Elaboração de vidro com absorção de raios ultravioleta por meio da adição de fritas nos canais de alimentação de um forno vidreiro

Abstract

As embalagens de vidro âmbar retêm parte da radiação ultravioleta não absorvida pela camada de ozônio, por este motivo, são largamente utilizadas no setor farmacêutico, onde a estabilidade do medicamento pode ser afetada pela interação com a luz, implicando na perda do efeito terapêutico ou formação de produtos de degradação tóxicos. A coloração e a retenção de radiação ultravioleta apresentada pelo vidro âmbar se deve à formação do cromóforo Fe3+-S2--O2--Na+, que se forma em condições redutoras no interior do forno de fusão. O vidro âmbar e o vidro flint são produzidos em fornos de fusão, já o vidro colorido, pode ser produzido por um sistema denominado como color feeder. Nesse sistema, a mistura dos óxidos que irão colorir o vidro ocorre em um dos canais de alimentação, em condições diferentes daquela encontrada no forno de fusão. Este trabalho foi realizado em parceria com uma indústria vidreira, a qual possui pouca demanda de vidro âmbar em relação ao vidro flint, sendo assim, o forno de fusão funciona apenas por alguns meses fabricando vidro âmbar, e então, efetua-se o desligamento do forno ou a transição para vidro flint, gerando custos elevados. Portanto, este trabalho teve por objetivo flexibilizar a produção deste tipo de vidro, determinando uma composição de óxidos que pudessem gerar vidro com retenção de UV pelo processo de color-feeder a partir do vidro flint. Os testes foram efetuados em pequena escala a partir da fusão de cacos de vidro flint de composição conhecida a 1300 °C por 2 h, em cadinho refratário. Após fusão, foram adicionadas fritas, selecionadas com base na revisão bibliográfica, seguindo um planejamento fatorial 2k tendo como variável de saída a transmitância na faixa de 290 a 450 nm. Tomou-se como referência o limite de 10% de transmitância na faixa de 290 a 450 nm estabelecido pela Farmacopeia Americana. Devido ao preparo ser manual, as amostras apresentaram certa variabilidade na espessura, que foi corrigida para 3 mm utilizando as leis de Fresnel e Lambert Beer, possibilitando as comparações. As coordenadas tricromáticas das amostras foram calculadas de acordo com a CIE (Commission Internationale de l'Eclairage). Foi encontrado assim, que uma composição com teor de fritas de 5% B674UL (60% Fe), 5% 410JS(30,1% Mn) e 2,5% G924XP (0,88% Se) que pode ser utilizada na fabricação de vidro com retenção de U.V. pelo processo de color-feeder, em frascos com espessura igual ou superior a 1,6 mm.

The stability of a drug is the ability to maintain its properties within the specified limits during the validity period, and it can be affected by several factors, such as interaction with light, a source of energy, that will impact the rate of degradation reactions. To alleviate this problem, amber glass are used as packages to retain part of the ultraviolet radiation (U.V.) that has not been fully retained by the ozone layer. The colouring and retention of ultraviolet radiation is obtained by the chromophore Fe3+ S2- O2- Na+ formed under reducing conditions inside the melting furnace. Ambar glass and flint glass require furnaces dedicated to their production, which is not the case with colored glass, since it can be produce by a system called color feeder. In this system, the mixture of the oxides that will color the glass are made through feed channels, under different conditions from that found in the melting furnace. However, the industry that requested this research has low demand of ambar in relation to flint glass, so when demand is met, the switch-off or transition to flint glass is effected. Both options will result high costs. Therefore, the objective of this work is to flexibilize the production of this type of glass, producing it by the color-feeder process from the flint glass. The tests were carried out on a small scale by the fusion of cullet flint glass, with known composition, at 1300°C for 2 hours in refractory crucible. After fusion, frits were added, selected based by bibliographic review, following a 2k factorial design having as output variable the transmittance in the range of 290 to 450nm. The 10% transmittance limit in the 290 to 450nm range established by the American Pharmacopoeia was taken as reference. Due to the manual preparation, the samples showed a certain variability in thickness, which was corrected to 3mm using the Fresnel and Lambert Beer laws, making comparisons possible. The trichromatic coordinates of the samples were calculated according to the ICD. It was thus found that a composition having 5% B674UL (Fe), 5% 410JS (Mn) and 2.5% G924XP (Se) frit content produces glass with U.V. by the color-feeder process, in bottles with a thickness of 1,6 mm or more.