula: cuanto más arriba esté este sistema, más pequeño será el tamaño de partícula que sea capaz de abandonar el dispositivo.

El sistema de entrada del material (C), al ser de funcionamiento continuo, tiene en la parte lateral una tolva de alimentación a la que llega el material a través de una cinta sin fin. Este sistema cuenta además con un tubo muy fino que canaliza parte del fluido para que, mediante lo que denominamos un efecto Venturi, facilite la entrada del material desde la tolva hasta la cámara de pulverización y caiga fácilmente.

Funcionamiento del Jet-O-Mizer

El funcionamiento es continuo en circuito cerrado.

Las partículas entran a la cámara a través del sistema de alimentación y se encuentran con el fluido que entra también en la cámara tangencialmente y a una velocidad muy elevada, provocando un movimiento elíptico. Las partículas se van moviendo o desplazando por el interior de la cámara de pulverización. De esta manera, las partículas chocan con las paredes de la cámara y entre ellas, produciéndose la división del material.

Además, debido a la fuerza centrífuga en su desplazamiento por la cámara de pulverización, las partículas de mayor tamaño se desplazarán por la pared externa de la cámara, mientras que las partículas de menor tamaño se desplazarán por la pared interna de la misma. Es en esta pared interna donde se encuentran con el ciclón, de manera que si han alcanzado el tamaño de partícula adecuado, pueden salir por el ciclón. Si no lo han alcanzado, caen por su propio peso de nuevo hacia la parte inferior de la cámara, comenzando de nuevo la pulverización.

Las partículas que abandonan el dispositivo lo hacen junto con el fluido, es decir, con el aire. Por eso, los ciclones suelen tener una especie de sacos de tela donde queda recogido todo el material.

Las partículas más grandes se encuentran en la pared exterior y las más pequeñas en la interior.

Tamización Farmacéutica: Separación de Partículas

La tamización es una operación galénica general, básica y unitaria de la Tecnología Farmacéutica (TF) que consiste en seleccionar mecánicamente las partículas de una masa pulverulenta o de un granulado en función de su tamaño.

La tamización se realiza colocando el material sobre una superficie generalmente plana que cuenta con una serie de orificios. La superficie se denomina superficie tamizante y está sujeta a un aro, marco o bastidor. El conjunto de la superficie tamizante y el aro es lo que constituye el tamiz, también denominado criba en la industria.

La superficie puede estar unida de manera fija al aro, o pueden existir tamices intercambiables. En estos últimos casos, el aro incorpora un soporte que permite cambiar la superficie tamizante según el tamaño de partícula deseado. Así, se pueden acoplar distintos aros con diferentes superficies. En función de su unión, distinguimos entre tamices fijos o intercambiables.

Asociación de Tamices

Si usamos un solo tamiz, hablamos de tamización simple. En el caso del uso de varios tamices, hablamos de asociación de tamices o tamización múltiple. Además, si llevamos a cabo una asociación de tamices, diferenciamos dos tipos según la disposición.

Si utilizamos ‘n’ tamices, obtendremos ‘n+1’ fracciones, que serán de rechazo o de tamizado, según el tipo de asociación.

• Tamización en Serie o en Línea

  Se caracteriza por un orden creciente de luz de malla. Todo el material a tamizar se coloca sobre el tamiz, obteniendo dos fracciones: una de tamizado y una de rechazo. Esta última se lleva a un tamiz con una luz de malla mayor, obteniendo una nueva fracción de tamizado y otra de rechazo. Se vuelve a llevar la de rechazo a un tamiz de malla mayor, obteniendo de nuevo un nuevo rechazo y tamizado, y así sucesivamente.

  Se obtienen ‘n+1’ fracciones con el uso de ‘n’ tamices; en este caso, ‘n’ fracciones de tamizado y una de rechazo.

  Ventajas:

  • Buen rendimiento o eficacia de separación.

  Inconvenientes:

  • Todo el material se coloca en el tamiz de menor luz de malla, lo que puede estropearlo.
  • Requiere mucha energía y tiempo, ya que hay que realizar tantas tamizaciones como etapas de tamización.

• Asociación en Cascada, Columna o en Paralelo

  Se colocan los tamices uno encima de otro en orden decreciente de luz de malla. La fracción de tamizado del primer tamiz pasa al siguiente, y así sucesivamente, mientras que las fracciones de rechazo quedan retenidas en cada tamiz. En este caso, se obtienen también ‘n+1’ fracciones, pero ‘n’ fracciones de rechazo y una de tamizado.

  Ventajas:

  • Mayor rendimiento, ya que solo hay que llevar a cabo una tamización, lo que supone menor esfuerzo y energía. Además, el material se coloca sobre el tamiz de mayor luz de malla, siendo las partículas de menor tamaño las que llegan al de menor luz de malla, evitando daños.

  Inconvenientes:

  • Menor eficacia separadora.

Tipos de Tamices

Tamices Mecánicos

• Vibratorios

  También conocidos como tamices de sacudida, ya que el movimiento es hacia arriba y hacia abajo. La superficie tamizante es móvil (hacia arriba y abajo), experimenta un movimiento vibratorio que hace que las partículas experimenten trayectorias elípticas o circulantes, siempre perpendiculares a la superficie tamizante.

  Partes:

  Barras paralelas sujetas al techo, una de ellas con un resorte o muelle. La superficie tamizante descansa sobre una lengüeta y esta sobre una rueda. La rueda puede llevar unos resortes, estar dentada o tener una serie de paletas.

  Funcionamiento:

  El material se coloca sobre la superficie tamizante, se hace girar la rueda. Cuando la lengüeta pierde su apoyo en la rueda, el resorte de la barra se estira. A medida que avanza, la lengüeta recupera y pierde el apoyo, lo que hace que la tamización ocurra.

  Este dispositivo es discontinuo, pero existe una variante de funcionamiento continuo:

  Este dispositivo, en lugar de estar anclado a la pared, cuenta con dos muelles anclados a un motor y anclado al suelo. Tiene además una tolva de alimentación y dos bocas de descarga, una para el rechazo y otra para el tamizado.

• Oscilantes

  Superficie tamizante móvil con movimiento de vaivén lateral.

  El tamiz está sujeto al techo gracias a dos barras paralelas, y está provisto de dos mallas o superficies tamizantes separadas a cierta distancia entre sí. En el tamiz superior se coloca el material a tamizar y en el inferior unas bolas de goma o plástico.

  De la cámara de tamización sale un brazo excéntrico, unido al borde exterior del tamiz. Se coloca el material sobre la primera superficie tamizante y se gira la rueda que va tirando y alejando el brazo conectado al tamiz, originando un movimiento de vaivén que inicia la tamización. Este movimiento hace que las bolas entre ambos tamices se muevan y golpeen ambas superficies, evitando que las partículas queden adheridas, obstruyendo la malla del tamiz.

• Tornillo sin Fin

  La superficie tamizante es fija. Funcionamiento continuo, mayor rendimiento.

  Presenta una tolva de alimentación y una salida para el rechazo por un lado y para el tamizado por otro. En el interior de la cámara cuenta con una superficie tamizante y sobre ella encontramos un tornillo sin fin, que es una especie de eje con salientes que al girar permite que el material se vaya desplazando por la superficie tamizante. A veces lleva acoplado una serie de escobillas que ayudan al arrastre del material.

  Funcionamiento:

  El material entra en el dispositivo por la tolva de alimentación y, gracias al movimiento del tornillo sinfín, se va desplazando por la superficie tamizante.

  Las partículas con tamaño adecuado, cuando encuentran la oportunidad, atraviesan la superficie tamizante y salen por la boca de descarga.

  El resto de las partículas (fracción de gruesos) son arrastradas por el tornillo sin fin y saldrán por la boca de descarga del rechazo.

  Para un rendimiento adecuado, es importante regular la velocidad a la que entra el material en el dispositivo con la velocidad a la que gira el tornillo, y esta depende también de la luz de malla.

Tamices Neumáticos

No cuentan con superficies tamizantes; no son considerados tamices propiamente dichos, sino más bien dispositivos que permiten clasificar las partículas según el tamaño mediante la acción de un fluido gaseoso. Normalmente se usa aire, pero podría emplearse aire estéril (en condiciones de esterilidad) o nitrógeno (para evitar la oxidación del material). El aire se mueve dentro del dispositivo a una velocidad elevada, generando un movimiento neumático de las partículas.

Los dispositivos que vamos a ver funcionan gracias a que el aire se mueve a una velocidad que permite generar una fuerza centrífuga, la cual ejercerá un efecto sobre las partículas, concretamente haciendo que aumente la velocidad de sedimentación de las partículas, definida por la Ley de Stokes.

Si en los dispositivos jugamos con los radios de los ejes de giro o con las velocidades angulares, podemos hacer que la velocidad de sedimentación aumente, incrementando así la separación de las partículas.

• Clasificador de Doble Cono

  Partes:

  Dispositivo de funcionamiento continuo. Tolva de alimentación en la parte superior, en la inferior boca de descarga del tamizado y en un lateral la boca de descarga de rechazo. La cámara clasificadora tiene forma cilíndrica en la parte superior y cónica en la inferior, es decir, forma troncocónica. Además, la cámara cuenta con un segundo cono interno, concéntrico con la cámara clasificadora. En este segundo cono concéntrico caerán las partículas de mayor tamaño, por lo que de él sale la boca de descarga del rechazo.

  Además, el dispositivo cuenta con un eje de giro que termina en una especie de disco o paleta. Por encima del disco existen otras paletas.

  El disco o paleta se mueve a una velocidad muy elevada, haciendo que en el interior se pueda generar una corriente de aire que dé lugar a una fuerza centrífuga necesaria para que se separen las partículas.

  Funcionamiento:

  El material entra en la cámara clasificadora por la tolva de alimentación y se encuentra con el disco y las paletas que giran a una velocidad muy elevada. Por la fuerza centrífuga, las partículas son lanzadas a las paredes internas de la cámara. Las de menor tamaño llegan más lejos y salen por el cono exterior por la boca de descarga; las de mayor tamaño quedan en el cono interior, saliendo por la boca de descarga de rechazo.

• Ciclón

  Funcionamiento continuo. Se puede acoplar a un molino clasificador.

  Partes:

  La cámara o carcasa exterior tiene forma cilíndrica en la parte superior y cónica en la inferior, es decir, forma troncocónica. Además, cuenta con un tubo hueco en el interior, concéntrico con la cámara o carcasa exterior, que se encuentra en la parte superior, coincidiendo con la zona cilíndrica. Según la altura, varía el tamaño de partículas que se obtienen con el ciclón.

  También, en la parte superior de la cámara, encontramos un tubo lateral perpendicular a la cámara por el que entrará el fluido que usemos para la tamización (normalmente aire) y el producto que queremos tamizar o clasificar. Por la parte de arriba salen los finos junto con el aire y por abajo saldrán los gruesos.

  Funcionamiento:

  Por el tubo lateral entra el fluido junto con el material que queremos clasificar a una velocidad muy elevada. Se genera así, dentro del dispositivo, un movimiento ciclónico descendente por la fuerza centrífuga que se imprime a las partículas. Durante la trayectoria, las partículas van perdiendo fuerza. Los gruesos salen por la parte inferior, mientras que los finos experimentan una trayectoria ascendente en espiral, de manera que pueden salir por el tubo central si tienen el tamaño adecuado, saliendo junto con el fluido.

  Parámetros que Influyen en el Rendimiento:

  • Dimensiones relativas de la parte cilíndrica y de la troncocónica.
  • Diámetro del tubo interno vertical.

  Estos dos factores influirán en el tamaño de partícula que se pueda obtener.

  • Densidad y velocidad del fluido.
  • Densidad del sólido.

  Aplicaciones:

  • Asociaciones de ciclones.
  • En molinos pulverizadores.
  • Clarificación del aire, purificación.
  • Operaciones de desecación.

Fundamentos de Materia Prima en Farmacia

Materia Prima

Es toda sustancia activa o inactiva empleada en la fabricación de un medicamento, ya permanezca inalterada, se modifique o desaparezca en el transcurso del proceso.

Principio Activo o Fármaco

Es toda sustancia o mezcla de sustancias destinadas a la fabricación de un medicamento y que, al ser utilizadas en su producción, se convierten en un componente activo de dicho medicamento destinado a ejercer una acción farmacológica, inmunológica o metabólica con el fin de restaurar, corregir o modificar las funciones fisiológicas, o de establecer un diagnóstico.

Es un producto químicamente definido con actividad terapéutica, obtenido por métodos extractivos o procedimientos de síntesis. Pueden ser de origen:

• Natural: como es el caso de la droga, la cual pasa por unas operaciones generales y se obtiene una sustancia activa.
• Sintético.

Son de declaración obligatoria cualitativa y cuantitativa, es decir, el fabricante del medicamento tiene que indicar el nombre de todos los principios activos en el medicamento y, además, la cantidad. Puede venir especificado en el envase, por ejemplo.

Droga

Es una sustancia natural con principios activos que la hace susceptible de ser utilizada como materia prima para la elaboración del medicamento.

Hay diferentes tipos: reino vegetal (hojas de belladona, p. ej.: alcaloides, glucósidos, heterósidos), reino animal (hormonas) y reino mineral (bentonita).

Excipiente

Es aquella materia que, incluida en las formas farmacéuticas, se añade a las sustancias medicinales o a sus asociaciones para servirle de vehículo, posibilitar su preparación y estabilidad, modificar sus propiedades organolépticas (color, olor, sabor), así como para determinar las propiedades fisicoquímicas del medicamento y su biodisponibilidad.

Esta materia no tiene actividad terapéutica.

La biodisponibilidad hace referencia a la cantidad de fármaco que llega a la circulación sistémica y la velocidad a la que lo hace tras su administración, y se encuentra disponible en forma inalterada en la circulación general.

Forma Farmacéutica

Es la disposición física externa que se le da a las sustancias medicamentosas simples y complejas con la finalidad de:

• Facilitar su administración.
• Favorecer su conservación y/o.
• Modificar su acción.

Otra definición: es la disposición a la que se adaptan los principios activos y excipientes para construir un medicamento. También se le denomina forma farmacéutica, forma de dosificación o galénica. Ejemplos: comprimido, jarabe, pomada.

Medicamento

Es toda sustancia medicinal y sus asociaciones o combinaciones destinadas a su utilización en las personas o en los animales, que se presenta dotada de propiedades para prevenir, diagnosticar, tratar, aliviar o curar enfermedades o dolencias o para afectar a funciones corporales o al estado mental.

Consideramos como tal a un medicamento cuando está envasado, dosificado, correctamente identificado y con la información necesaria para el paciente.

Diferencias entre Droga y Medicamento

• Droga y Sustancia Medicamentosa:

  • Carecen de forma farmacéutica.
  • Ausencia de dosis correcta.

• Medicamento:

  • Posee forma farmacéutica.
  • La dosis está controlada en la forma farmacéutica.
  • Correctamente identificado.
  • Incluye información para el paciente.

Tecnología Farmacéutica

Es la ciencia que estudia la transformación de los fármacos o sustancias con actividad terapéutica en formas de dosificación o medicamentos listos para su envasado y administración.

Su Objetivo:

Transformación física de los materiales para disponerlos en condiciones adecuadas que faciliten operaciones posteriores, es decir, operaciones galénicas generales o básicas.

Además de estudiar la transformación de los principios activos en formas de dosificación o medicamentos listos para su envasado o administración, se estudian:

• Todos los componentes que constituyen un medicamento, denominados materias primas. Dentro de estas se encuentran los principios activos, excipientes y el material que se usa para envasar el medicamento.
• La transformación física de las materias primas para disponerlas en condiciones apropiadas para facilitar las operaciones posteriores.
• Las técnicas a seguir para preparar el medicamento, que son las operaciones galénicas generales o básicas.

Un medicamento debe reunir 3 condiciones: que sea estable (que permanezca inalterado hasta su fecha de caducidad), eficaz (que muestre su respuesta terapéutica adecuadamente) y seguro.

Filtración Farmacéutica: Principios y Materiales

La filtración es una operación tradicional que se ha ido mejorando y se mantiene en la actualidad.

Concepto

Operación general de separación con transferencia de materia cuyo objetivo es separar mecánicamente, mediante una superficie selectiva (filtro), las dos fases (torta y filtrado) de un sistema disperso sólido/fluido. Este fluido generalmente es un líquido, aunque también puede ser un gas.

Objetivo

Separar partículas sólidas en suspensión gracias a su paso por un medio poroso, un medio filtrante que permite retener esas partículas sólidas. Por tanto, se parte de un sistema disperso sólido (denominado líquido turbio, ya que contiene esas partículas en suspensión). Este sistema se pasa por un material filtrante, un filtro que es capaz de retener esas partículas sólidas. Este acúmulo de partículas sólidas que quedan retenidas en el material filtrante es lo que se denomina torta.

Resultado

Obtención de un líquido que no posee partículas sólidas en suspensión. Se obtiene un líquido claro que se denomina filtrado o líquido clarificado.

Materiales Filtrantes

El filtro ideal no existe; entre la gran variedad de filtros disponibles, debemos elegir el más adecuado a los requerimientos de cada proceso concreto.

Requisitos Generales:

• Mínima resistencia al paso del líquido.
• Resistencia mecánica suficiente para la presión de trabajo, para que no se deformen, puesto que se puede trabajar a distintas presiones.
• Resistencia química al ataque de los líquidos a filtrar, puesto que estos líquidos pueden ser ácidos o bases.
• Facilidad de despegue de la torta, para que esta pueda eliminarse o limpiarse con facilidad. No todos los filtros van a cumplir con todos los requisitos; cada uno cumplirá algunos.

Los materiales filtrantes se distinguen unos de otros por su estructura física, su composición química, las aplicaciones y el mecanismo de retención de las partículas.

Tipos:

• Materiales filtrantes sueltos.
• Materiales porosos.
• Tejidos o fieltros.
• Membranas filtrantes.

Materiales Porosos

Sílice, caolín o porcelana porosa, alúmina, vidrio fritado. Estos materiales destacan por su gran inercia química y térmica. El vidrio fritado poroso es el que más se usa por las ventajas que presenta: resiste a ácidos y bases, es fácil de limpiar y se puede esterilizar. Aparece recogido en la Real Farmacopea Española.

En este caso, el mecanismo de filtración será la filtración en profundidad, con lo cual la torta no se podrá recuperar. Presentan un tamaño de poro homogéneo, y existen materiales con distintos tamaños de poro, que se usarán en distintas aplicaciones en función de ese tamaño de poro. Las aplicaciones son muy variadas: filtración en vacío, filtración continua, y otras más específicas como filtración bacteriológica, filtración analítica, fina y clarificante.

Uno de los inconvenientes es su dificultad de fabricación.