Estudo da influência da umidade nas propriedades de fluxo de misturas compostas por lactose e celulose

Abstract

Atualmente, grande parte dos processos químicos de manufatura utilizam pós em algum momento do seu processamento, sendo que seu manuseio e processamento são dois grandes problemas encontrados na indústria. O estudo das propriedades de fluxo destes materiais é de grande importância, pois pode haver mudanças nas características dos pós durante o processamento. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi analisar a influência da umidade nas propriedades de fluxo de materiais orgânicos amplamente utilizados como excipientes na indústria farmacêutica: lactose e celulose. A avaliação da influência da umidade foi realizada com base em diversas caracterizações físicas das amostras. Os materiais foram utilizados em 3 misturas de diferentes proporções: 35/65%, 50/50% e 65/35%, as quais foram analisadas em diferentes condições de umidade (0; 5; 8,75; 12,5; 20 e 27,5%). As amostras foram caracterizadas através de análise granulométrica, massa específica, ensaios de fluidização e mediante algumas propriedades reológicas, tais como a energia básica de fluxo (BFE) e energia de fluxo variável (VRF), aeração, compressibilidade e cisalhamento, as quais foram determinadas com auxílio do reômetro de pós FT-4. Também foram realizados testes em leito fluidizado a fim de obter a velocidade mínima de fluidização e a perda de carga. Os resultados demonstraram um aumento na coesão tanto com o incremento do teor de umidade das amostras como também com o aumento do teor de lactose. A respeito da velocidade mínima de fluidização, foi possível concluir que são necessárias maiores velocidades para fluidizar pós que apresentam maior umidade e a velocidade mínima de fluidização também é superior nas amostras com maior teor de lactose. Os resultados obtidos tanto no reômetro (BFE, FRI, SE, CBD, CPS e AE) quanto no leito fluidizado foram analisados por meio do software Statistica, o qual demonstrou que os testes realizados apresentaram resultados estatisticamente significativos, corroborando com as conclusões obtidas. Desta forma, obteve-se expressões polinomiais para cada propriedade de fluxo mensurada, permitindo analisar a influência de valores intermediários de umidades e porcentagem de lactose. Portanto, foi possível concluir que tanto o teor de umidade como a proporção das misturas analisadas influenciam diretamente nas propriedades de fluxo das amostras

Nowadays, most part of the chemical manufacturing processes use powders at some point in their processing, and their handling and processing are two major problems in the industry. The study of flow properties of these materials is extremely important because changes may occur in the features of the powders during processing. Thus, this work aimed to analyze the influence of the flow properties of organic materials used as excipients in the pharmaceutical industry: lactose and cellulose. The influence of humidity was evaluated based on several physical characterizations of the samples. The materials were used in 3 mixtures of different proportions: 35/65%, 50/50% and 65/35%, which were analyzed under different humidity conditions (0; 5; 8,75; 12,5; 20 e 27.5%). The samples were characterized by granulometric analysis, specific mass, fluidization tests and by some rheological properties, such as basic flowability energy (BFE) and variable flow energy (VRF), aeration, compressibility and shear, determined using the FT-4 Powder Rheometer. Tests were also carried out on the classical fluidized bed in order to obtain the minimum fluidization velocity and the pressure drop. The results showed an increase in the cohesion with the increase of the moisture content of the samples, and also in the samples with higher lactose content. Regarding the minimum fluidization velocity, it was possible to conclude that higher velocities are required to fluidize beds with high humidity rates and, likewise, the minimum fluidization velocity is also higher in samples with a higher lactose content. The results obtained in both the rheometer and the classic fluidized bed were analyzed using the Statistica software, which showed that the tests performed presented statistically recommended results, corroborating the conclusions already obtained. Thus, polynomial expressions were obtained for each measured flow property, allowing to analyze the influence of intermediate values of humidity and lactose percentage. Therefore, it was possible to conclude that both the moisture content and the ratio of the analyzed mixtures directly influence the flow properties of the samples