SCOALA POSTLICEALA PROF

SCOALA POSTLICEALA PROF.DR.DOC.ENESCU LONGINUSBOTOSANI

MODULUL V : PROPEDEUTICA FARMACEUTICA SI OPERATII GENERALE IN PRACTICA FARMACEUTICA

OPERAII FARMACEUTICE GENERALE

2.1. Cntrirea

Este operaia prin care se determin masa substanei sau produsului cntrit. n realizarea acestui scop se utilizeaz balana i greuti corespunztoare. n ara noastr unitatea de msur pentru mas este gramul cu multiplii i submultiplii si.

2.1.1. Tipuri de balane utilizate n unitile farmaceutice

A. Cumpna de mn pe acest tip de balan se cntresc n general cantiti mici de substan n funcie de sarcina maxim admis (0,1-100 g).

Cumpna este compus dintr-o prghie suspendat ntr-o furc metalic care se termin cu un inel. La extremitile celor dou brae ale prghiei sunt atrnate cu ajutorul a trei nururi cte un platan.

Pe braul stng al prghiei este o scal gradat prevzut cu un cursor. Pe platanul stng se pun greutile iar pe platanul drept se cntresc substanele pe tecturi de hrtie. n timpul cntririi cumpna se ine n mna stng cu inelul n degetul arttor iar cu dreapta se manevreaz cursorul, respectiv se face cntrirea substanelor. Acest tip de balan este prezentat n figura 2.1.:

Figura 2.1. Cumpna de mn

B. Balana de receptur se utilizeaz pentru cntriri ntre 10-1.000 g. Balana de receptur are dou brae egale de care sunt suspendate dou talere. n repaus balana se blocheaz cu ajutorul unui dispozitiv, sau se aeaz pe unul din talere o greutate astfel nct balana s fie protejat de micrile brute ale aerului sau manevrri necorespunztoare.

Punctul de echilibru este indicat de un ac fixat la mijlocul prghiei i care se mic n faa unui cadran gradat. n acelai mod ca i la cumpna de mn greutile se aeaz pe talerul stng iar substanele medicamentose, sau alte materiale de cntrit se aeaz pe talerul drept. Pe talere nu se pun greuti i nici materiale de cntrit dect atunci cnd balana este n poziia nchis, pentru a evita dereglrile balanei. Acest tip de balan este prezentat n figura 2.2.:

Figura 2.2. Balana de receptur

C. Balana semiautomat de tip SibiuAceast balan poate cntri maximum 1 kg i minimum 10 g, avnd o sensibilitate de 1g. Acest tip de balan are un singur taler. Indicarea masei diferitelor materiale sau substane cntrite are loc pe o scal gradat de la 1 100 g. Pentru cntriri peste 100g adugarea de greuti a cte 100 g se realizeaz prin rotirea unui dispozitiv sub form de stelu. Acest tip de balan este prezentat n figura 2.3.:

Figura. 2.3. Balana semiautomat de tip Sibiu

D. Balana de precizie cu taler superior Qwalabor

Aceast balan poate cntri ntre 1g i 1.000g cu o precizie de 0,05g. Cntrirea se efectueaz cu compensaie de tar. n acest scop recipientul se aeaz pe taler iar prin rotirea elementului de deservire (aflat n partea stng jos sau dreapta jos) se regleaz punctul 0 dup care materialul supus cntririi se introduce n recipientul tarat. Cu ajutorul elementelor de deservire de la partea superioar se stabilete masa materialului supus cntririi a crui valoare se citete pe un geam n partea frontal a balanei. Acest tip de balan este prezentat n figura 2.4.:

Figura 2.4. Balana de precizie cu taler superior Qwalabor

E. Balana tehnic Aceast balan poate cntri ntre 50g i 20 kg. Pn la masa de 1kg cntririle se fac prin indicaiile de pe cadran. Peste 1 kg se adaug greuti pe talerul din partea stng la care se adaug indicaiile de pe cadran. Acest tip de balan este prezentat n figura 2.5.:

Figura 2.5. Balana tehnic

F. Balana AnaliticSe utilizeaz pentru cntriri foarte exacte mai ales n laboratoare de analiza medicamentului. Pe aceast balan se pot efectua cntriri cu o precizie de 4 zecimale. Modul de cntrire este ca i la balanele obinuite privind talerele utilizate, iar citirea rezultatelor se face prin nsumare greutilor de pe platan cu diviziunile adugate prin rotirea butonului de rotire.

Schema unei balane analitice este prezentat n figura 2.6.

(1) prghie;(2) coloan central; (3). platane; (4) ac indicator; (5) scal gradat; (6) dispozitiv de oprire;(7); (8) buton pentru punerea n funciune a mecanismului de aretare; (9) ecran de sticl mat;(10) buton de rotire; (11) mase etalonate n form de inele; (12) bar suport.

Figura 2.6. Schema unei balane analitice (dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)2.1.2. Aspecte tehnice legate de funcionarea i pstrarea balanelor

A. Caracteristicile balanelorO balan pentru a fi utilizat trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

S fie sensibil - sensibilitatea este exprimat prin acea greutate minim raportat la ncrctura maxim pe care balana o poate sesiza.

S fie stabil s se echilibreze ct mai rapid dup balansare.

S fie just (exact) dac se schimb dou greuti egale pe cele dou platane s rmn n echilibru.

S fie fidel cntrind diferite mase indiferent de poziia de pe platan s fie necesar aceleai greuti pentru echilibrare.

B. Condiii de pstrare a balanelorPentru meninerea performanelor tehnice la pstrarea balanelor trebuie respectate urmtoarele condiii:

- s nu fie expuse unor variaii mari de temperatur i umiditate;

- curirea platanelor, prghiilor, cuitelor se face cu materiale textile fine;

- balanele s fie ferite n timpul exploatrii de ocuri mecanice, avnd grij ca totdeauna n timp de repaus sau la ncrcarea talerelor balana s fie n poziia nchis;

- balanelor li se impune o verificare cel puin anual, cnd pot fi rezolvate i alte aspecte tehnice de ntreinere (ungerea coloanelor nichelate etc.);

- cumpna de mn se pstreaz n cutii sau suspendat cu ajutorul dispozitivului inelar ntr-un cui fixat pe un cadru.

2.1.3. Aspecte practice importante privind cntrirea

Cu excepia preparatelor parenterale lichide (care se prepar la volum respectnd indicaia m/v) celelalte preparate medicamentoase se prepar la greutate (respectnd indicaia m/m).

La cntrire se vor respecta urmtoarele aspecte practice:

- cntrirea se va face numai cu balane funcionale, avnd verificarea tehnic.

- n afara unor indicaii speciale, cntririle se fac cu o precizie de 0,01 g.

- cnd avem indicaia exact cntrit s-au se cntrete exact cntrirea trebuie fcut la balana analitic.

- cnd substanele sunt prescrise n pri (prescurtat p) o parte va fi asimilat ca fiind 1g.

- alegem balana potrivit cantitii de cntrit.

- pentru cantitile sub 0,05 g se utilizeaz pulberi titrate (pulberi diluate 1/10 sau 1/100 pentru exactitatea cntririi).

ntotdeauna se verific punctul de echilibru al balanei nainte de cntrire.

Pentru cntrirea substanelor solide se pun pe cele dou talere (n situaii n care nu cntrim direct n vasul tarat) 2 tecturi sau 2 cartele de plastomeri egale iar substanele se scot din borcan cu ajutorul linguriei de metal sau plastic i se pun pe talerul drept (pe talerul stng fiind greutile).

Talerul drept se va controla inndu-se ntre degetele artor i mijlociu al minii stngi pentru a evita supradozarea.

Lichidele se vor cntri n sticle sau vase de laborator tarate.

Cntrirea substanelor vscoase se face n patentule sau n capsule de porelan cu ajutorul spatulei.

2.2. Msurarea la volum a lichidelor

2.1.1. Vase gradate utilizate

Pentru msurarea la volum a lichidelor se utilizeaz diferite vase gradate, utilizate la temperaturi a lichidelor ntre 150-200C (temperaturi la care este gradat vasul). Cele mai frecvent utilizate sunt: pipete, mensuri, biurete, cilindrii gradai, baloane cotate etc.

A. Mensura este confecionat din tabl smluit, porelan sau sticl, are forma unui trunchi de con rsturnat i este marcat n interior ncepnd de jos n sus, cu numrul de mililitrii corespunztor pn la nlimea respectiv. Mensura este indicat pentru msurarea cantitilor mari de lichide (100 2.000 ml) deoarece msurarea cu ajutorul ei este mai puin exact. Forma mensurii este prezentat n figura 2.7.:

Figura 2.7. Mensura

B. Cilindrul gradat confecionat din sticl, are form cilindric cu diametrul mic n raport cu nlimea. Este mai exact dect mensura, dar mai puin exact dect pipeta sau biureta. Forma cilindrului gradat este prezentat n figura 2.8.

Figura 2.8. Cilindrii gradai(dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)C. Balon cotat fabricat din sticla, de diferite capaciti are un gt lung i ngust pe care este un semn care marcheaz capacitatea exact a balonului. Baloanele cotate permit o msurare exact a volumului diferitelor lichide. Forma balonului cotat este prezentat n figura 2.9.:

Figura 2.9. baloane cotate(dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)D. Pipeta. Pipetele sunt utilizate pentru volume mai mici de lichid. Ele sunt vase care permit o msurare exact a volumului lichidelor. Pipetele sunt de dou feluri:

- pipete cu bul (a);

- pipete biuret (b).

Forma celor dou tipuri de pipete este prezentat n figura 2.10.

Figura 2.10. Tipuri de pipete(dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)E. Biuretele sunt tuburi de sticl cilindrice, gradate cu diametrul bazei foarte mic n raport cu nlimea, la partea inferioar avnd un robinet cu ajutorul cruia se regleaz scurgerea. Forma diferitelor tipuri de biurete este prezentat n figura 2.11.

Figura 2.11. Biureta cu robinet (a) cu dispozitiv de scurgere Mohr(b) cu dispozitiv de scurgere Bunsen (c) (dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)2.2.2. Aspecte practice privind msurarea volumelor de lichide

Pentru msurarea lichidelor trebuie inut cont de urmtoarele aspecte:

- alegerea unui vas potrivit raportat la cantitatea de lichid msurat;

- msurtorile trebuie fcute la temperatura indicat pe vasul gradat;

- pentru exactitatea msurtorii citirea volumului se face la baza meniscului aa cum este prezentat n figurile 2.12 i 2.13.

Figura 2.12. Citirea biuretei: a, b, c diferite poziii(dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu- Mure, 2006)

Figura 2.13. Citirea meniscului(dup Dua Silvia. Mitroi Brndua, Chimie Analitic cantitativ ghid,University Press, Trgu- Mure, 2006)2.2.3. Msurarea n picturi

Msurarea n picturi se face n diferite situaii i anume:

- oricnd avem substane puternic active prescrise n cantiti mai mici dect 2g;

- cnd se msoar cantiti mici de lichide.

Mrimea picturilor depinde de diferii factori: tensiunea superficial, temperatura lichidelor, vscozitate, ct i de diametrul suprafeei de picurat.

Conform F.R. X picturile se msoar cu picurtorul normal, care are diametrul exterior de 3 mm i cel interior de 0,6 mm. Pentru unele forme, n F.R. X avem indicate numrul de picturi/gram.

2.3. Distilarea

2.3.1. Definiie

Distilarea este operaia prin care un lichid se transform n starea de vapori n urma fierberii urmat de condensare ca urmare a dirijrii vaporilor printr-un refrigerent. Distilarea se utilizeaz n diferite scopuri:

- purificarea lichidelor;

- separarea unui lichid n prile componente, n funcie de temperatura de fierbere.

Se pot distila doar lichide care nu se descompun la fierbere.

2.3.2. Componentele distilatorului

Pentru distilare se utilizeaz un aparat numit distilator. Distilatorul este format din urmtoarele pri importante:

- cazan de distilare;

- refrigerent;

- vas colector.

Distilatorul poate avea ca surs termic curentul electric sau gazul metan i pot fi aparate cu funcionare continu sau discontinu.

2.3.3. Distilatoare utilizate n farmacie

Distilatoarele utilizate n farmacie pot fi mprite n trei categorii n funcie de poziia pe care o ocup refrigerentul fa de cazanul de distilare i anume:

- per latus (cnd cazanul i refrigerentul sunt alturate);

- per ascensum (cu refrigerentul montat deasupra cazanului de distilare);

- per descensum (cu refrigerentul montat sub cazanul de distilare).

A. Distilator de laborator tip per ascensumAcest distilator are cazanul montat sub refrigerent.

Un astfel de distilator este prezentat n figura 2.14.

Figura 2.14. Distilator de laborator tip per ascensum(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

B. Distilatorul tip ciupercAcest distilator este tip per descensum deoarece are cazanul montat deasupra refrigerentului. Schema acestui aparat este prezentat n figura 2.15.

1 capac; 2 refrigerent; 3 tub de rcire; 4 tub de rcire din refrigerent; 5 con; 6 tub cu robinet; 7 dispozitiv de nclzire; 8 tub de scurgere a apei de rcire; 9 preaplin; 10 armur metalic; 11 zid; 12 dispozitiv special cu rol de deflegmare.

Figura 2.15. Distilator de laborator tip ciuperc(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Acest distilator se compune dintr-un cazan de alam cositorit (1) prevzut cu un capac cu margini ndoite pentru a asigura etaneitatea (2), la partea inferioar se gsete refrigerentul (3) cu un tub de rcire (4) a crui manta face corp comun cu cazanul la partea superioar iar la partea inferioar la ieirea din refrigerent, are adaptat un con (5) care protejeaz apa de impuritile din aer i apoi urmeaz vasul colector. La partea inferioar a refrigerentului este un tub (6) prevzut cu un robinet pe unde intr apa de rcire i de alimentare a cazanului. La partea superioar este dispozitivul de nclzire (7) sub care este un tub prin care curge apa de rcire (8) iar n partea terminal are un dispozitiv, pentru reglarea automat a nivelului apei din cazan numit preaplin (9). Aparatul este fixat ntr-un cadru metalic (10) cu ajutorul cruia se fixeaz pe zid (11). La partea superioar a refrigerentului se gsete un dispozitiv special (12) cu rol deflector. nclzirea aparatului se realizeaz electric sau cu gaz metan.

C. Distilatorul din sticl yenaAcest aparat are cazanul de distilare alturi de refrigerent (per latus pentru modificarea direciei) i se preteaz pentru obinerea unei ape distilate de calitate superioar. Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.16.

1 cazan; 2 conduct ascendent de vapori; 3 conduct descendent de vapori; 4 condensator;5 preaplin; 6 conduct pentru ndeprtarea sedimentului; 7 conduct pentru alimentare;8 nclzire electric

Figura 2.16. Distilator din sticl Yena(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Cnd ncepe distilarea oprim alimentarea cu ap pentru rcire, se las ca vaporii necondensai s traverseze aparatul timp de 5 minute. Se regleaz apoi alimentarea cu ap i se ncepe distilarea ndeprtndu-se primii 1-2 litri distilat apoi se controleaz calitatea apei dizolvate dup exigenele prezentate n monografia din FR X.

Indiferent de tipul de distilator, aparatul trebuie montat ntr-o ncpere special, cu perei vopsii cu vopsea de ulei sau cptuii cu plci de faian, iar podeaua s poat fi uor igienizabil. ncperea trebuie s fie foarte curat, iar n acest spaiu nu se va executa alte operaii farmaceutice (pulverizri etc.).

Vasele n care se colecteaz apa distilat trebuie s fie foarte curate, s aib gtul ngust care se pune n legtur direct cu tubul refrigerentului. Niciodat nu se distil apa proaspt peste ap distilat mai veche. Spaiul rmas ntre colector i refrigerent se acoper cu vat nfurat n tifon. Dac e posibil ar fi mai indicat colectarea apei distilate ntr-un spaiu separat de distilare (camer vecin). Apa distilat trebuie pstrat n sticle bine nchise la loc rcoros i este indicat a fi folosit n timp de 2 sptmni de la distilare.

2.3.4. Distilatoare utilizate n industrie

A. Distilator cu efect simpluAcest tip de distilator are un cazan i un condensator, ambele piese confecionate din oel inoxidabil. nclzirea cazanului se face cu vapori de ap supranclzii sau electric prin intermediul unor rezistene electrice. Cazanul este alimentat n mod constant cu ap potabil sau demineralizat i are un debit de civa litri pe or.

Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.17.

Figura 2.17. Distilator cu efect simplu (dup Le Hir. A., 1995)

B. Distilatorul cu efect dubluEste compus din 2 cazane de oel inoxidabil. Primul cazan este nclzit n acelai mod ca i la distilatorul cu efect simplu printr-o serpentin traversat de vapori supranclzii i la presiune de aproximativ 2,5 atm. Cazanul este meninut la 1,5 atm ceea ce face ca apa s fiarb la 1100C. Vaporii supranclzii vor condensa n serpentina cazanului al doilea, de unde vor ajunge n refrigerent, iar energia termic va fi cedat apei din acest cazan care va fierbe la presiune normal i la 1000C. Vaporii rezultai vor fi condui n condensator.

Cazanul poate produce i ap bidistilat n situaia n care cazanul al doilea este alimentat cu ap distilat din primul cazan. Randamentul acestui cazan este de 200 l/or ap monodistilat sau 90 l/or ap bidistilat.

Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.18.

Figura 2.18. Distilator cu efect dublu (dup Le Hir A., 1995)

C. Distilatorul cu termocompresieAcest aparat funcioneaz la presiune inferioar celei atmosferice, economisete energia termic iar condensarea vaporilor se face la aceeai temperatur i nu necesit ap de rcire.

Schema unui astfel de distilator este prezentat n figura 2.19.

1= cazan de nclzire; 2 = compresor; 3 = condensator; 4 = schimbtor; 5 i 6 = rezistene;7 = alimentare la nivel constant; 8 = robinet de reglaj

Figura 2.19. Distilator cu termocompresie de tip industrial(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.4. Dizolvarea

2.4.1. Definiie

Dizolvarea este procesul fizic prin care substana este divizat la nivel molecular i apoi difuzeaz ntre moleculele solventului rezultnd o faz unic omogen numit soluie.

Dizolvarea depinde de solubilitate care este cu att mai mare cu ct forele de atracie ntre particulele elementare (molecule, ioni) i solvent sunt mai puternice dect forele de atracie dintre moleculele solventului.

2.4.2. Solubilitatea

Solubilitatea este proprietatea unei substane de a se dizolva ntr-un solvent sau amestec de solveni.

n F.R. X solubilitatea este exprimat n dou moduri:

- prin precizarea cantitii de solvent n care se dizolv o parte (1g) de substan, obinndu-se o soluie saturat la temperatura de 2020C;

- prin utilizarea unor expresii la care F.R. X prevede corespondentul n monografia Solubilitate.

Acest mod de exprimare l vom prezenta n tabelul 2.1.:

Tabel 2.1.

Expresii folositeVolumul de solvent (n ml) necesar pentru a dizolva 1 g substan solid sau 1 ml substan lichid la 20020C

Foarte uor solubilCel mult 1 ml

Uor solubilDe la 1 ml pn la 10 ml

Solubilde la 10 ml pn la 30 ml

Puin solubilDe la 30 ml pn la 100 ml

Foarte puin solubilDe la 100 ml pn la 500 ml

Greu solubilDe la 500 ml pn la 1.000 ml

Foarte greu solubilDe la 1.00 ml pn la 10.000 ml

Practic insolubilMai mult de 10.000 ml

2.4.3. Factorii care influeneaz solubilitatea substanei

A. Structura chimic a substanei i a solventuluiSubstanele polare, substanele ionice sau substanele bogate n grupri hidrofile se dizolv n solveni polari.

n procesul de dizolvare moleculele i ionii se desprind din solid avnd loc o dezorganizare la interfaa solid/lichid i o ptrundere prin difuzie ntre moleculele solventului.

Substanele bogate n grupri lipofile se dizolv n solveni apolari.

B. Mrimea i forma particulelor de substan medicamentoasCu ct particulele sunt mai mici (respectiv suprafaa de contact solid/lichid crete) cu att solubilitatea crete.

De asemenea s-a observat o cretere a solubilitii la unele particule asimetrice fa de cele simetrice.

C. PolimorfismulSolubilitatea este influenat i de starea fizic a substanei: cristalin, amorf, anhidr, hidratat.

innd cont de cele de mai sus, se pot afirma urmtoarele:

- forma amorf este mai solubil dect cea cristalin;

- forma anhidr este mai solubil dect cea hidratat;

- dintre formele polimorfe cele mai solubile sunt formele metastabile.

D. TemperaturaLegat de temperatur diferitele substane se comport diferit i avem urmtoarele situaii:

- la substanele care prezint o cldur de dizolvare pozitiv (proces endoterm) ntlnite la majoritatea substanelor solide dizolvarea crete odat cu creterea temperaturii;

- la substanele care au cldura de dizolvare negativ (proces exoterm) ca de exemplu: metilceluloza, glicerofosfatul de calciu, citratul de calciu solubilitatea scade cu creterea temperaturii;

- substane a cror dizolvare nu este influenat de temperatur ca de exemplu: NaCl care nu absoarbe i nu cedeaz cldur;

- substane cu comportare inconstant de exemplu Na2SO4 care la 00C se dizolv 5%, la 32,40C se dizolv 55% iar peste aceast temperatur solubilitatea scade.

E. pH-uln cazul substanelor medicamentoase (electrolii) care sunt acizi slabi sau baze slabe solubilitatea este influenat de pH.

Astfel:

- alcaloizii, anestezicele locale, antihistaminicele se dizolv n mediu acid;

- acidul acetilsalicilic, sulfamidele, fenobarbitalul se dizolv la un pH alcalin.

La substanele medicamentoase care sunt neelectrolii solubilitatea nu este influenat de pH.

F. Adaosul de aditiviAici putem aminti urmtoarele situaii prin care este mrit solubilitatea:

- utilizarea de cosolveni;

- substane hidrotrope;

- dizolvarea prin complexare.

2.4.4. Factori care influeneaz viteza de dizolvare

Dizolvarea unui solid n lichid are loc n dou etape: primul stadiu n care se elibereaz molecule sau ioni din solid n lichidul aflat la interfaa solid/lichid rezultnd o soluie saturat;

- apoi soluia saturat trece prin difuziune n solvent lsnd loc altei molecule sau ion s ptrund n stratul de la interfa.

Factori care influeneaz viteza de dizolvare sunt:

A. Aria suprafeei de contactCu ct dimensiunea particulelor scade cu att crete suprafaa ariei de contact solid/lichid i implicit viteza de dizolvare. Aria suprafeei de contact este invers proporional cu diametrul mediu al particulelor i aceast afirmaie este prezentat prin ecuaia lui Noyes-Whitney:

A= aria suprafeei solidului;

d = diametrul mediu al particulelor de solid;

m = masa

( = densitatea particulelor de solid.

Pentru dizolvare se utilizeaz diferite vase de laborator i anume:

- pahar Berzelius care este prezentat n figura 2.20.:

Figura 2.20. Pahar Berzelius

- pahar Erlenmeyer care este prezentat n figura 2.21.:

Figura 2.21. Pahar Erlenmeyer

- mensura care a fost prezentat la capitolul Msurarea la volum a lichidelor etc.

B. DifuziuneaDifuziunea este fenomenul de ptrundere a particulelor elementare din solid ntre moleculele solventului.

Difuziunea poate avea loc n dou moduri prin:

- convecie liber cnd particulele de substan se deplaseaz n fluid ca urmare a diferenei de greutate specific (densitate);

- convecia forat ntlnit cel mai frecvent n practic i poate fi realizat prin influena unor factori externi asupra sistemului ca de exemplu:

- agitarea mecanic: aceast operaie contribuie la rennoirea permanent a lichidului de la suprafaa particulelor solide dnd posibilitatea, ca noi molecule s treac n solvent. Agitarea se poate realiza manual prin cltinarea flaconului, cu ajutorul baghetelor de sticl sau mecanic utiliznd diferite agitatoare. Tipul de agitator se alege n funcie de mai muli factori:

cantitatea de lichid i substan dizolvat;

gradul de diviziune al substanei de dizolvat;

vscozitatea amestecului;

diferena de densitate ntre substana de dizolvat i solvent.

- Temperatura scade fora de coeziune dintre molecule i crete viteza de micare a particulelor, crescnd implicit difuzarea.

- Scderea vscozitii lichidului: care poate fi realizat prin nclzire.

Cnd lichidul este n repaus sau chiar n micare se formeaz n jurul cristalului un film lichid numit strat limit, care frneaz difuziunea. n jurul particulelor de solid se formeaz trei zone de lichid:

- zon de curgere laminar;

- zon de tranziie;

- zona extern (solv. pur).

2.5. Solubilizarea

Solubilizarea este operaia prin care sunt aduse n soluie substane insolubile prin modaliti care faciliteaz dizolvarea. Acest termen de solubilizare a fost introdus de Mc. Bain i Hutchinson dar cu referin la solubilizarea micelar (adic posibilitatea de a trece n soluie substane insolubile obinndu-se o soluie coloidal). Mai trziu termenul a cptat o semnificaie mai vast incluznd i alte metode de a trece n soluie substane insolubile. Unii autori ns consider c solubilizarea se poate referi doar la utilizarea tensioactivilor n acest scop, celelalte metode fiind doar aplicaii ale dizolvrii clasice.

Solubilizarea poate fi obinut n 4 moduri:

- solubilizare cu ageni tensioactivi;

- formarea de compleci sau asociaii moleculare;

- formarea de sruri;

- introducerea de grupri hidrofile n molecule.

2.5.1. Solubilizarea cu ageni tensioactivi

A. Aspecte generaleAgenii tensioactivi sunt substane amfifile avnd n structura lor grupri cu afinitate pentru solveni polari (o grupare hidrofil care poate fi ionizat sau neionizat) i grupri care au afinitate fa de solveni aploari (o grupare lipofil format dintr-un lan hidrocarbonat).

Structura agenilor tensioactivi poate fi prezentat schematic n figura 2.22.:

Figura 2.22. Reprezentarea schematic a structurii agenilor tensioactivi(dup Adriana Ciurba i Emese Sipos, Tehnologie farmaceutic pentru asisteni de farmacie, 2003)

Raportul dintre gruparea polar i cea apolar a moleculei este dat de valoarea H.L.B. (hidrofil-lipofil-balance) stabilit de Griffin i care se determin cu urmtoarea relaie:

A = masa relativ a fraciunii hidrofile din molecul;

O = masa relativ a fraciunii lipofile din molecul.

Scara HLB este de la 1 la 20, iar punctul de echilibru n care hidrofilia este egal cu lipofilia este 10. Agenii tensioactivi (emulgatori) cu HLB sub 10 sunt indicai pentru obinerea emulsiilor A/U iar cei cu HLB ntre 10 i 20 sunt utilizai pentru obinerea emulsiilor U/A.

B. Clasificarea agenilor tensioactivin funcie de structura chimic a gruprii polare avem urmtoarele categorii de ageni tensioactivi:

- neionogeni : TWEEN

- ionogeni:

- anionici: spunuri anionice, (laurilsulfat de sodiu etc.);

- cationici: spunuri inverse (Bromur de Cetilpiridiniu);

- amfoteri.

Cei mai utilizai tensioactivi sunt TWEEN-urile care sunt esteri ai spanului cu diferii acizi ca de exemplu:

- Tween 20 - Span + acid lauric;

- Tween 40 Span + acid palmitic;

- Tween 60 Span + acid stearic;

- Tween 80 - Span + acid oleic.

n F.R. X avem oficinal Tween 80.

C. Mecanismul solubilizriiDatorit caracterului amfifil agenii tensioactivi se acumuleaz la interfaa ap/ulei prezentnd afinitate att fa de ap ct i fa de ulei scznd tensiunea superficial. La o anumit concentraie a tensioactivului moleculele se asociaz n micele (tensiunea superficial a apei din acest punct rmne constant); aceast concentraie fiind numit C.M.C. (concentraie micelar critic).

Din momentul apariiei micelelor sunt modificate esenial unele proprieti fizice ale soluiei apoase ca de exemplu: conductibilitatea, presiunea osmotic, punctul de congelare, indicele de refracie, tensiunea superficial, vscozitatea etc.).

n ceea ce privete forma micelelor au existat i nc exist diferite ipoteze. Mc Bain afirm c forma micelelor depinde de concentraia tensidului i anume la C.M.C. micele au structur sferic, pe msura creterii concentraiei se ajunge la form cilindric i n final la micele laminare. Astfel substanele insolubile n ap sunt dirijate n partea hidrofil sau lipofil n funcie de afinitatea lor iar cele amfifile n stratul palisadic.

n figura 2.23. sunt prezentate tipurile de micele care se formeaz dup atingerea C.M.C.

a nceput de formare a micelelor la CMC; b micele laminare; c micele cu structur sferic; d stratul palisadic al micelelor (stratul ntre interiorul micelei i exteriorul micelei); e micele cu structur cilindric sau elipsoidal; f - substanele lipofile introduse n interiorul micelei; g substane insolubile n ap;

Figura 2.23. Tipuri de micele (dup Ionescu Stoian, 1974)

Mai ales pentru soluiile uz intern concentraia de tensid trebuie s fie ct mai mic, astfel alegerea tensidului cu CMC ct mai mic este foarte important.

Concentraia de tensid necesar solubilizrii substanelor greu solubile se poate calcula cu relaia:

g = cantitatea de agent tensioactiv n g%;

c = concentraia la % a substanei active greu solubile;

i = coeficientul de solubilizare n ap a substanei active;

m = raportul dintre cantitatea de substan solubilizat i cantitatea de agent tensioactiv utilizat pentru solubilizare determinat experimental.

n tabelul 2.2. sunt date valorile n i i m pentru solubilizarea cu tensioactivi a ctorva substane insolubile:

Tabel 2.2.

SubstaneCoeficientul de solubilitate im

Tween 20Tween 60Tween 80

Acid salicilic0,1990,1030,1150,121

Anestezin0,0830,0650,0780,100

Camfor0,2080,1010,0980,120

Luminal0,0910,0400,0670,066

Mentol-0,0960,1330,145

D. Factorii care influeneaz solubilizarea Tipul de agent tensioactiv fiecare tensid are o concentraie solubilizatoare proprie care crete cu concentraia tensidului.

Natura substanei de solubilizat n funcie de natura fiecrei substane se alege tensidul i concentraie lui.

Adaosul de electrolii electroliii reduc pragul C.M.C. influennd solubilizarea.

Adaosul de neelectrolii.

Prezena unor polialcooli (glicerol, sorbitol) mresc capacitatea solubilizrii; fenomenul este numit co-solubilizare iar aceste substane sunt numite co-solubilizani.

Temperatura n majoritatea cazurilor solubilizarea crete cu temperatura dar aceasta nu este o regul general.

E. Aplicaii practice ale solubilizriiSolubilizarea anestezinei, mentolului, camforului cu TWEEN 80. 60, 40, 20.

Acidul salicilic este solubilizat cu TWEEN 80

Vitaminele liposolubile (A,D,F,E) sunt solubilizate cu TWEEN

Steroizii, antibioticele, sulfamidele cu TWEEN

Uleiurile volatile cu polisorbai.

Substanele antiseptice de asemenea cu polisorbai.

2.5.2. Solubilizarea prin formare de compleci sau asociaii moleculare

A. Formarea de compleci

Prin asocierea a dou substane pot rezulta compleci legai prin puni de hidrogen, fore dipol-dipol.

Exemple de astfel de compleci sunt:

- dizolvarea iodului cu ajutorul iodurii de potasiu cnd se formeaz iod-iodurat solubil;

- cofein cu benzoat de sodiu:

- cofein cu acid citric;

- riboflavina cu cofein.

n aceast categorie poate fi inclus i hidrotropia caracteristic unor substane care au grupri polare n molecule, fiind astfel mrit solubilitatea unor substane medicamentoase.

B. HidrotropiaHidrotopia se bazeaz pe activarea punilor de hidrogen, pe formarea complecilor moleculari solubili i pe scderea tensiunii interfaciale.

Exemple de acest gen sunt:

- papaverina + acid citric sau acid tartic;

- teofilina + acetat de sodiu sau etilendiamin.

C. Folosirea de cosolveniCosolvenii sunt amestecuri de solveni care au capacitate de dizolvare superioar fa de solvenii luai separat.

Amestecurile de cosolveni cu grupri hidrofile polare mresc solubilizarea n ap a substanei medicamentoase prin activarea legturilor de hidrogen, formarea de compleci i scderea tensiunii superficiale a apei.

Exemple de cosolveni:

- alcool + glicerin + ap pentru glicozide, alcaloizi;

- polietilenglicol + ap pentru barbiturice, eritromicin;

- propilenglicol+ap pentru fenobarbital

- propilenglicol + ap + glicerol pentru vitamine liposolubile i hidrosolubile.

D. Formarea complecilor de incluziune

Un mod special de complexare este aa numita ncapsulare molecular sau formarea complecilor de incluziune. Complecii de incluziune pot s fie de dou tipuri:

- tip canal (care au n interior goluri de form cilindric);

- i tip clatrai la care golurile sunt aproximativ sferice.

Substane care pot forma compui de incluziune sunt ciclodextrinele. Acestea sunt oligozaharide ciclice cristalizate care n funcie de gradul de polimerizare pot fi de trei feluri:

- (-ciclodextrine (care conin 6 uniti de glucoz legate prin legturi 1:4);

- (-ciclodextrine (care conin 7 uniti de glucoz legate prin legturi 1:4);

- (- ciclodextrine (care conin 8 uniti de glucoz legate prin legturi 1:4).

Ciclodextrinele au n interior un spaiu cilindric de mrime molecular, partea interioar a moleculelor fiind hidrofob iar partea exterioar hidrofil. n partea interioar pot fi incluse substane medicamentoase mai puin hidrofile i cu o mas molecular limitat.

Structura spaial a ciclodextrinelor este prezentat n figura 2.24.:

Figura 2.24. Structura i schema spaial a (-ciclodextrinei(dup Bender M.L., 1978)

ntre moleculele de substan ncapsulate i ciclodextrine se stabilesc legturi de tipul: legturi de hidrogen, legturi Van der Waals. Aceste tipuri de legturi sunt reversibile.

Utilizarea ciclodextrinelor are urmtoarele avantaje:

- mrirea solubilitii unor substane greu solubile n ap;

- creterea stabilitii;

- mascarea gustului i mirosului neplcut al unor substane;

- creterea biodisponibilitii unor substane medicamentoase greu solubile.

2.5.3. Solubilizarea prin formarea de sruri

Prin modificarea pH-ului se pot solubiliza unele substane insolubile.

La pH acid se pot solubiliza alcaloizii, anestezicele locale, unele antihistaminice prin obinerea srurilor corespunztoare.

La pH alcalin se solubilizeaz derivaii barbiturici, teofilina, aspirina obinndu-se srurile corespunztoare.

2.5.4. Solubilizarea prin introducerea gruprilor hidrofilice n molecul

Desigur, aceast presupune transformri chimice importante i trebuie avut grij s nu se schimbe activitatea farmacologic a substanei medicamentoase respective.

2.6. Amestecarea

Amestecarea este operaia fizic prin care are loc o ntreptrundere a moleculelor sau ionilor unei substane sau a mai multor substane cu moleculele substanei utilizat ca solvent. Amestecarea urmrete obinerea unor sisteme disperse omogene, ns perfect omogene nu pot fi considerate dect soluiile. Un grad de omogenitate mai mult sau mai puin avansat l au emulsiile, pulberile i aceasta n funcie de modalitile de lucru.

Tipurile de amestecuri ntlnite n tehnologia farmaceutic pot fi grupate astfel:

- soluii adevrate (moleculare) lichide;

- emulsii (dispersii de lichide nemiscibile);

- suspensii (dispersii de solide ntr-un lichid);

- amestecuri de pulverulente.

Pentru diferitele forme farmaceutice se utilizeaz pentru operaia de amestecare diferite expresii ca de exemplu:

- agitare (pentru lichide);

- dispersare (pentru lichide care conin o faz dispersat);

- malaxare pentru forme de consisten semisolid (unguente);

- omogenizare pentru sisteme grosiere.

Amestecurile omogene se obin prin:

- agitare (cu aplicabilitate la lichide);

- amestecarea (cu referire la formele farmaceutice solide sau semisolide):

2.6.1. Agitarea

Agitarea utilizat pentru forme farmaceutice lichide poate avea diferite scopuri:

- creterea vitezei de dizolvare;

- omogenizarea formei (suspensii, emulsii).

Aceast operaie poate fi realizat:

- manual prin simpla micare a flaconului sau cu ajutorul baghetei;

- sau utiliznd diferite agitatoare: cu elice, electomagnetice, cu palete sau turbine care sunt introduse n vasul cu lichid.

Agitatoarele se mpart n dou grupe:

A. Agitatoare mecaniceAici amintim urmtoarele:

Agitatoare cu palete - sunt formate dintr-un arbore rotativ pe care sunt fixate paletele radiale de diferite forme. Acestea au o vitez de rotaie mare (600-800 rot/min) i sunt utilizate la agitarea soluiilor, emulsiilor i suspensiilor fluide. Schema unui astfel de agitator este prezentat n figura 2.25.:

Figura 2.25. Agitator cu palete(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Agitatoare cu turbin sunt formate dintr-un arbore la captul cruia este fixat o pies cilindric prevzut cu bare. Aceste agitatoare au o vitez de rotaie de 1.000-2.000 rot/min. Schema unui astfel de agitator este prezentat n figura 2.26.:

Figura 2.26. Agitator cu turbin(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Agitatoare cu elice care au brae hidraulice acionate de un motor i care au o viteaz ntre 1.500-2.000 rot/min. Schema unui astfel de agitator este prezentat n figura 2.27.:

Figura 2.27. Agitator cu elice(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

n figura 2.28. este prezentat un agitator cu elice fixat pe vas.

Figura 2.28. Agitator cu elice fixat pe vas(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Agitatoare cu plci perforate se mic vertical i sunt utilizate mai ales pentru prepararea soluiilor extractive.

B. Agitatoare nemecanicen aceast grup amintim:

Agitatoare electromagnetice la care agitarea lichidului are loc sub influena vibraiilor produse de radiaii electromagnetice. Schema unui astfel de agitator este prezentat n figura 2.29.:

Figura 2.29. Agitator electromagnetic(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Agitatoare cu ultrasunete produc o agitare intens utiliznd ultrasunetele.

Agitatoare pneumatice funcioneaz prin barbotarea unui gaz inert sau a aerului ntr-un lichid.

Alegerea tipului de agitator se face n funcie de mai multe aspecte:

- vscozitate;

- cantitatea de solvent i substan dizolvat;

- diferena de densitate ntre substana de dizolvat i solvent;

- gradul de mrunire a substanelor solide.

2.6.2. Amestecarea

Amestecarea este utilizat pentru omogenizarea formelor farmaceutice solide.

n cazul pulberilor compuse se urmrete repartizarea ct mai uniform a componentelor n cantitatea total de pulbere. Desigur sunt anumii factori de care depinde obinerea unei pulberi ct mai uniforme i anume:

- proprietile fizice ale substanelor (mrimea i forma particulelor, ncrcarea electric, densitatea etc.);

- metoda de amestecare;

- aparatura utilizat etc.

A. Amestecarea n farmacien farmacii, pentru prepararea cantitilor mici de pulberi se utilizeaz mojarul i pistilul. Aspectul mojarului i a pistilului este prezentat n figura 2.30.:

Figura 2.30. Mojarul i pistilul

Dac pentru pulverizare se ntrebuineaz mojare la care pereii au poroziti pentru amestecare se utilizeaz pe ct posibil mojare cu perei netezi. n afar de aceast modalitate se utilizeaz i aparate pentru amestecare acionate electric (mixere etc.) care conduc la obinerea unei pulberi cu omogenitate i grad de dispersie ridicat.

B. Amestecarea n industria farmaceuticn industrie se utilizeaz maini pentru amestecat de capacitate mare, de diferite construcii i care se pot grupa n funcie de principiul de funcionare astfel:

- maini la care amestecarea se realizeaz prin cureni care acioneaz asupra substanelor;

- maini la care amestecare are loc prin difuziune (micarea dispozitivului);

- maini la care amestecarea se realizeaz prin triturare;

- maini care acioneaz prin scuturare.

n continuare vom prezenta cteva tipuri de amestectoare utilizate n industria farmaceutic.

a. Amestector cu tambur cilindric sau prismaticAcest amestector are o tob de amestecare care se rotete n jurul unui ax orizontal sau cu o nclinaie de 8-300. Schema unui astfel de amestector este prezentat n figura 2.31.:

Figura 2.31. Amestector cu tambur cilindric(dup Fauli i Trillo C., 1993)

b. Amestectorul cu conuri cu un randament ridicat omogeniznd o cantitate de 500 kg pulbere n cteva minute. Schema unui astfel de amestector este prezentat n figura 2.32.:

Figura 2.32. Amestector cu conuri(dup Faulii Trillo C., 1993)

c. Amestector cu arbore oblic are un tambur elipsoidal montat pe un arbore oblic amestecarea fiind accelerat prin introducerea ctorva bile n tambur. Schema unui astfel de amestector este prezentat n figura 2.33.:

Figura 2.33. Amestector cu arbore oblic(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 1997)

d. Amestector n form de V este format din doi cilindrii n form de V fixai n unghiul n care amestecarea este intensificat de cltinarea vasului. Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.34.:

Figura 2.34. Amestector n form de V(dup Faulii Trillo C., 1993)

e. Mori cu bile aceste mori realizeaz n acelai timp att pulverizarea ct i amestecarea. Acest tip de tobe funcioneaz cu randament bun atunci cnd sunt umplute doar 20-30% din capacitate. Pentru obinerea unei pulberi ct mai omogene, este foarte important i un timp de amestecare corespunztor. O amestecare prea ndelungat poate duce la reducerea gradului de omogenizare.

2.7. Filtrarea

2.7.1. Definiie

Filtrarea este operaia de separare a particulelor solide dintr-un sistem polidispers care conine n amestec particule solide i o component fluid rezultnd un lichid transparent numit filtrat i o parte solid reinut pe hrtia de filtru.

2.7.2. Mecanismele filtrrii

Reinerea particulelor solide se face prin urmtoarele mecanisme:

- printr-un fenomen mecanic cnd pe hrtia de filtru sunt reinute particule solide cu diametrul superior porilor materialului filtrant. Desigur randamentul filtrului scade n timp datorit saturrii reelei filtrante.

- printr-un fenomen fizic de adsorbie cnd se rein particule cu diametrul inferior porilor materialului filtrant.

2.7.3. Scopurile filtrrii

n funcie de scopul urmrit avem urmtoarele tipuri de filtrare:

- filtrare cu scop de clarificare a prii fluide, realizat prin reinerea particulelor solide;

- filtrarea sterilizant este utilizat mai ales la preparatele parenterale i are ca scop reinerea microorganismelor.

2.7.4. Caracteristicile materialelor filtrante

Filtrele au dou caracteristici importante:

- porozitatea este raportul dintre volumul total al porilor i volumul aparent al reelei (sau mai poate fi definit prin diametrul mediu al porilor);

- debitul de filtrare care poate fi determinat prin formula lui Hagen-Paiseuille

V = debitul de filtrare n ml/min;

R = raza medie a porilor;

P = presiunea lichidului pe suprafaa filtrului;

p = presiunea lichidului pe faa opus a filtrului;

( = vscozitatea lichidului;

L = grosimea filtrului.

Deci, debitul de filtrare este direct proporional cu suprafaa filtrului, cu diferena presiunilor de pe cele dou suprafee a materialului filtrant i invers proporional cu vscozitatea lichidului i cu grosimea materialului filtrat.

n mod curent prin filtru se nelege:

- materialul filtrant;

- suportul pentru materialul filtrant

- i alte anexe ca: sursa de presiune, agitare etc.

2.7.5. Tipuri de materiale filtranteMaterialele filtrante utilizate se mpart n urmtoarele grupe:

- materiale filtrante fibroase;

- materiale filtrante poroase;

- materiale filtrante sub form de esturi;

- membrane filtrante.

A. Materiale filtrante fibroasea. Hrtia de filtru este din celuloz pur, de culoare alb, aspect omogen, rezisten corespunztoare i nu trebuie s cedeze filtratului substane strine.

Diametrul porilor este n funcie de utilizare i anume:

- 3-70(m pentru hrtia de filtru utilizat n farmacie;

- 1-1,5(m pentru hrtia de filtru analitic.

b. Vat (Gossypium depuratum, Gossypium depuratum mixtum, ambele oficinale n FR X) se obine din bumbac prin diferite operaii de purificare i albire, este tot celuloz i trebuie s ndeplineasc condiiile prevzute de FR X. Filtrarea prin vat este expeditiv i poate fi folosit ca atare sau mpreun cu tifon mai ales pentru soluii extractive apoase i siropuri.

c. Vata de sticl datorit rezistenei fizice i chimice este folosit pentru filtrarea bazelor i acizilor.

B. Materiale filtrante poroasea. Plcile de sticl poroas sunt obinute din pulbere de sticl prin nclzire i presare si sunt fixate n interiorul unor plnii. n funcie de procesul de obinere avem filtre de anumite poroziti. Pentru utilizare n laboratorul farmaceutic se utilizeaz calitatea G, diferite sorturi care n funcie de porozitate sunt numerotate de la 0 la 5 (nr. 5 avnd cea mai mic porozitate cu diametrul porilor de ( 1,5 (m).

Aceste tipuri de filtre sunt utilizate mai ales pentru preparatele parenterale lichide, au randament bun i pot fi sterilizate prin cldur.

b. Bujiile filtrante sunt confecionate din material poros obinut din amestecuri de caolin (Chamberland), de siliciu (Berkefeld) etc. cu ap, presate n forme i calcinate la 1.0000C Au un diametru al porilor ntre 0,3-0,4(m i sunt utilizate pentru sterilizarea soluiilor termolabile.

C. Materiale filtrante sub form de esturiAceste materiale asigur filtrarea ntr-un mod analog cernerii, calitatea filtrrii depinznd de numrul de ochiuri pe cm2 i felul mpletiturii.

Aceste tipuri de materiale filtrante se utilizeaz mai ales pentru filtrarea soluiilor vscoase sau cu coninut n substane mucilaginoase.

n continuare vom prezenta principalele materiale filtrante sub form de esturi utilizate n tehnologia farmaceutic.

a. Tifonul (Tela hydrophila FR X) este estur de bumbac n amestec cu celofibr. Pentru filtrare se utilizeaz n cteva straturi suprapuse sau combinat cu vat.

b. Pnza de bumbac este utilizat frecvent, avnd o rezisten mecanic bun i pre de cost sczut. Nu este utilizabil pentru filtrarea substanelor corozive.

c. Flanela este obinut din bumbac cu grosime mai mare dect pnza i se utilizeaz pentru filtrarea mai ales a siropurilor.

d. estura de in este asemntoare bumbacului dar cu rezisten mai mare.

e. Lna este utilizat pentru filtrarea acizilor diluai.

f. Fibre nylon sunt utilizabile pentru filtrarea hidrocarburilor halogenate, benzen, aldehide, cetone dar contraindicate pentru filtrarea oxidanilor i acizilor minerali.

g. Fibre vinilice inerte fa de acizi i alcalii, sunt utilizate pentru filtrarea hidrocarburilor alifatice, alcoolilor dar nepracticabile pentru solveni organici, cetone, eteri etc.

D. Membrane filtrante- Au diametrul porilor foarte mic, ntre 0,1-100 (m, pot fi de origine natural sau sintetic i sunt semipermeabile opunnd rezisten la filtrare. Pentru a avea un randament corespunztor se utilizeaz suprapresiune.

2.7.6. Aparate de filtrare

A. Aparate folosite n farmacie

a. Filtre utilizate la presiune hidrostatic

Pentru astfel de filtrri (filtrri obinuite) se utilizeaz plniile care au forma indicat mai jos iar ca material filtrant se utilizeaz hrtia de filtru, vata, tifonul etc.

Forma unei plnii de sticl este prezentat n figura 2.35.:

Figura 2.35. Plnii(dup Dua Silvia i Mitroi Brndua, Chimie Analitic Cantitativ Ghid,University Press, Trgu-Mure)

n funcie de scopul urmrit putem utiliza dou tipuri de filtre de hrtie:

- filtrul simplu cnd suntem interesai de precipitat;

- filtrul plisat cnd suntem interesai de fluid.

Pentru a grbi filtrarea mai ales la lichidele vscoase putem utiliza plnii cu perei dubli. Aceste plnii se compune dintr-o plnie mai mare din tabl de cupru care este prevzut cu un tub lateral pentru nclzire. Spaiul dintre plnie este umplut 2/3 cu ap care se nclzete la un bec de gaz prin tubul lateral.

Schema unei astfel de plnii este prezentat n figura 2.36.:

Figura 2.36. Plnii pentru filtrarea la cald(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

n lipsa plniei cu perei dublii filtrarea acestor fluide vscoase se poate face i prin plnii simple (filtre simple) puse mpreun cu recipientul pentru colectarea filtratului n etuve nclzite.

b. Filtre cu funcionare la vid (sub presiune redus)Utilizarea vidului :mrete foarte mult viteza de filtrare. Filtre folosite pentru acest gen de filtrare sunt:

- Plniile Bchner: care sunt fabricate din porelan sau sticl i au n interior plci perforate pe care se pune materialul filtrant (hrtie de filtru). Plnia se pune pe un vas Erlenmayer care are un tub lateral prin care este conectat la sursa de vid.

- Plniile cu plci de sticl poroas tip yena utilizate pentru soluii parenterale.

- Filtre Seitz asemntor prin construcie plniei Bchner dar prile componente se pot demonta.

Un astfel de filtru este prezentat n figura 2.37.:

Figura 2.37. Filtru Seitz(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Filtrul Seitz este format:

- dintr-un corp cilindric (din argint sau cupru);

- un suport cu o sit metalic pe care se aeaz materialul filtrant;

- i materialul filtrant (azbest, celuloz).

Acest tip de filtru este montat prin intermediul unui dop de cauciuc la un vas cu tromp prin care se leag la vid.

- Bujii filtrante au forma unor cilindrii alungii nchis la o extremitate cu o garnitur metalic sau manet de porelan prin care se realizeaz legarea la vid, au diametrul ntre 1,5-5 cm i nlime de 3-50 cm. Aceste bujii se introduc in lichid realizndu-se vid n interiorul lor, lichidul ptrunznd n bujii, iar partea solid rmnnd pe materialul filtrant din exteriorul bujiei.

- Pipe filtrante sunt utilizate pentru cantiti mici de filtrat. Aceste filtre au la partea inferioar un material poros filtrant i introduse n lichid, respectiv puse n legtur cu recipientul colector adaptat la vid realizeaz filtrarea.

- Ultrafiltre materialul filtrant este format din membrane semipermeabile suprapuse n numr de pn la 80 de straturi i sunt utilizate pentru a realiza filtrarea sterilizant.

c. Filtre care funcioneaz la suprapresiunePrincipiul de funcionare a acestui tip de filtru este de a crea suprapresiune la suprafaa lichidului de filtrat. n aceast grup avem:

- Filtre Seitz cu capac superior au la partea superioar o deschidere pentru alimentare i una pentru suprapresiune.

- Bujii filtrante lucreaz la o presiune de 20-30 atm iar principiul este acelai ca i la filtrul Seitz.

- Ultrafiltre materialul filtrant este format din membrane semipermeabile i sunt utilizate la filtrarea sterilizant. Schema unui astfel de filtru este prezentat n figura 2.38.:

Figura 2.38. Ultra-filtre(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

B. Aparate de filtrare industriale

Chiar dac difer ca i construcie, principiul de filtrare a acestor aparate este identic cu cel al aparatelor utilizate n farmacie. Alegerea unui aparat se face n funcie de:

- natura materialului filtrant;

- natura i cantitatea materialului de filtrat;

- i scopul filtrrii etc.

n continuare vom prezenta urmtoarele tipuri de aparate de filtrare:

a. Filtrul olandezAcest filtru este format dintr-un vas mare cilindric (din lemn) avnd robinet de curgere i indicator de nivel. n acest vas este introdus un alt vas mai mic din cupru cu fundul perforat, la fiecare orificiu avnd adaptat un tub cilindric, de care este fixat sacul filtrant avnd diametrul ntre 10-15 cm i lungimea de pn la 200 cm. Vasul se acoper cu un capac. Lichidul trece din vasul superior n cel exterior de unde se colecteaz ntr-un recipient adecvat printr-un robinet. Acest tip de filtru se utilizeaz pentru filtrarea: siropurilor, tincturilor etc. Schema unui astfel de filtru este prezentat n figura 2.39.:

Figura 2.39. Filtru olandez(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

b. Filtre care lucreaz la vid- Nucele filtrante sunt fabricate din gresie, oel sau material ceramic.

Schema acestui aparat filtrant este prezentat n figura 2.40.:

Figura 2.40. Nuce filtrante(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Aceste aparate filtrante sunt compuse din 3 pri:

o parte superioar cilindric;

placa perforat pe care se pune materialul filtrant;

i vasul colector inferior.

- Filtrele cu tob. Exist dou categorii de filtre:

Filtrul cu tob de filtrare exterioar. Toba are perei dubli, suprafaa de filtrare este cilindric. n acest caz, pe suprafaa extern a cilindrului tobei format dintr-o sit perforat se ntinde materialul filtrant, apoi toba se introduce n lichid i n interior se produce vid.

Filtru cu toba de filtrare interioar. Este asemntor filtrului precedent cu deosebirea ca materialul filtrant se introduce n interior iar vidul se produce ntre pereii tobei.

C. Filtre care lucreaz suprapresiune - Nucele filtrant cu capac. Au la partea superioar un capac prin care trece un tub legat de pompa care produce suprapresiune deasupra lichidului supus filtrrii.

- Filtre prese. Au o suprafa de filtrare mare, lucreaz la presiuni de pn la 12 atm i au vitez mare de filtrare. Exist dou tipuri de filtre pres:

Filtre pres cu rame. Au mai multe elemente de filtrare compuse din 2 plci, iar ntre plac i ram se ntinde elementul filtrant, iar elementele de filtrare sunt aezate unul lng altul. Schema unui astfel de aparat filtrant este prezentat n figura 2.41.:

Figura 2.41. Filtre pres cu rame(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Filtre pres cu camere. Acestor filtre le lipsesc ramele n locul lor fiind spaii goale n care se strnge precipitatul. Schema unui astfel de aparat filtrant este prezentat n figura 2.42.:

Figura 2.42. Filtre pres cu camere(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

- Filtre centrifugale. Aceste filtre lucreaz sub aciunea forei centrifuge. Lichidul pentru filtrat se introduce n cilindrul care are perei perforai pe care se fixeaz materialul filtrant. Acest cilindru este acionat cu o vitez foarte mare (de ( 800 turaii/min), astfel lichidul trece prin filtru i printr-un robinet se scurge ntr-un vas colector. Schema acestui aparat filtrant este prezentat n figura 2.43.:

Figura 2.43. Filtre centrifugale(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.8. Centrifugarea

Centrifugarea este operaia prin care are loc separarea a lichidelor de solide sub aciunea forei centrifuge. Dup construcie i modul de funcionare avem:

- centrifuge cu funcionare discontinu;

- centrifuge cu funcionare continu.

Aceste aparate trebuie s fie fabricate din materiale cu rezisten ridicat.

2.9. Decantarea

Decantarea este operaia de separare dintr-un amestec a componentei lichide de cea solid dup precipitare pe baza diferenelor de densitate.

Aceast operaie poate fi utilizat n diferite situaii i anume:

- cnd cantitatea de sediment este mare;

- filtrarea este anevoioas;

- pentru splarea unui precipitat;

- pentru separarea lichidului extractiv de produsul vegetal extras;

- ca operaie preliminar filtrrii.

Decantarea poate fi realizat prin mai multe modaliti.

2.9.1. nclinarea vasului

nclinarea vasului este utilizat n cazul unor mici cantiti de lichide i cu mult pruden mai ales spre final.

2.9.2. Sifonarea

Sifonarea este ntrebuinat mai des, se realizeaz prin adaptarea vasului cu amestecul lichid solid la un sifon, care const dintr-un tub de cauciuc sau de sticl, ndoit cu dou brae inegale, cel mai scurt ptrunznd n lichid pn aproape la sediment iar cel mai lung fiind n exterior. Prin acest tub se va aspira supernatantul i sub greutatea coloanei de lichid din braul mai lung ncepe scurgerea apei care la rndul ei antreneaz scurgerea apei din vas. Schema unui sifon este prezentat n figura 2.44.:

Figura 2.44. Sifon (dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.9.3. Plnii de separare

Plniile de separare se folosesc pentru separarea a dou lichide nemiscibile. Forma plniei de separare este prezentat n figura 2.45.:

Figura 2.45. Plnie de separare

2.9.4. Recipiente cilindrice

Recipientele cilindrice au robinete situate la diferite nlimi astfel ca decantarea s poat fi realizabil pentru diferitele fraciuni dup nivelul lichidului inferior. Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.46.:

Figura 2.46. Vas cilindric cu robinete(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.9.5. Recipientul Florentin

Este utilizat mai ales pentru separarea uleiurilor volatile. Are un robinet superior i unul inferior separndu-se n funcie de densitate cele dou fraciuni i apoi eliminate prin robinetele respective. Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.47.:

Figura 2.47. Recipientul Florentin (dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.10. Clarificarea

Clarificarea este operaie de separare a particulelor fine dintr-un lichid n situaiile n care filtrarea nu d rezultate satisfctoare. Clarificarea const n nglobarea substanei de separat n materiale coagulante sau adsorbante ca de exemplu materiale de natura albuminoidic sau pulberi insolubile, iar particulele reinute se ndeprteaz prin filtrare. n tehnologie se pot utiliza urmtoarele metode de clarificare.

2.10.1. Clarificarea prin nclzire

Se aplic la sucurile vegetale care conin albuminoide. Precipitarea lor are loc la 55-600C.

2.10.2. Clarificarea prin fermentare

Este aplicabil la sucurile care alturi de albuminoide conin i proteine, respectiv zahr. n urma fermentrii rezult alcool care precipit pectinele, albuminoidele etc.

2.10.3. Clarificarea cu past de hrtie de filtru

Hrtia mrunit se tritureaz cu ap cald, se stoarce apoi se amestec cu lichidul fierbinte, se fierbe mpreun timp de 5 minute, apoi se filtreaz. Este o metod aplicabil clarificrii siropurilor i se utilizeaz un procent de 1-5 g hrtie la 1 kg sirop.

2.10.4. Clarificarea utiliznd pulberi insolubile

Pulberile utilizate n acest scop sunt: talc, caolin, bentonit, silicagel n procent de 1-10. Pentru clarificare se vor evita oxidul de magneziu, carbonatul de magneziu, deoarece confer un pH alcalin soluiei.

2.11. Decolorarea

Decolorarea este operaia prin care se ndeprteaz total sau parial culoarea unei soluii. Operaia se poate realiza n trei moduri:

2.11.1. Decolorare fizic

Decolorarea fizic se realizeaz prin absorbia colorantului pe diferite substane fr o modificare structural a substanei, operaia fiind urmat de filtrare. Frecvent, n practica farmaceutic ca substan decolorant se utilizeaz crbunele activ. Soluia colorat se agit cu crbunele activ apoi se filtreaz. Riscul acestei metode este absorbia unor substane active ca de exemplu: alcaloizi, glicozide etc.

2.11.2. Decolorarea chimic

Const n utilizarea substanelor oxidante (apa oxigenat, hipoclorii) sau reductoare (bisulfit de sodiu) care acioneaz asupra diferiilor colorani degradndu-i sau modificndu-i structural, astfel nct soluia s devin incolor.

2.11.3. Decolorarea optic

Const n adugarea unor substane (Tinopal, Blankophore, Uvitex) care au proprietatea de a reflecta razele ultraviolete din spectru, modificnd culoarea fr a degrada substana respectiv.

2.12. Evaporarea

Evaporarea este trecerea unui lichid n stare de vapori i spre deosebire de fierbere (unde are loc n toat masa lichidului) acest fenomen se produce la suprafaa lichidului. Timpul ct are loc evaporarea depinde de diferii factori:

- temperatura;

- suprafaa de evaporare;

- gradul de saturare a atmosferei cu vapori;

- presiune din ncpere;

- agitarea lichidului etc.

Operaia de evaporare poate avea loc n diferite moduri:

2.12.1. Evaporarea spontan

Este valabil n primul rnd pentru lichidele volatile i are loc n vase cu deschiderea larg (capsule de porelan, sticle de ceas) unde lichidul se las n contact cu aerul metoda aplicndu-se pentru evaporarea cantitilor mici de lichide.

2.12.2. Evaporarea cu ajutorul cldurii

Se utilizeaz atunci cnd se evapor cantiti mai mari de lichide i utilizeaz energia termic iar procesul poate avea loc pe baie de ap sau n alte moduri.

2.12.3. Evaporarea cu ajutorul cldurii i vidului

Viteza de evaporare crete odat cu temperatura i cu scderea presiunii atmosferice. Metoda este aplicabil la produsele termolabile mai ales unde se utilizeaz presiuni mai mici, astfel nct pentru evaporare s nu se depeasc temperatura de 40-500C.

2.13. Mrunirea. Pulverizarea. Cernerea

2.13.1. Mrunirea

A. Definiie

Mrunirea este operaia care presupune un cost energetic exterior (dependent de rezistena materialului) care acionnd asupra forelor de coeziune din cadrul materialului realizeaz divizarea unui corp solid n particule mai mici.

B. Scopul mruniriiMrunirea este necesar din urmtoarele considerente:

- pentru a uura manipularea substanelor;

- pentru o resorbie mai bun;

- pentru a mrii viteza de reacie;

- pentru asigurarea omogenitii pulberilor compuse;

- pentru a mri viteza de dizolvare, uscare, extracie etc.

Evaluarea acestei operaii se poate face prin determinarea gradului de mrunire:

D = diametrul particulelor nainte de mrunire;

d = diametrul particulelor dup mrunire.

C. Factori implicai n alegerea instalaiei de mruniren alegerea aparatului pentru mrunire trebuie s analizm diferii factori i anume:

- factori dependeni de materialul supus mrunirii (mrimea, forma particulelor, umiditatea, densitatea etc.);

- factori dependeni de produsul pe care dorim s-l obinem (mrimea particulelor, forma particulelor, greutatea specific etc.);

- factori dependeni de mainile de mrunire (randament, productivitate, grad de mrunire, temperatura de lucru);

- factori care evalueaz mrunirea n ansamblul ei (consum energetic, cost etc.).

n continuare vom prezenta pe cei mai importani factori luai n discuie, n funcie de care alegem maina de mrunit i anume:

- duritatea n funcie de duritate se vor utiliza maini cu viteze de funcionare adaptate acestui parametru i anume: pentru materiale foarte dure se aleg maini cu vitez de funcionare mai mic;

- umiditatea influeneaz direct productivitatea (la un coninut de ap mai mare de 5% scade productivitatea morilor);

- gradul de mrunire depinde de scopul urmrit care determin alegerea unei mori potrivite.

Mrunirea se realizeaz prin diferite modaliti i anume: tiere forfecare, presare, strivire, despicare, lovire, frecare triturare.

Modul de realizare a acestor operaii este prezentat n figura 2.48:

A presare; B despicare; C lovire; D frecare-triturare; E - tiere

Figura 2.48. Schema metodelor de mrunire(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

n procesul mrunirii este necesar s se respecte urmtoarele reguli:

- mrunirea s fie realizat pn la dimensiunea dorit a particulelor;

- particulele mrunite s fie ct mai uniforme;

- operaia s fie economic;

- s nu se degradeze substana activ;

- s fie respectate regulile de protecie a muncii.

D. Procedee de mrunire. Aparatura utilizata. Tierea operaia se aplic pentru produsele vegetale.

n farmacie se utilizeaz cuitul cu mner care are o extremitate astfel nct s se poat mica n jurul unui ax. Schema acestui dispozitiv este prezentat n figura 2.49.:

Figura 2.49. Cuit de tiat ierburi i rdcini(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

n industrie se utilizeaz dispozitive mai complexe la care materialul vegetal este condus pe o band transportoare pn la cuit unde este tiat iar apoi este colectat ntr-un vas. Schema unui astfel de dispozitiv este prezentat n figura 2.50.:

1 = band rulant pentru transportul drogului; 2 = cutia dispozitivului; 3 = sisteme de transport; 4 = cuit; 5 = sit; 6-7 = colectarea drogului tiat

Figura 2.50. Schema unui dispozitiv de tiat droguri produse vegetale(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

b. Sfrmarea

- n farmacie se realizeaz cu ajutorul mojarului i pistilului prin lovire;

- n industrie se utilizeaz mori speciale (mori cu ciocane, cu valuri etc.).

2.13.2. Pulverizarea

A. Definiie

Pulverizarea este operaia prin care corpurile solide sunt reduse n fragmente foarte mici, pn la dimensiuni coloidale.

Pulverizarea se poate realiza prin: lovire (aplicnd lovituri perpendiculare pe substana respectiv) sau prin triturare efectund o micare circular de apsare n sens invers acelor de ceasornic.

B. Pulverizarea n farmacien farmacie aceast operaie se realizeaz cu ajutorul mojarului i pistilului (pentru pulverizare fiind indicat mojar a crui perei prezint porozitate).

Dup pulverizare substana se cerne prin sita indicat iar un eventual reziduu se pulverizeaz din nou. Conform FR X substana se pulverizeaz fr reziduu.

Pulverizarea cu reziduu este ntlnit la unele produse vegetale (exemplu rdcin de ipeca) unde un anumit reziduu este rezultat din esutul lemnos foarte srac n substan activ.

Pentru pulverizarea substanelor toxice, iritante este important s se lucreze cu mojare acoperite sau operaia s aib loc sub ni.

Pentru a micora timpul de pulverizare la substane care se pulverizeaz anevoios, utilizm unele substane strine inerte chimic i farmacologic, cu rolul de a uura operaia, modalitatea numindu-se pulverizare prin intermediu, ca de exemplu:

- zahrul pentru pulverizarea seminelor de oleaginoase (dovleac, in etc.);

- alcoolul pentru camfor, acid boric, acid salicilic;

- cloroformul sau eterul pentru dizolvarea iodului;

- substane gazoase pentru obinerea de pulberi foarte fine (sulf).

Pulverizarea unor substane cu tendin de aglomerare (oxid de magneziu sau oxid de zinc) se realizeaz prin frecarea pe sit. n afar de aceste modaliti se utilizeaz i diferite rnie pentru pulverizarea n farmacie.

Dintre aceste aparate amintim:

a. Pulverizator tip mixer acest aparat are o cutie de oel rezistent i un motor electric care acioneaz asupra dispozitivului de mcinat cu vitez mare de aproximativ 3.000 turaii/min. Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.51.:

1- stator; 2 cuitFigura 2.51. Schema unui aparat electric pentru pulverizare (dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

b. Moara cu discuri verticale este format din dou discuri verticale a cror distan este reglabil, unul fiind fix i cellalt mobil. Schema acestei mori este prezentat n figura 2.52.:

Figura 2.52. Moara cu discuri verticale(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

O alt metod de pulverizare n farmacie este porfirizarea, metod utilizat pentru obinerea pulberilor foarte fine i const n frecarea substanei pe o plac perfect lustruit din material foarte dur (ca porfir, oel inoxidabil, porelan etc.)

C. Pulverizarea n industriePulverizarea n industrie se realizeaz cu diferite tipuri de mori cu randament ridicat adaptate pulverizrii unor cantiti mari de substane. n continuare vom prezenta cteva dintre morile mai importante utilizate n industria farmaceutic.

a. Mori centrifugale cu discuri. n aceste mori materialul este pulverizat de nite bare sau cuite fixate pe discuri sau ntre dinii discurilor care se rotesc cu o vitez mare.

n continuare vor fi prezentate cteva tipuri de mori centrifugale.

- Dezintegratorul. Acest aparat este format din dou discuri fixate pe axe separate care se rotesc cu viteze foarte mari n cercuri concentrice. Cnd particulele ajung mai mici dect distane dintre discuri sunt aruncate din corpul aparatului i se elimin prin plnia de descrcare. Acest pulverizator lucreaz cu o turaie de 1.200-1.300 turaii/min. Schema unui astfel de aparat este prezentat n figura 2.53.:

Figura 2.53. Schema unui dezintegrator(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

- Dismembratoarele. Aceste mori sunt asemntoare dezintegratoarelor, diferena fiind c unul din discuri este fix iar cellalt mobil. Numrul de turaii al discului mobil trebuie s fie dublu pentru acelai randament. Schema unui astfel de dismembrator este prezentat n figura 2.54.:

Figura 2.54. Schema unui dismembrator(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Moara Perplex este un dismembrator des ntrebuinat i are suportul de mcinare nconjurat cu o sit, astfel nct numai particulele care trec prin ochiurile sitei prsesc moara. Schimbnd sita poate varia gradul de pulverizare. Acest tip de moar este prezentat n figura 2.55.:

1 rezervor de materiale; 2 dispozitiv de alimentare oscilant; 3 plnie; 4 disc mobil; 5 disc fix; 6 sit metalic

Figura 2.55. Moara Perplex(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

b. Moara cu pietre orizontale. Este constituit din dou pietre orizontale suprapuse, cea superioar fix i ce inferioar mobil. Materialul este ncrcat pe la partea superioar prin plnia de alimentare i colectat dup pulverizare ntr-un recipient potrivit. Moara se utilizeaz pentru pulverizarea materialelor dure (carbonat de calciu, sulfat de calciu). Schema morii cu pietre orizontale este prezentat n figura 2.56.:

1 piatr superioar fix; 2 piatr inferioar mobil; 3 arbore; 4 postament; 5 nveli; 6 uruburi de fixare; 7 roat pentru reglarea distanei dintre pietre; 8,9 angrenaj conic; 10 dispozitiv de alimentare; 11 evacuarea produsului

Figura 2.56. Schema unei mori cu pietre orizontale (dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

c. Moara cu bile. Este format dintr-o sit cilindric cu perei foarte rezisteni n care se introduc bile de porelan, gresie, fier, care realizeaz mcinarea materialului sub aciunea forei centrifuge. Randamentul pulverizrii crete odat cu creterea vitezei de rotaie. Schema acestui tip de moar este prezentat n figura 2.57.:

Figura 2.57. Moara tubular cu bile(dup Ion Ionescu Stoian Tehnic farmaceutic, 1974)

d. Mori vibratoare. Sunt mori cu bile la care pulverizarea se datoreaz vibraiilor de o anumit frecven i amplitudine care impune bilelor o micare circular de vitez mare (1.300-3.000 turaii/min) realiznd un randament foarte bun. Schema de funcionare acestui tip de moar este prezentat n figura 2.58.:

I a toba; b axul; c dispozitivul de producere a vibraiilor; d suspensia n resorturi;

II a toba; b bilele; c dispozitivul de producere al vibraiilor; d axul de protecie (gol n interior)

Figura 2.58. Schema de funcionare a morilor vibratoare (dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

e. Mori cu jet: La cest tip de mori, mrunirea se realizeaz datorit efectului turbulenelor produse de jeturi fluid/aer sau vapori de ap, presiunea scznd de la cteva zeci de atmosfere pn la presiunea atmosferic. Schema acestui tip de moar este prezentat n figura 2.59.:

Figura 2.59. Moara cu jet (dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Cea mai utilizat moar cu jet este Micronizatorul care este folosit pentru pulverizarea foarte fin a sulfului, calomelului, antibioticelor etc.

f. Mori coloidale. Sunt utilizate pentru o mcinare fin obinnd particule de dimensiuni coloidale. Mcinarea are loc prin frecri, loviri pe cale umed sau pe cale uscat. Cnd pulverizarea se face n mediu lichid operaia este mai uoar datorit forelor de frecare exercitate de fluid.

Un tip de moar coloidal este Moara Premier, care poate ajunge pn la 15.000 rotaii/min. Schema morii coloidale Premier este prezentat n figura 2.60.:

1 rotorul tronconic; 2 carcase; 3 urubul micrometric pentru reglarea distanei dintre rotor i carcas; 4 intrarea suspensiei; 5 ieirea produsului

Figura 2.60. Moara coloidal Premier(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

Pentru mcinarea fin uscat se utilizeaz mori coloidale centrifugale ncrcate cu un numr mare de bile (1.000-10.000) cu diametrul de 8-15 mm. Sub aciunea forei centrifuge bilele pulverizeaz materialul.

2.14. Cernerea

2.14.1. Definiie

Cernerea este operaia de separare cu ajutorul sitelor, a particulelor cu diametru inferior ochiurilor sitei respective (cernut) de particulele care au dimensiuni superioare ochiurilor sitei (refuz).

n F.R. X avem nou site standardizate, numerotate cu cifre romane de la I la IX (n sens descresctor al laturii ochiurilor). Conform F.R. X reziduul nu trebuie s fie mai mare de 5% i s nu fie mai mic de 60%, cnd pulberea este trecut prin sita imediat superioar. Cnd separarea se face n mai multe poriuni cu grad de mrunire diferit, operaia este numit sortare.

O sit este compus dintr-un cilindru care are o nlime mic n raport cu diametrul, confecionat din lemn sau tabl pe care n interior se gsete un cadru confecionat din tabl, lemn etc. pe care se fixeaz sita propriu-zis, confecionat din fibre metalice din oel galvanizat sau inox, aluminiu, alam, fibre sintetice etc. Sitele pot avea ochiuri circulare, ptrate sau poligonale de diferite mrimi. Sitele cu diametrul mai mare de 1mm se numesc ciururi. Sita propriu-zis are dou poriuni:

- suprafaa de cernere (partea perforat);

- spaiul mort (format din firele din care este confecionat sita).

Randamentul unei site este n funcie de suprafaa util, condiiile de lucru i construcia sitei.

Pentru cernerea substanelor toxice sau iritante se lucreaz cu site acoperite care pot avea fixat pe capacul cutiei un dispozitiv cu mner, care are n partea terminal peri prin intermediul crora, n momentul acionrii mnerului este facilitat cernerea.

Conform F.R. X cernerea final este obligatorie n toate cazurile cnd masa pulberii depete 20g.

n tabelul 2.3. sunt prezentate cele 9 site standardizate oficinale n FRX.

Tabel 2.3.

Nr. siteiGrad de fineeLatura interioar a ochiului (n mm)Nr. de ochiuri pe cm2Diametrul srmei(n mm)

IFragmente mari6,31,2922,50

IIFragmente mijlocii4,03,1801,60

IIIFragmente mici2,011,1001,00

IVPulbere groscioar0,859,1000,50

VPulbere mijlocie0,315362,0000,20

VIPulbere semifin0,25595,0000,16

VIIPulbere fin0,161.478,0000,10

VIIIPulbere foarte fin0,122.500,0000,08

IXPulbere extrafin0,085.910,0000,05

n Suplimentele FR X II (2002) i III (2004) sunt prezentate cteva detalii suplimentare legate de sitele farmaceutice.

Forma sitelor standardizate este prezentat n figura 2.61.:

Figura 2.61. Site(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.14.2. Factori care influeneaz cernerea

Cernerea depinde de diferii factori i anume:

a. Natura materialului. n general acest factor influeneaz mai puin excepie fcnd materialele lipicioase i materialele dure (care uzeaz sita).

b. Forma particulelor. Particulele de form sferic i uniforme, trec cel mai uor prin ochiurile sitei.

c. Granulometria materialului. Acest parametru influeneaz mult cernerea. Un efect obstrucionat o au particulele cu dimensiuni apropiate ochiurilor sitei uneori chiar nfundnd sita. Particulele cu dimensiuni inferioare trec uor prin sit iar cele cu diametru mai mari dect ochiurile sitei alunec uor pe suprafaa sitei nempiedicnd trecerea granulelor mici.

d. Alimentarea sitei. Supraalimentarea ct i subalimentarea scad randamentul. O alimentare adecvat este o condiie foarte important.

e. Forma i dimensiunile sitei. Alegerea sitei cu o anumit form a ochiurilor se face n funcie de forma granulelor materialului de cernut i anume: pentru granulele sferice se recomand site cu ochiuri sferice sau ptrate; pentru materiale cu granule neregulate se recomand site cu ochiuri alungite sau dreptunghiulare.

f. Micarea materialului i a sitei. O micare sacadat sau n salturi ofer posibilitatea ca granulele mici s ajung pe suprafaa de cernere.

2.14.3. Tipuri de site industriale

a. Site cu grtar. Sunt formate din bare de oel distanate ntre ele, suprafaa de cernere formnd un grtar cu o nclinare de 10-200. Mai multe site cu grtar suprapuse sunt acionate de un dispozitiv cu ax excentric care le mic concomitent i n sens invers. Schema unei astfel de site este prezentat n figura 2.62.:

a1 i a2 grtare, c cilindru; b1 i b2 excentrice care dau grtarului o micare de oscilaie

Figura 2.62. Sit cu grtar oscilant(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

b. Site oscilante cu grtar. Asemntoare ca i construcie sitelor cu grtar, sunt formate din una sau mai multe rame pe care se fixeaz suprafeele de cernere i dispozitivul de acionare cu excentric care produce micri oscilatorii, circulare, rectilinii sau perpendiculare pe sit. Schema unor astfel de site este prezentat n figura 2.63.:

Figura 2.63. Sit oscilant cu dou etaje(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

c. Site rotative. Au sita sub form de srme mpletite sau tabl perforat sub forma de tambur cu seciune circular sau poligonal montat pe un ax nclinat de 2-90 i avnd tamburul mprit pe lungime n 2 sau 3 poriuni, cu orificii din ce n ce mai mari pentru colectarea diferitelor fraciuni (sortare). Schema unei astfel de site este prezentat n figura 2.64.:

a - plnie de alimentare; b inele pentru ducerea materialului n tob; c cilindru de protecie; d toba de cernere; e arborele tobei; g cutie de colectare; h - inele de transport; i gur de evacuare

Figura 2.64. Schema unei site rotative cilindrice(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

d. Site vibratoare La sitele vibratoare suprafaa de cernere este meninut n vibraie prin lovituri dese provocate de anumite dispozitive. Dup modul de construcie a dispozitivului care produce vibraie avem trei tipuri:

- site vibratoare cu inerie;

- site vibratoare cu lovire;

- i site electromagnetice.

Sitele vibratoare cu inerie sunt alctuite dintr-o cutie cu 1-2 site. Punerea n micare este realizat de un electromotor iar transmisia micrii are loc prin anumite curele.

Site electromagnetice. Vibraiile sunt produse printr-un mecanism similar soneriei electrice. Prin nchiderea circuitului sita electric este atras de electromagnet, prin ntreruperea circuitului datorit unor arcuri sita se ndeprteaz de electromagnet. Aceste operaii se repet pe timpul funcionrii cu regularitate realizndu-se astfel cernerea. Schema unei astfel de site este prezentat n figura 2.65.:

1 electromagnet; 2 indus; 3 rama sitei; 4 ntreruperea contactului; 5 resorturi; 6,7,8 circuit electric

Figura 2.65. Schema unei site electromagnetice(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

n continuare se va prezenta schematic construcia i funcionarea unui sortator i anume Sortatorul gravitaional. Materialul supus sortrii este dispus pe o suprafa de cernere de unde este dezaglomerat de vibraiile produse de un electromagnet i un curent de aer care ptrunde prin partea inferioar. Aerul ptrunde prin suprafaa de cernere i antreneaz particulele mai mici care sunt reinute ntr-un dispozitiv de captare iar particulele mai mari rmn pe suprafaa sitei. Schema sortatorului gravitaional este prezentat n figura 2.66.:

1 ieirea aerului; 2 filtru; 3 produs fin; 4 produs grosier de sortat;5 membran filtrant; 6 intrarea aerului;

Figura 2.66. Sortator gravitaional(dup Popovici Adriana, Tehnologie farmaceutic, 2004)

2.15. Uscarea

2.15.1. Definiie

Uscarea este procesul de ndeprtare total sau parial a umiditii din diferite substane solide, lichide sau gazoase. Sunt substane n care apa este legat prin legturi chimice sau fizice (ap de cristalizare) iar operaia ndeprtrii apei de cristalizare este numit deshidratare.

2.15.2. Obiectivele uscrii

Uscarea se realizeaz pentru urmtoarele scopuri:

asigurarea conservrii unor produse (vegetale sau animale), alterabile n prezena umiditii;

obinerea unor forme farmaceutice, ca extractele uscate;

uurina la manipulare i transport;

posibilitatea obinerii unor forme farmaceutice ca de exemplu: comprimate, granulate etc.

n practica farmaceutic uscarea se aplic att la produse solide, lichide ct i cele gazoase.

2.15.3. Uscarea lichidelor

La uscarea lichidelor avem dou situaii:

- uscarea unui lichid care conine o anumit cantitate de ap care trebuie eliminat;

- uscarea soluiei apoase a unei substane fixe.

n primul caz putem ndeprta apa prin evaporare pe baia de ap sau prin absorbie pe substane higroscopice (din lichide volatile).

Uscarea lichidelor care conin substane fixe n soluie poate fi obinut prin:

a. pulverizare, atomizare sau nebulizare. Este un procedeu de uscare preferabil pentru produsele alterabile (soluii extractive) i const n dispersarea lichidului sub form de picturi foarte fine i urmat de o uscare rapid (1-2 sec.) cu aer cald.

n acest scop putem utiliza diferite sisteme:

- un disc care se rotete cu 6.000-10.000 turaii/min care transform produsul ntr-un nor fin de pulbere care se usuc cu aer cald care circul de jos n sus;

- un injector prin care soluia este injectat la o presiune de 30-200 atm iar picturile obinute se usuc la aer cald.

O instalaie de pulverizare modern are urmtoarele pri:

- aparat de pulverizare;

- camer de uscare;

- distribuitor de aer;

- nclzitor de aer;

- sistem de transport al produsului uscat;

- recipient colector etc.

Metoda se aplic pentru uscare la: extracte, preparate opoterapice, fermeni, aminoacizi, lapte praf etc.

b. Usctorul cu cilindru. Lichidul este dispersat pe suprafaa cilindrului nclzit i se transform n pulbere fin apoi pulberea este colectat.

c. Liofilizarea (n vid, criodesicarea) se aplic produselor care conin substane termolabile (enzime, hormoni etc.) i const n uscarea rapid a substanei prin sublimarea gheii n vid dup o prealabil congelare a soluiei apoase.

Procesul de liofilizare prezint urmtoarele avantaje:

- menajarea substanelor termolabile;

- substanele i pstreaz proprietile iniiale (solubilitate);

- se obine o umiditate sczut ceea ce permite o conservare ndelungat;

- solvenii volatili pot fi recuperai;

- protecie fa de degradrile enzimatice, bacteriene i oxigenul atmosferic.

Procesul liofilizrii cuprinde urmtoarele etape:

- pregtirea materialului (pe tvi, sau n recipiente);

- congelarea (cu diferite amestecuri frigorifice);

- sublimarea la 200C i pn la -700C i un vid de ordinul 10-3 i -10-5 Torri obinndu-se produse cu o umiditate rezidual de 5%;

- desecarea final (scade umiditatea pn la 1%);

- prelucrarea final (nchiderea flacoanelor, a fiolelor n condiii sterile).

Prile componente ale unei instalaii de liofilizare sunt:

- camera de congelare i sublimare care este un recipient cilindric sau paralelipipedic prevzut cu rafturi pe care se gsesc substanele de liofilizat i conducte cu agentul frigorific;

- condensatorul care poate avea diferite forme, de obicei cilindric, rcit cu diveri ageni frigorifici;

pompele de vid;

grupuri frigorifice unul pentru camera de congelare i sublimare i unul pentru condensator;

dispozitive pentru reglare automat care asigur funcionarea automat a instalaiei. Asigurarea asepsiei se face prin raze ultraviolete sau mijloace chimice (oxid de etilen 2% cu freon 89%).

2.15.4. Uscarea solidelor

A. Aspecte generaleLa substanele solide apa se ndeprteaz prin evaporare, proces care are loc atunci cnd tensiunea de vapori superficial este mai mare dect presiunea de vapori din mediul nconjurtor, la o anumit temperatur.

n afar de acest factor viteza de uscare mai este influenat de: suprafaa materialului, gradul de mrunire etc.

Timpul de uscare se calculeaz cu formula:

T = timpul de uscare;

G = cantitatea de substan care rezult din uscare (kg);

u1-u2 = diferena dintre umiditatea iniial i final a substanei (kg/kg substan);

U = viteza de uscare (kg/m2(h(;

S = suprafaa materialului uscat (m2);

A = coeficient.

Viteza de uscare este influenat i de temperatur, agitarea materialului, mrimea particulelor i de faza procesului de uscare (n prima jumtate a timpului se pierde 90% din ap iar n a doua jumtate a timpului restul de 10% a umiditii, punctul de trecere ntre cele dou perioade se numete punct critic).

n mod normal uscarea nu se face complet ci pn la umiditatea de echilibru care este specific substanelor; de exemplu: produse vegetale 10%, amidon 15% etc. Alegerea metodei de uscare depinde de materialul de uscat i de modul n care este legat apa.

B. Metode de uscarea. Uscarea la aer este cea mai simpl metod de uscare i aplicabil la substanele care pierd uor umiditatea i sunt stabile la agenii atmosferici. Uscarea se face la soare, umbr, n aer liber sau n spaii nchise, substanele fiind expuse n straturi subiri pe coli de hrtie, faian, plci de sticl etc.

b. Uscarea la cald. Metoda este aplicabil substanelor termostabile. Energia termic poate fi transmis n diferite moduri:

- convecie (cnd vasul sau aparatul n care sunt expuse substanele pentru uscare, vine n contact cu vaporii de ap fierbini, ap cald sau aer cald;

- conducie cnd aparatul vine n contact cu sursa de energie termic (gaz);

- i prin radiaie termic provenind din diferite surse;

c. Uscarea la vid. Este aplicabil mai ales substanelor termolabile, extractelor, tincturilor, substanelor care prin uscare obinuit se transform ntr-o mas solid greu pulverizabil (exemplu: gelatina) etc.

d. Uscarea cu ajutorul substanelor deshidratante. Se aplic n cazul substanelor higroscopice (extracte, sruri anhidre), utiliznd ca substane deshidratante, oxid de calciu, sulfat de sodiu anhidru, acid sulfuric concentrat etc.

e. Distilarea azeotrop. Se aplic pentru deshidratarea srurilor (de exemplu: sulfat de magneziu, sulfat de sodiu etc.) i const n amestecarea lor cu benzen, toluen urmat de distilare, cnd aceste substanei antreneaz cu ele vaporii de ap dnd amestecuri azeotrope.

f. Uscarea prin iradiere termic. n acest scop se utilizeaz diferite surse de radiaii infraroii (radiaii cu lungimea de und ntre 0,78-330(m) i anume: sobe de teracot, reouri electrice etc., care au rolul de a nclzii materialul supus uscrii, determinnd astfel evaporarea apei. Sursele de radiaii infraroii sunt clasificate n:

surse luminoase (exemplu: lmpi cu filament wolfram, cu filament incandescent nclzit la 24000C-25000C) care emit radiaii infraroii cu lungimea de und 0,76-3(m, prevzute cu reflectoare;

surse neluminoase produse de radiatoare nclzite cu rezistene electrice i care pot dezvolta o capacitate caloric de 10 ori mai mare dect lmpile. Aceste surse produc radiaii infraroii cu lungime de unda de 3-10(m. Radiaiile infraroii nu nclzesc aerul deoarece oxigenul i azotul nu absorb radiaiile infraroii. Aceste radiaii sunt utile pentru uscarea substanelor expuse n straturi superficiale. nclzirea substanelor depinde de mai muli factori:

puterea sursei,

culoarea substanei;

umiditatea produsului;

- capacitatea de adsorbie a substanei etc.

Puterea de penetraie n cazul substanelor solide este de 1-3 cm. Randamentul de uscare poate fi mrit prin ntreruperi periodice ale iradierii, timp n care umiditatea ptrunde prin capilare din straturile inferiore la suprafa rcit, dup care la o nou nclzire se evapor.

Metoda este aplicabil la substanele solide sensibile ca: acid ascorbic, colorani etc.

Uscarea substanelor solide utiliznd radiaii infraroii prezint urmtoarele avantaje:

- uscare rapid;

- cost sczut;

- capacitatea de penetrare prin materialul solid este mare.

g. Uscarea cu microunde. Metoda se bazeaz pe utilizarea efectului termic al undelor cu frecven nalt de 245050MHz. Microundele pot traversa sticla, porelanul, aerul, se reflect pe pereii metalici i sunt absorbite de substanele cu constant dielectric mare ca de exemplu: apa etc. n industria farmaceutic sunt utilizate la uscarea granulelor, a extractelor vegetale, a pulberilor etc.

C. Aparatura utilizat pentru uscarea solidelora. Exsicatoarele. Sunt recipiente confecionate din sticl cu perei groi acoperite cu un capac i bicompartimentate avnd un compartiment inferior n care se pune substana higroscopic (oxid de calciu, acid sulfuric concentrat, silicagel etc.) i un compartiment superior desprit de cel inferior printr-o placa de porelan care servete ca suport pentru vasele cu material de uscat. Compartimentul superior poate fi adaptat la vid n acest mod crescnd semnificativ randamentul uscrii. Exsicatorul se utilizeaz pentru uscarea i eventual pstrarea unor substane higroscopice. Imaginea unui astfel de exsicator este prezentat n figura 2.67.:

Figura 2.67. Exsicator(dup Dua Silvia i Mitroi Brndua, Chimie Analitic Cantitativ Ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)

b. Etuvele. Sunt aparate confecionate din metal cu perei simpli sau dubli n interiorul crora se gsesc rafturi. Etuvele pot fi nclzite electric sau cu gaz, temperatura meninndu-se constant n interiorul etuvei cu posibiliti de reglare, n funcie de materialul supus uscrii i avnd un termometru care indic aceast temperatur. Imaginea unei astfel de etuve este prezentat n figura 2.68.:

Figura 2.68. Etuv(dup Dua Silvia i Mitroi Brndua, Chimie Analitic Cantitativ Ghid,University Press, Trgu-Mure, 2006)

c. Etuvele cu vid. Aceste etuve au form paralelipipedic cu ui care se nchid etan i au un geam prin care se poate supraveghea uscarea. Temperatura se urmrete prin ochiul fixat la u, observndu-se temperatura pe un termometru fixat n material iar presiunea pe manometru. nclzirea se face moderat prin vapori calzi la aproximativ 40-430C i o presiune sczut de circa 40-50 mHg produs cu ajutorul u