Tecnica farmaceutica - macinazione

FRANTUMATORE A LAME

QUESTO FRANTUMATORE E’

FORMATO ESSENZIALMENTE DA

UNA CAMERA DI MACINAZIONE IN

CUI RUOTA UN ALBERO

ORIZZONTALE A CUI SONO FISSATE

DELLE LAME. SOTTO LA CAMERA

LAME

C’E’ UNA GRIGLIA FORATA

INTERCAMBIABILE. QUANDO

L’ALBERO RUOTA LE LAME

FORZANO IL MATERIALE CONTRO

LA GRIGLIA FRANTUMANDOLO.

TUTTI I PEZZI PIU’ PICCOLI DEI FORI

DELLA GRIGLIA PASSANO AD UN

RACCOGLITORE SOTTOSTANTE.

1=GRIGLIA

2=ALBERO

3=LAME

ALTRI FRANTUMATORI -

1

“SINGLE ROLL CRUSHER” DELLA AUBEMA

ALTRI FRANTUMATORI -

2

FRANTUMATORE A GANASCE DELLA AUBEMA

ALTRI FRANTUMATORI -

3

“THREE ROLL CRUSHER” DELLA

“DOUBLE ROLL CRUSHER” AUBEMA

DELLA AUBEMA

“FOUR ROLL CRUSHER” DELLA FRANTUMATORE A MARTELLI

AUBEMA DELLA AUBEMA

TECNICHE DI MACINAZIONE

ESISTONO DUE PRINCIPALI TECNICHE DI MACINAZIONE:

MACINAZIONE A SECCO (IN ASSENZA DI ACQUA)

MACINAZIONE AD UMIDO (IN PRESENZA DI ACQUA)

LA MACINAZIONE A SECCO E’ QUELLA PIU’ FREQUENTEMENTE

UTILIZZATA; TUTTAVIA IN ALCUNI CASI E’ DIFFICILE DA REALIZZARE

(MATERIALI RICCHI DI UMIDITA’; MATERIALI ORGANICI CHE SI CARICANO

DI ENERGIA STATICA E PORTANO ALLA FORMAZIONE DI AGGLOMERATI;

ECCESSIVA DISPERSIONE AMBIENTALE DI POLVERE).

SI PUO’ ALLORA RICORRERE ALLA MACINAZIONE AD UMIDO (RIDUZIONE

DELLE DISPERSIONI DI ENERGIA DEL MOLINO; DISPERSIONE DEL CALORE

GENERATO DAL MOLINO). IN QUESTO TIPO DI MACINAZIONE LA

PERCENTUALE DI SOLIDO NON DOVREBBE ESSERE INFERIORE AL 30%.

SVANTAGGI DELLA MACINAZIONE AD UMIDO: GRADO DI FINEZZA DEL

MATERIALE INFERIORE A QUELLO OTTENUTO CON LA MACINAZIONE A

SECCO; POSSIBILI FENOMENI DI IDROLISI, ACCENTUATI DALL’AUMENTO DI

TEMPERATURA; NECESSITA’ DI DISPORRE DI MOLINI PARTICOLARI;

NECESSITA’ DI COMPIERE L’ESSICCAMENTO FINALE.

MOLINO A COLTELLI

GLI ELEMENTI MACINANTI SONO

DELLE LAME DI ACCIAIO INOX (DA 2

A 12) MONTATE SU UN ALBERO

ROTANTE (2) ALL’ INTERNO DI UNA

CAMERA DI MACINAZIONE (1). NELLA

PARTE INFERIORE DELLA CAMERA SI

TROVA UNA GRIGLIA

INTERCAMBIABILE (3) CHE

PERMETTE DI CONTROLLARE LA

GRANULOMETRIA.

QUESTO TIPO DI MOLINI SFRUTTA LE

FORZE DI TAGLIO.

I MOLINI A COLTELLI SONO

PARTICOLARMENTE ADATTI PER

MATERIALI ELASTICI (ES. GOMME) O

FIBROSI.

MOLINO A RULLI

I MULINI A RULLI SFRUTTANO LE

FORZE DI COMPRESSIONE.

COMPRESSIONE

IL MULINO A RULLI E’ COSTITUITO

DA DUE CILINDRI, IL CUI DIAMETRO

CILINDRI

PUO’ VARIARE DA POCHI cm FINO

AD UN METRO E LA CUI DISTANZA

PUO’ ESSERE REGOLATA, CHE

RUOTANO ATTORNO AL LORO ASSE

LONGITUDINALE.

UNO DEI DUE CILINDRI E’ FATTO RUOTARE DAL MOTORE, MENTRE L’ALTRO

E’ LIBERO E RUOTA PER LA FRIZIONE CHE IL MATERIALE, SCENDENDO,

GENERA FRA I CILINDRI STESSI. IL MATERIALE VIENE SCHIACCIATO E

COMPRESSO TRA I DUE CILINDRI.

A SECONDA DEL GRADO DI FINEZZA DESIDERATO VIENE REGOLATA LA

DISTANZA TRA I CILINDRI.

MOLINO A CILINDRI - 1

I MULINI A CILINDRI SONO

FORMATI DA DUE CILINDRI O

RULLI CHE RUOTANO LUNGO

IL LORO ASSE; LA LORO

DISTANZA E’ REGOLABILE. IL

MATERIALE, ARRIVANDO

DALL’ALTO, VIENE

SCHIACCIATO TRA DUE

CILINDRI, MA, SICCOME C’E’

UNA DIFFERENZA TRA LE

VELOCITA’ ANGOLARI DI

QUESTI, IL MATERIALE VA

SOGGETTO ANCHE A FORZE

D’ATTRITO.

I MOLINI A CILINDRI SFRUTTANO PERCIO’ SIA FORZE DI COMPRESSIONE CHE

FORZE D

’ ATTRITO.

ATTRITO

MOLINO A CILINDRI - 2

I MOLINI A CILINDRI SI PRESTANO ANCHE ALLA MACINAZIONE AD UMIDO;

IN QUESTO CASO SI PARLA DI RAFFINATRICI A CILINDRI, COSTITUITE DA 3

CILINDRI

CILINDRI, CHE LAVORANO MATERIALI PASTOSI, SOSPENSIONI O

EMULSIONI.

LA VELOCITA’ ANGOLARE AUMENTA

PASSANDO DAL CILINDRO 1 AL 2 E POI

AL 3, COSI’ CHE IL MATERIALE PASTOSO

VIENE TRASFERITO DAL CILINDRO 1 AL

CILINDRO 2 E DA QUESTO AL CILINDRO

3; UN RASCHIATORE ASPORTA IL

MATERIALE RAFFINATO DALLA

SUPERFICIE DELL’ULTIMO CILINDRO. LA

RAFFINAZIONE SI VERIFICA PERCHE’ LA

DISTANZA TRA I PRIMI DUE CILINDRI E’

MAGGIORE DI QUELLA TRA IL 2 E IL 3.

MOLINO A MOLAZZA

IL MOLINO A MOLAZZA E’

COSTITUITO DA UNA BASE

PISTA O PLATEA

CIRCOLARE (

DI MACINAZIONE) PORTANTE

MACINAZIONE

AL CENTRO UN ALBERO

VERTICALE ATTORNO AL

QUALE RUOTANO DUE MOLE

(O MOLAZZE), MONTATE SU

MOLAZZE

DUE SEMIASSI DI LUNGHEZZA

DIVERSA. LE MOLAZZE

SUBISCONO DUE PROCESSI DI

ROTAZIONE SIMULTANEI: UNO

ATTORNO ALL’ALBERO ED

UNO ATTORNO AL PROPRIO

SEMIASSE.

SIA LA PLATEA CHE LE MOLAZZE SONO DI GRANITO, PORFIDO O GHISA; LE

MOLAZZE POSSONO ARRIVARE A PESARE 25 TONNELLATE. IL MOVIMENTO DI

ROTAZIONE E’ LENTO (NON PIU’DI 25 GIRI/MINUTO).

QUESTI MOLINI SONO USATI PER MACINARE MATERIALE NON SECCO COME I

SEMI E POSSONO SERVIRE PER RAFFINARE MATERIALI PASTOSI.

MOLINO A PALMENTI

IL MOLINO A PALMENTI E’ FORMATO

DA 2 MOLE (O PALMENTI) DI

PALMENTI

MATERIALE DURISSIMO SISTEMATE

UNA VICINISSIMA ALL’ALTRA (IN

SENSO VERTICALE). UNA DELLE DUE

RUOTA E L’ALTRA E’ FISSA; SE RUOTA

QUELLA SUPERIORE SI PARLA DI

MOLINO A MOLA DORMIENTE

INFERIORE, SE INVECE RUOTA

INFERIORE

QUELLA INFERIORE SI HA UN MOLINO

A MOLA DORMIENTE SUPERIORE.

SUPERIORE

L’ALIMENTAZIONE AVVIENE

ATTRAVERSO UN FORO PRATICATO

NELLA MOLA SUPERIORE.

LA MACINAZIONE AVVIENE NELLO SPAZIO TRA LE MOLE, CHE E’ MOLTO

RIDOTTO E PUO’ ESSERE REGOLATO, PER PRESSIONE ED ATTRITO. UNA SERIE

ATTRITO

DI SCANALATURE PORTA IL MATERIALE ALLA PERIFERIA DELLO SPAZIO DI

MACINAZIONE E NE FAVORISCE IL PASSAGGIO NEL CANALE DI RACCOLTA. I

MOLINI A PALMENTI SI USANO PER MATERIALI MOLTO DURI.

MOLINO A MARTELLI - 1

IL MOLINO A MARTELLI E’ FORMATO

DA UNA CAMERA CILINDRICA NELLA

QUALE RUOTA UN ROTORE CON 2 -

8

MARTELLI SNODATI DI ACCIAIO INOX.

NELLA PARTE INFERIORE DEL MOLINO

C’E’ UNA GRIGLIA INTERCAMBIABILE

CHE FA USCIRE IL MATERIALE

MACINATO.

QUANDO IL ROTORE RUOTA (1000

GIRI/MINUTO) I MARTELLI, PER

EFFETTO DELLA FORZA CENTRIFUGA,

SI DISPONGONO RADIALMENTE E

MACINANO IL MATERIALE

INTRODOTTO DALL’ALTO.

SULLA PARETE INTERNA DEL MOLINO CI SONO DELLE LAME; RUOTANDO I

MARTELLI ARRIVANO A BREVISSIMA DISTANZA DA ESSE, IN MODO TALE CHE

LE PARTICELLE CHE SI TROVANO TRA MARTELLO E LAMA VENGONO ANCHE

SOTTOPOSTE A FORZE DI TAGLIO. CIO’ PERMETTE LA MACINAZIONE DI

MATERIALI FIBROSI.

MOLINO A MARTELLI - 2

MOLINO A MARTELLI - 3

I MOLINI SFRUTTANO PERCIO’ LE FORZE DI IMPATTO ED IN CERTA MISURA

ANCHE QUELLE DI TAGLIO E SONO ADATTI A MACINARE MATERIALI SECCHI O

FIBROSI. NEL CASO DI PRODOTTI DURI E FRIABILI LE DIMENSIONI DELLE

PARTICELLE POSSONO ARRIVARE FINO A 50 µm.

PER QUANTO CONCERNE IL SETACCIO CHE

STA ALLA BASE DEL MOLINO A MARTELLI,

BISOGNA OSSERVARE CHE LE PARTICELLE

LO RAGGIUNGONO OBLIQUAMENTE E NON

VERTICALMENTE, COSI’ CHE LE PARTICELLE

CHE FUORIESCONO SONO PIU’ PICCOLE

DELLA EFFETTIVA APERTURA DELLE

MAGLIE.

MOLINO A PALLE -

1

IL MOLINO A PALLE E’ COSTITUITO DA

UNA GIARA DI PORCELLANA O

METALLO (PORTATA VARIABILE DA

150 g A 15 Kg), PARZIALMENTE

RIEMPITO (30-35% DEL SUO VOLUME)

CON SFERE DI PORCELLANA

SVERNICIATA O AGATA O ACCIAIO

INOSSIDABILE DI DIVERSE

DIMENSIONI, CHE SONO GLI ELEMENTI

MACINANTI.

LA QUANTITA’ OTTIMALE DI POLVERE DA MACINARE E’ QUELLA

SUFFICIENTE A RIEMPIRE GLI SPAZI TRA LE SFERE.

I MOLINI A PALLE POSSONO AVERE UN

’ UNICA APERTURA CHE CONSENTE SIA

IL CARICO CHE LO SCARICO DEL MATERIALE, OPPURE POSSONO AVERE

UN

’ ALIMENTAZIONE CONTINUA, E ALLORA HANNO UNA SEZIONE NON

CONTINUA

CILINDRICA MA CONICA. LA GIARA VIENE FATTA RUOTARE SUL SUO ASSE

LONGITUDINALE GRAZIE AL MOVIMENTO DI RULLI SU CUI E’ APPOGGIATA.

LA MACINAZIONE AVVIENE SIA MEDIANTE IMPATTO CHE MEDIANTE ATTRITO,

ATTRITO

A CAUSA DEL MOVIMENTO DELLE SFERE ALL’INTERNO DELLA GIARA.

MOLINO A PALLE -

2

LA VELOCITA

’ DI ROTAZIONE DELLA GIARA PUO’ ESSERE VARIATA. LA

VELOCITA

’ CRITICA E’ QUELLA ALLA QUALE LA FORZA CENTRIFUGA CHE

AGISCE SULLE SFERE A CONTATTO CON LA PARETE DEL CILINDRO NEL

PUNTO PIU’ ALTO DEL PERCORSO E’ UGUALE ALLA FORZA DI GRAVITA’.LA

VELOCITA

’ DI ROTAZIONE OTTIMALE DELLA GIARA E’ COMPRESA TRA IL

60% E L ’ 85% DELLA VELOCITA

’ CRITICA: INFATTI IN QUESTA SITUAZIONE LE

CRITICA

SFERE RICADONO SUL MATERIALE MACINANDOLO EFFICACEMENTE (c),

MENTRE A VELOCITA’ PIU’ BASSA LE SFERE ROTOLANO LE UNE SULLE

ALTRE (a), E A VELOCITA’ PIU’ ALTA RESTANO ADERENTI ALLE PARETI

DELLA GIARA PER LA FORZA CENTRIFUGA (b).

MOLINO A PALLE -

3

VANTAGGI: SVANTAGGI:

MACINAZIONE A SECCO E A UMIDO

LENTEZZA

LAVORAZIONE CONTINUA O

RUMOROSITA’

DISCONTINUA NON UTILE PER MATERIALI FIBROSI

MACINAZIONE E MESCOLAZIONE

CONTEMPORANEE POSSIBILITA’ DI CONTAMINAZIONI

CROCIATE

POSSIBILITA’ DI OTTENERE

POLVERI CON DIVERSA POSSIBILITA’ DI CESSIONI DI

GRANULOMETRIA (FINO A POCHI MATERIALE DA PARTE DELLE SFERE

MICRON) DIFFICOLTA’ NELLA PULIZIA DELLE

SCARSO RISCALDAMENTO

SFERE

POSSIBILITA’ DI MACINARE IN

SCARICO DEL MOLINO LABORIOSO

AMBIENTE CHIUSO E SOTTO GAS

INERTI

MANCANZA DI CONTAMINAZIONE

AMBIENTALE

MICRONIZZAZIONE

LA MICRONIZZAZIONE E’ UNA TECNICA CHE SEGUE LA

POLVERIZZAZIONE ED HA LO SCOPO DI OTTENERE PARTICELLE MOLTO

PICCOLE (1-10 µm).

LA MICRONIZZAZIONE SI ESEGUE IN MOLINI DETTI MICRONIZZATORI CHE

MICRONIZZATOR

FUNZIONANO A FLUSSO D

’ ARIA; ESSI SONO ANCHE DETTI MOLINI AD

ARIA

ENERGIA FLUIDA.

FLUIDA

IL PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO E’ CHE UN GAS COMPRESSO ENTRA

NELLA CAMERA DI MACINAZIONE AD ALTISSIMA VELOCITA’ FORZANDO

LE PARTICELLE SOLIDE A COLLIDERE L’UNA CONTRO L’ALTRA E A

COLLIDERE CONTRO LE PARETI DELLA CAMERA, ROMPENDOSI.

MOLINI MICRONIZZATORI

I MOLINI MICRONIZZATORI PRESENTANO NUMEROSI VANTAGGI:

ELEVATO GRADO DI FINEZZA DEL MATERIALE

ELEVATA UNIFORMITA

’ DIMENSIONALE DELLE PARTICELLE PRODOTTE

ASSENZA DI ORGANI IN MOVIMENTO (CON MINORI SPESE DI MANUTENZIONE )

RAPIDITA

’ SMONTAGGIO E FACILITA

’ DI PULIZIA

POSSIBILITA

’ DI LAVORARE A TEMPERATURA CONTROLLATA (FREDDA,

CALDA, AMBIENTE)

LAVORAZIONE IN CONTINUO

AGGLOMERAZIONE ED

LO SVANTAGGIO PRINCIPALE E’ CHE SI PUO’ AVERE

IMPACCAMENTO.

I MOLINI MICRONIZZATORI TENDONO A SVILUPPARE GRANDI QUANTITA’ DI

CALORE; TUTTAVIA LA TEMPERATURA DI ESERCIZIO TENDE A RIMANERE

BASSA PERCHE’ IL GAS CHE ENTRA COMPRESSO NELLA CAMERA DI

MACINAZIONE SI ESPANDE ASSORBENDO CALORE

Appunti di Tecnica farmaceutica della professoressa Ventura sulla macinazione con analisi dei seguenti argomenti: classificazione delle polveri, la polverizzazione, aggregazione molecolare, proprietà dei materiali che influenzano la macinazione, meccanismi di macinazione, i frantumatori, tecniche di macinazione, micronizzazione, il molino.