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Lubricación en mezcladoras de polvos tubulares continuas

FABRICACIÓN CONTINUA



Sarang Oka, Sara Moghtadernejad, Zhanjie Liu, Douglas Hausner y Fernando Muzzio

Una comparación entre el mezclado por lotes o continuo de ingredientes sensibles a fuerzas de cizallamiento.

G
eneralmente, la mezcla granular se puede clasificar como macromezcla o micromezcla, basándose en la escala de mezclado. La macromezcla se define como el transporte a macroescala de partículas o conjuntos de partículas de una coordenada espacial a la otra. La macromezcla es responsable de la mayor parte de la reducción en la varianza en las corrientes de polvo sin mezclar. Micromezcla se define como la mezcla a la escala de una sola partícula. El micromezclado siempre está asociado con un cambio en las propiedades de las partículas individuales (1).

El papel de la micromezcla resulta particularmente importante cuando se trata de ingredientes sensibles al cizallamiento, tales como estearato de magnesio u otros lubricantes, que se añaden a la formulación para reducir la adherencia en la prensa de tabletas. El estearato de magnesio también mejora la eficacia de empaquetamiento de los materiales recubiertos (es decir, aumenta la densidad aparente) y mejora las propiedades de flujo (2).

Sin embargo, los lubricantes, también pueden causar problemas en la formulación. El estearato de magnesio, generalmente presente como nanopartículas finas, se utiliza para recubrir excipientes más grandes, insensibles al cizallamiento e ingredientes activos (3). Este recubrimiento reduce la capacidad de unión de las partículas y, en consecuencia, provoca una pérdida en la tableteabilidad del material (2). El estearato de magnesio es también de naturaleza hidrófoba, por lo que recubrir partículas de ingrediente activo con estearato de magnesio aumenta su hidrofobicidad, dando como resultado una menor velocidad de disolución para el ingrediente activo (4,5).

La extensión del recubrimento del material sensible al cizallamiento y consecuentemente, sus efectos asociados, son directamente proporcionales a la cantidad total de deformación experimentada por la mezcla. Cuanto mayor es la deformación, más pronunciada es la extensión del recubrimiento y, por consiguiente, más pronunciados son los efectos asociados (2-5).

Se presta así una atención especial al grado de mezcla del lubricante en la fabricación de lotes tradicionales para asegurar que el lubricante no se somete a niveles de deformación excesivos durante la operación de mezcla. Típicamente, se añaden ingredientes sensibles al cizallamiento en una segunda etapa, después de la mezcla de otros ingredientes, para minimizar la tensión que experimentan. Los ingredientes a granel se mezclan durante unos pocos centenares de revoluciones en el mezclador antes de que se añada el lubricante al sistema, y el lubricante se mezcla generalmente durante unas pocas decenas de revoluciones.

El diseño y el funcionamiento de una mezcladora de paletas continua difieren significativamente de los de una mezcladora de tambores por lotes. Además, el material se encuentra en la mezcladora continua durante un tiempo mucho más corto. En un proceso de mezclado continuo, el material pasa típicamente entre unos segundos a unos pocos minutos en la mezcladora y experimenta en cualquier lugar entre 50 a unos pocos centenares de revoluciones por parte del impulsor (6).

El número de pasadas o revoluciones del impulsor se define como sigue:

Número de revoluciones del impulsor = τ (min) * velocidad del impulsor (rpm)

donde τ es el tiempo medio de residencia del material en el mezclador.

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