Post on 07-Apr-2016
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TECNOLOGIA FARMACÊUTICA | TURMA 12 | GRUPO 2
“The effect of capsule-filling
machine vibrations on average fill
weight”O EFEITO DAS VIBRAÇÕES DA MÁQUINA
DE ENCHIMENTO DE CÁPSULAS NO PESO MÉDIO DO CONTEÚDO
Marcos Llusa, Eva Faulhammer, Stefano Biserni, Vittorio Calzolari, Simon Lawrence,Massimo Bresciani, Johannes Khinast, 2013
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Introdução
Variáveis do processo
• Velocidade de enchimento
Propriedades do material
• Coesividade do pó
Design
• Tamanho da máquina
Condições ambientais
• Temperatura• Humidade
relativa
Quality by
Design (QbD)
Conhecimento do processo – variáveis com impacto na qualidade do produto
Exs:
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VibraçãoCondição ambiental sempre
presente num processo de fabrico
contínua operação dos motores
eventos ocasionais desencadeados pelos técnicos
Frequência e intensidade dependem das condições de fabrico
(alta velocidade de operação vs baixa velocidade)
efeito da vibração na qualidade de cápsulas farmacêuticas
? Impacto das vibrações em:- densidade do pó - peso do enchimento das cápsulas
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Vibração
Máquina de enchimento de cápsulas
Bacia rotativa com uma camada de pó a partir da qual o doseador recolhe um volume específico
Vibrações
Densificação do pó Alteração de propriedades
Utilização de sistemas de controlo de peso
Impossibilidade de correção da segregação (desencadeada pela vibração)
Preocupação crítica quando se lida com misturas com tendência de segregação
!
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IntroduçãoÍndice de
compressão dos pistões
Tamanho das partículas
Textura do bico do
doseadorEscoamento
Fatores que afetam o peso do conteúdo das cápsulas: Propriedades médias a moderadamente boas
celulose microcristalina
silificicada (SMCC)
elevada compactabilidade
a baixas forças
6x - Velocidade- Vibração
- densificação do pó - mais pó recolhido pelo doseador
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Celulose microcristalina:• Utilizada em formulações farmacêuticas• Amplamente discutida na literatura • Agente ligante (tende a formar bons tampões)
Pós usados:
Quatro tipos de celulose microcristalina farmacêutica (Avicel PH-102, PH-200, PH-301, PH-302, FMC BioPolymer)
Um tipo de celulose microcristalina silicificada (PROSOLV® SMCC90, JRS PHARMA GmbH)
Um tipo de celulose microcristalina de um fornecedor diferente (VIVAPUR® 12, JRS PHARMA GmbH)
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• Instrumento de difracção de laser para medir o tamanho da partícula (imagem dinâmica)
- Densidade areada batida- Densidade areada
• Massa conhecida de pó preenchida no cilindro e volume anotado• Densidade areada batida calculada depois de comprimir a amostra de pó 1250x• Medições de tamanho de partículas e densidade realizadas em triplicado
Tabela 1. Resultados da caracterização do tamanho da partícula
medidas a seco num cilindro graduado de 100 mL
• Os pós foram encapsulados em cápsulas de gelatina (Capsugel) tamanho 3
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Materiais e Métodos
EQUIPAMENTO DE ENCHIMENTO DE CÁPSULAS E MEDIÇÃO DO PESO
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Máquina de enchimento de cápsulasLabby, MG2, Italy
- Bocal de doseamento- Bacia rotativa para pequenas quantidades de pó
Compressor de ar
Bomba de vácuo
Motor (1 kW)
3 Motores que causam vibração:
conduz o sistema de enchimento de
cápsulas
Manusear cápsulas vazias
(transferir, abrir,...)
operam num modo único
contribuem para a mesma vibração em todas as velocidades de enchimento
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500 cph• Vibrações
negligenciáveis3000 cph• Máxima velocidade da
máquina• Máximo de vibrações
Volume da câmara de dosagem (DC) determinado pela posição do pistão:- 3 mm- 6 mm- 12 mm
6 condições experimentais
Pesagem de 100 cápsulas vazias
Recolha de cápsulas (1min)
Pesagem de 100 cápsulas cheias
Obtenção do peso de enchimento
Cálculo do peso médio, desvio
padrão e variância
steady state
Estudo do efeito da velocidade e vibrações
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- Baseado na alteração de frequência que o feixe de laser sofre (efeito doppler)
- Espelho usado como estrutura para as medições LDV
- Medições feitas somente na direção radial
Medições feitas com a bacia vazia, devido à diferente densidade dos pós
Estudos realizados com pós de carvão e zircónio (Macrae et al. 1957) demonstraram:
densidade (porosidade) velocidade de impacto
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Materiais e Métodos
DENSIDADE DO PÓ NAS CONDIÇÕES DE ENCHIMENTO DAS CÁPSULAS
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- Densificação de pó igual devido a:◦ Elevada proximidade◦ Igual velocidade e vibração◦ Igual profundidade da cama de pó (32mm)
- Densidade obtida na proveta ◦ Após 10 mins ◦ Densificação –> 1 min (3x)
- As cápsulas para análise de massa:◦ recolhidas após o 1o min
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Medições relizadas com espelho colocado o mais próximo possível da
bacia rotativa
v = f (t)
Velocidade funcionamento
Velocidade de vibração do equipamento
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FFT (Fast Fourier Transform) da fig 3:◦ Frequências resolução de 1 Hz (< 400 Hz)
Velocidade de operação
Baixas frequências
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Root Mean Square (RMS) quantificar a magnitude de sinais temporais1. Velocidade – calculada usando intervalos de tempo discretos da Fig
3 e:
◦ Onde:
2. Aceleração – calculada através dos sinais correspondentes equivalentes para Equação 1, sendo os reultados apresentados na Fig 5
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Valores RMS para a velocidade e aceleração aumentam conjuntamente com a velocidade de operação da máquina de enchimento de cápsulas
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A 500 cph:
- densidade areada e densidade medida no processo semelhantes - não ocorreu aumento de densidade
A 3000 cph:
↑ densidade
Comparação com densidade areada batida
Poderia ocorrer ainda um maior aumento da densidade se os pós fossem sujeitos a vibrações de maior intensidade
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- Bico de doseamento recolhe um volume específico de pó a partir da bacia definido- diâmetro do bico de amostragem - comprimento da câmara
Resultados do peso do conteúdo nos diversos tamanhos de câmaras de dosagem:- Fig. 7 (DC = 12 mm)- Fig. 8 (DC = 6 mm) - Fig. 9 (DC = 3 mm)para duas velocidades de enchimento diferentes (500 e 3000 CPH) para seis pós
(Peso médio de enchimento de 100 cápsulas e barras de erro que representam dois desvios padrão)
Tamanho da câmara de dosagem
Peso do enchimento
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Fig. 7. Efeito da vibração associado a duas velocidades de enchimento de cápsulas (500 e 3000cph) no peso do conteúdo para 6 pósCâmara de dosemento: 12 mm.
Fig. 8. Efeito da vibração associado a duas velocidades de enchimento de cápsulas (500 e 3000cph) no peso do conteúdo para 6 pósCâmara de dosemento: 6 mm.
Fig. 9. Efeito da vibração associado a duas velocidades de enchimento de cápsulas (500 e 3000cph) no peso do conteúdo para 6 pósCâmara de dosemento: 3 mm.
Para as 3 diferentes condições de processo, o peso do conteúdo aumenta na presença de vibrações fortes:
Peso do conteúdo é significativamente maior em 3000 cph do que em 500 cph
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Conclusão - Presente estudo revela que as vibrações:
◦ Afectam a densidade do pó usado na encapsulação e assim influenciam o peso de enchimento (> 3000 cph > peso de enchimento)
◦ Afectam propriedades dos pós afectam o peso de enchimento e a variabilidade
- Recomendado que a QbD para produtos à base de pós:oAbranja a caracterização de atributos materiais e condições de
processamento o Integre variáveis ambientais no espaço experimental
- Melhor compreensão das variáveis que afectam a qualidade das cápsulas