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Universidad Autónoma “Benito Juárez” de Oaxaca
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
MEZCLADOPor:
Barranco Montesinos Deyla AzucenaCarrasco Zambrano MayraChávez Pacheco IngridGarcía Ruíz CoyolxauhquiLópez Eufracio Eloy
Oaxaca de Juárez, Oaxaca 11 de Mayo de 2010
OPERACIONES UNITARIASEQUIPO 2
MEZCLADO
INTRODUCCIÓN
El mezclado y agitación de líquidos miscibles o de sólidos en líquidos se efectúa con el objeto de lograr una distribución uniforme de los componentes entre sí por medio del flujo.
Dicho flujo es producido por medios mecánicos.
La agitación se refiere al movimiento inducido de un material en una forma específica, generalmente con un modelo circulatorio dentro de algún tipo de contenedor.
La mezcla es una distribución al azar de dos o más fases inicialmente separadas.
Por ejemplo:
• Un único material homogéneo, tal como un tanque con agua fría, puede ser agitado pero, en cambio, no puede mezclarse mientras no se le adicione otro material, tal como una cierta cantidad de agua caliente o algún sólido.
La eficiencia del proceso de mezclado depende de una efectiva utilización de la energía que se emplea para generar el flujo de componentes.
Para lograr proporcionar un suministro de energía adecuado hay que considerar:
1.Las propiedades físicas de los componentes
2.El diseño del agitador que transmite la energía y
3.La configuración del tanque de mezclado.
FUNDAMENTO DEL MEZCLADO
IMPORTANCIA DE MEZCLADO
Siempre que un producto contenga mas de un componente será necesario que pase por una fase de mezclado o combinación durante su proceso de fabricación.
La función de estas mezclas consiste en asegurar una distribución del componente activo y un aspecto homogéneo.
Productos que utilizan procesos de mezclado:
Comprimidos, cápsulas, sobres o inhaladores de polvo seco: mezcla de partículas sólidas (mezcla de polvos).
Jarabes: mezclas de líquidos miscibles.Emulsiones y cremas: mezcla de líquidos no
miscibles.Pastas y suspensiones:
dispersiones de partículas sólidas.
Mezcla: DefiniciónEl mezclado es una operación
farmacéutica cuyo objetivo fundamental es conseguir la máxima interposición entre varios componentes, que inicialmente se encuentran separados o parcialmente mezclados, y una distribución lo más homogénea posible de los mismos.
Si ello se consigue, se producirá una situación teórica (ideal), mezcla perfecta.
El mezclado es una de las operaciones unitarias de la ingeniería química más difíciles de someter a un análisis científico. Hasta el presente no se ha desarrollado ninguna fórmula o ecuación aplicable al cálculo de grado de realización al que se verifica la mezcla, o la velocidad con que se realiza, en determinadas condiciones.
TIPOS DE MEZCLAS
MEZCLAS POSITIVASLas mezclas positivas son aquellas que:
Están formadas de gases o líquidos miscibles.
Se aproximan a la mezcla perfecta.
En las mezclas positivas no es necesario aplicar energía, aunque si se puede aplicar la energía si se desea acortar el intervalo preciso para obtener el grado de mezcla deseado.
Los materiales que forman las mezclas positivas no plantean problemas durante la fabricación del producto.
Ejemplos de estas son: jarabes .
MEZCLAS NEGATIVASEn estas los componentes tienden a separarse.
Se Mezclan líquidos no miscibles.
Será necesario un aporte continuo de energía .
Las mezclas negativas son más difíciles de producir y mantener, y requieren un grado mayor de eficiencia de mezclado que las mezclas positivas.
Ejemplos de estas son: las emulsiones, cremas, y suspensiones viscosas.
MEZCLAS NEUTRASTienen un comportamiento estático,
de forma que sus componentes no tienden a mezclarse de forma espontánea, ni a segregarse una vez lograda la mezcla.
De la misma forma, si el tamaño de las partículas, la tensión superficial del liquido varían, también podrá hacerlo el tipo de mezcla.
Ejemplos de este tipo de mezclas son los polvos mezclados, las pastas, y las pomadas.
En la practica, es probable que los componentes de la mezcla apareciera distribuidos de una forma aleatoria.
Como es el caso mezcla aleatoria en la que la probabilidad de seleccionar un tipo concreto de partícula es la misma en todas las posiciones de la mezcla e igual a la porción de dichas partículas es la mezcla total.
ESCALA DE ESCRUTINIOEl proceso de mezclado produce una gran <masa> de mezcla que después se divide en dosis unitarias individuales .
Son el peso o el volumen de la unidad de dosificación , los que dictaminan el grado en que es necesario examinar o analizar la muestra para garantizar que contiene la dosis o concentración correctas.
Este peso o volumen se conoce como escala de escrutinio y corresponde a la cantidad de material en la que importa la calidad del mezclado.
Influye en la variabilidad obtenida en función de la composición de la mezcla.
El número de partículas de la escala de escrutinio depende del peso de la muestra y del tamaño y la densidad de las partículas, y aumenta en proporción directa al peso de la muestra y en proporción inversa al tamaño y densidad de las partículas.
MECANISMOS DE MEZCLADO
MOVIMIENTO CONVECTIVO
Es la transferencia de grupos de partículas grandes de un componente a regiones diferentes del lugar inicial, distantes en el lecho del mezclador.
MEZCLADO POR DIFUSIÓNEs transferencia de partículas aisladas de un componente a regiones diferentes del lugar inicial, distantes en el lecho del mezclador.
MEZCLADO POR CIZALLA
Es el deslizamiento de planos entre diferentes regiones del lecho del mezclador.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN ELPROCESO
Tamaño de las partículas
* fuerzas de cohesión *movilidad
*Movilidad baja
Forma y rugosidad de las partículas Densidad de las sustancias Proporción de los componentes de
la mezcla Formación de cargas eléctricas
APLICACIONES IMPORTANTES DEL MEZCLADO
Mezclado de líquidos solubles entre sí.
Mezclado de líquidos no solubles entre sí.
Disolución de sustancias sólidas solubles en líquidos.
Distribución de una sustanciasólida insoluble en un líquido(suspensión).
Dispersión de gases en líquidos.
MEZCLADO EN LÍQUIDOSLa velocidad de flujo creada en un depósito por un mezclador de hélice tiene tres componentes
COMPONENTE RADIAL Actúa en dirección perpendicular al eje.
COMPONENTE LONGITUDINAL O AXIALActúa paralelamente al eje
AGITADORES PARA EL MEZCLADO EN LIQUIDOS
AGITADORES DE PALAS
Es la forma más sencilla de agitador, consiste en una hoja
plana sujeta a un eje rotatorio.
Normalmente gira a velocidades de20 a 150 rpm
AGITADORES DE TURBINA
Están compuestos por un componente impulsor con más de cuatro hojas
montadas sobre un mismo elemento y fijas a un eje rotatorio.
son más pequeñas que laspalas, midiendo entre el 30 y 50% del
diámetro del tanque.
Alcanzan velocidades de 30 a 500 rpm.
AGITADORES DE HÉLICE
Están hechos con elementos impulsores de hojas cortas
producen corriente longitudinales y
rotatorias.
MEZCLADORES DE TURBINAS
Los mezcladores de turbinas pueden usarse para líquidos más viscosos.
El impulsor tiene cuatro hojas planas rodeadas por un anillo difusor interno y
otro externo.
El impulsor rotatorio dirige al liquido hacia la cabeza del mezclador y lo fuerza a apasar a traves de las perforaciones a velocidad considerable, suficiente para suspender la inercia viscosa de la masa
del liquido.
MEZCLADORAS PARA PASTAS
MEZCLADORAS DE BANDEJALos elementos de la mezcla se mueven a
lo largo de una trayectoria planetaria llegando, con ello a todas partes del recipiente de mezcla estacionario. Con recipiente giratorio.
MEZCLADORAS DE CUBETA HORIZONTAL
Están compuestas por hojas pesadas que giran sobre un eje horizontal dentro de una cubeta cuyo fondo tiene forma de silla de montar.
Las hojas giran una hacia otra, siguiendo trayectorias tangenciales o superpuestas.
MEZCLADORAS CONTINUAS PARA PASTA
Se basan en forzar al producto a través de una serie de obstrucciones, tales como placas perforadas, rejillas de hilo parrillas, por medio de un transportador de tornillo sencillo o doble.
MEZCLADORAS PARA SÓLIDOS
a) Mezcladoras de volteo• Algunas de estas formas típicas se
presentan a continuación.• 100 rpm• 50-60 % de carga.
b) Mezcladoras de cubeta horizontal
Compuestas por recipientes horizontales semicilíndricos, en los que están localizados uno o mas elementos giratorios (similares a cintas).
Operaciones sencillas.
c) Mezcladoras de tornillo vertical
Pequeñas cantidades con gran masa Estancamiento de capas en las
paredes
d) Mezcladoras de lecho fluidizadoUnidades de menor capacidad,
el mismo volumen de producción
e) Mezcladoras de hoja en “Z”
Vista interior de este equipo
CONCLUSIÓN
El objetivo fundamental del mezclado es conseguir la máxima interposición de los componentes de la mezcla y una distribución lo más homogénea posible de los mismos.
Para seleccionar el dispositivo mezclador se debe tomar en cuenta el estado de los componentes, la proporción que guardan entre ellos y el tamaño y dureza de las partículas.
M.E. Aulton, “FARMACIA La ciencia del diseño de las formas farmacéuticas”, Ed. Elsevier, 2ª Edición, 2004, España.
http://www.gunt.de/networks/gunt/sites/s1/mmcontent/produktbilder/0832000/Datenblatt/08332000%204.pdf
http://cbi.izt.uam.mx/iq/Laboratorio%20de%20Operaciones%20Unitarias/Practicas%20Laboratorios/PRACTICA1.pdf
BIBLIOGRAFÍA
