Tecnica farmaceutica - macinazione

SCOPI DELLA

POLVERIZZAZIONE

LA RIDUZIONE DELLE DIMENSIONI PARTICELLARI E’ UTILE O

NECESSARIA PER SCOPI SIA TECNOLOGICI CHE TERAPEUTICI:

MIGLIORARE LA TOLLERABILITA

’ DEI PREPARATI OFTALMICI

CONTENENTI PARTICELLE IN SOSPENSIONE

MIGLIORARE LA CAPACITA

’ DI PENETRAZIONE DI PARTICELLE

SOLIDE NELLE VIE AEREE

MIGLIORARE LA STABILITA

’ DELLE SOSPENSIONI

AUMENTARE LA VELOCITA

’ DI SOLUBILIZZAZIONE DI UN SOLIDO IN

UN SOLVENTE E AUMENTARE COSI ’ LA VELOCITA

’ D ’ ASSORBIMENTO

FAVORIRE L ’ ESTRAZIONE DEI PRINCIPI ATTIVI DA DROGHE VEGETALI

FACILITARE L ’ OTTENIMENTO DI MISCELE DI POLVERI OMOGENEE

RENDERE PIU

’ OMOGENEO IL DOSAGGIO DEL PRINCIPIO ATTIVO

NELLE F.F. SOLIDE OTTENUTE A PARTIRE DA POLVERI

PROBLEMI CONNESSI CON

LA POLVERIZZAZIONE

INTERCONVERSIONI POLIMORFICHE DEL FARMACO (CON

POSSIBILE DIMINUZIONE DELL ’ ATTIVITA

’ BIOLOGICA O DELLA

STABILITA

’ )

DEGRADAZIONE DEL FARMACO

AGGLOMERAZIONE DELLE PARTICELLE PER FORMAZIONE DI

CARICHE ELETTROSTATICHE SULLA SUPERFICIE DELLE

PARTICELLE

RISCHIO DI DISPERSIONE DELLE PARTICELLE PIU

’ FINI

NELL ’ AMBIENTE DI LAVORO

RISCHIO DI ESPLOSIONE NEL CASO DI SOSTANZE

FACILMENTE OSSIDABILI ALL ’ ARIA

METODI DI PRODUZIONE

DELLE POLVERI

LE POLVERI POSSONO ESSERE OTTENUTE SECONDO

DUE APPROCCI CONCETTUALMENTE OPPOSTI:

UN APPROCCIO CHIMICO-FISICO (

AGGREGAZIONE

MOLECOLARE)

MOLECOLARE

UN APPROCCIO MECCANICO (

RIDUZIONE DI UN

MATERIALE GROSSOLANO IN PARTICELLE PIU ’ PICCOLE)

PICCOLE

AGGREGAZIONE MOLECOLARE

LE TECNICHE DI AGGREGAZIONE MOLECOLARE

COMPORTANO L’AGGREGAZIONE DI IONI O MOLECOLE IN

CRISTALLI O PARTICELLE AMORFE E SONO LA

SUBLIMAZIONE, LA CRISTALLIZZAZIONE (PER CAMBIO DI

SUBLIMAZIONE

TEMPERATURA O DI SOLVENTE), LA PRECIPITAZIONE, LO

PRECIPITAZIONE

SPRAY

- DRYING ( ESSICCAMENTO PER NEBULIZZAZIONE).

NEBULIZZAZIONE

NELLA PRECIPITAZIONE E NELLA CRISTALLIZZAZIONE E’ POSSIBILE

REGOLARE LA GRANULOMETRIA DELLA POLVERE OTTENUTA

VARIANDO LA VELOCITA’ CON CUI VIENE MODIFICATA LA

TEMPERATURA, LA VELOCITA’ DI AGGIUNTA DEL SOLVENTE O LA

VELOCITA’ DI MISCELAZIONE DEI REAGENTI.

LE TECNICHE DI AGGREGAZIONE MOLECOLARE POSSONO

DARE POLVERI CON PARTICELLE MOLTO FINI E REGOLARI MA

COMPORTANO GRANDI PERDITE DI MATERIALE.

MATERIALE

GENERALITA

’ SULLA

MACINAZIONE

LA MACINAZIONE E’ IN GENERALE LA RIDUZIONE MECCANICA DI UN

MATERIALE SOLIDO GROSSOLANO IN PARTICELLE PIU’ PICCOLE.

A SECONDA DELLE DIMENSIONI DEL MATERIALE DI PARTENZA E DEL

TIPO DI PRODOTTO OTTENUTO SI PARLA DI:

FRANTUMAZIONE: UN MATERIALE GREZZO VIENE RIDOTTO IN

FRANTUMAZIONE

PEZZI GROSSOLANI (ALCUNI mm)

MACINAZIONE PROPRIAMENTE DETTA O POLVERIZZAZIONE: I

POLVERIZZAZIONE

PEZZI GROSSOLANI SONO RIDOTTI IN PARTICELLE LE CUI

DIMENSIONI VANNO DA QUALCHE CENTINAIO A QUALCHE DECINA DI

µm)

MICRONIZZAZIONE: OTTENIMENTO DI PARTICELLE CON

MICRONIZZAZIONE

DIMENSIONI INFERIORI A 10 µm

PER OGNUNA DI QUESTE OPERAZIONI ESISTONO

APPARECCHIATURE APPOSITE

LA MACINAZIONE SI PUO’ EFFETTUARE A SECCO OPPURE A UMIDO.

PRINCIPI DI BASE DELLA

MACINAZIONE - 1

PER EFFETTUARE LA MACINAZIONE OCCORRE DEFORMARE LE

SINGOLE PARTICELLE FINO AD OTTENERE LA LORO ROTTURA IN

PARTICELLE PIU’ PICCOLE APPLICANDO UNA FORZA.

SE LA PARTICELLA E’ VINCOLATA E SI APPLICA UNA

FORZA PERPENDICOLARE AD UNA DELLE SUE

FACCE SI SVILUPPA UNA FORZA UGUALE IN

DIREZIONE OPPOSTA A QUELLA APPLICATA; SI

SFORZO DI COMPRESSIONE.

PARLA DI COMPRESSIONE

SE INVECE LA FORZA E’ APPLICATA

PARALLELAMENTE ALLA SUPERFICIE SI

PARLA DI SFORZO DI TAGLIO.

TAGLIO

PRINCIPI DI BASE DELLA

MACINAZIONE - 2

POICHE’ ALL’APPLICAZIONE DI UNO SFORZO CONSEGUE

INIZIALMENTE UNA DEFORMAZIONE, ALL’APPLICAZIONE DI UNO

SFORZO DI COMPRESSIONE CONSEGUE UNA DEFORMAZIONE DI

COMPRESSIONE:

COMPRESSIONE

MENTRE ALL’APPLICAZIONE DI UNO SFORZO DI

COMPRESSIONE SEGUIRA’ UNA DEFORMAZIONE DI TAGLIO:

TAGLIO

PRINCIPI DI BASE DELLA

MACINAZIONE - 3

FINO AD UN CERTO VALORE LIMITE DI SFORZO, C’E’ UNA

PROPORZIONALITA’ TRA SFORZO APPLICATO E

DEFORMAZIONE PRODOTTA E LA DEFORMAZIONE E’

REVERSIBILE O DI TIPO ELASTICO (CIOE’ SE CESSA LO SFORZO

LA PARTICELLA RECUPERA LA FORMA INIZIALE); OLTRE

QUESTO LIMITE ( PUNTO DI SNERVAMENTO) C’E’ UNA

SNERVAMENTO

DEVIAZIONE DALLA PROPORZIONALITA’E LA DEFORMAZIONE E’

DETTA PLASTICA (NON PIU’ REVERSIBILE):

AUMENTANDO ANCORA LO SFORZO

SI ARRIVA AD UN PUNTO IN CUI LE

FORZE DI LEGAME TRA LE

MOLECOLE VENGONO MENO E SI HA

ROTTURA DELLA PARTICELLA. W

LA 0

E’ IL LAVORO COMPIUTO PER

ROMPERE LA PARTICELLA.

PRINCIPI DI BASE DELLA

MACINAZIONE - 4

LA MACINAZIONE AVVIENE ALL’INTERNO DI APPARECCHIATURE

DETTE MOLINI, COSTITUITI IN GENERE DA UNA CAMERA DI

MOLINI

MACINAZIONE ALL’INTERNO DELLA QUALE OPERANO DEGLI

ELEMENTI MACINANTI MOBILI.

MOBILI

LA MACINAZIONE E’ IN GENERE UN PROCESSO A BASSO

RENDIMENTO, CIOE’ IL RAPPORTO TRA LAVORO UTILE E

RENDIMENTO

LAVORO TOTALE E’ PIUTTOSTO BASSO (IN GENERE <0.02). CIO’

SI VERIFICA PERCHE’ CI SONO NUMEROSE FONTI DI

DISPERSIONE DI ENERGIA:

ATTRITI E VIBRAZIONI DEL MOLINO, CALORE DISSIPATO

NELL’AMBIENTE

SPOSTAMENTO O DEFORMAZIONE DELLE PARTICELLE SENZA

ROTTURA

CESSIONE DI ENERGIA CINETICA ALLE PARTICELLE

PRINCIPI DI BASE DELLA

MACINAZIONE - 5

SE LE PARTICELLE SOTTOPOSTE A

SFORZO SONO PERFETTAMENTE

INTEGRE PER ROTTURA DANNO

LUOGO ALLA FORMAZIONE DI NUOVE

SUPERFICI

SE INVECE ESISTONO

MICROFRATTURE LA ROTTURA

DELLA PARTICELLA AVVERRA’

PREFERIBILMENTE IN

CORRISPONDENZA DI ESSE, E LE

SUPERFICI CHE SI FORMANO SONO

IN PARTE PREESISTENTI

PROPRIETA ’ DEI MATERIALI CHE

INFLUENZANO LA MACINAZIONE

DUREZZA: ESPRESSA SECONDO LA SCALA DI MOHS.

DUREZZA

ADESIVITA

’: I MATERIALI ADESIVI VENGONO MACINATI CON

DIFFICOLTA’ PERCHE’ LE PARTICELLE MACINATE TENDONO AD

ADERIRE FORMANDO AGGLOMERATI; SI PUO’ RICORRERE ALLA

CO-MACINAZIONE CON ECCIPIENTI INERTI.

TEMPERATURA DI RAMMOLLIMENTO: IL CALORE LIBERATO

RAMMOLLIMENTO

NELLA MACINAZIONE PUO’ RAMMOLLIRE ALCUNE SOSTANZE, ES. I

GRASSI; IN QUESTI CASI SI PUO’ OPERARE A BASSA

TEMPERATURA.

CONTENUTO IN UMIDITA

’: PER SOSTANZE CON ELEVATA

UMIDITA’ E’ CONSIGLIABILE UN PRE-ESSICCAMENTO.

PLASTICITA

’: SOSTANZE CON ELEVATO GRADO DI PLASTICITA’

SONO DIFFICILMENTE MACINABILI (CANFORA, POLIMERI); SI PUO’

REALIZZARE UNA MACINAZIONE PER INTERMEDIO.

INTERMEDIO

MECCANISMI DI

MACINAZIONE

LA MACINAZIONE PUO’

SFRUTTARE 4 MECCANISMI

PRINCIPALI:

TAGLIO

COMPRESSIONE

IMPATTO

ATTRITO

I VARI TIPI DI MOLINO SI

DIFFERENZIANO PER IL TIPO DI

FORZA CHE UTILIZZANO E

POSSONO ANCHE COMBINARE

VARI MECCANISMI

FRANTUMATORI

LA FRANTUMAZIONE PARTE DA PEZZI O BLOCCHI

ANCHE MOLTO GRANDI (FINO A 1 METRO) PER

ARRIVARE A FRAMMENTI DI 50-10 mm. LA

FRANTUMAZIONE E’ USATA ANCHE PER RIDURRE IN

GRANULI GLI SLUGS NELLA GRANULAZIONE A

SECCO.

I FRANTUMATORI PIU’ COMUNEMENTE USATI SONO:

FRANTUMATORE CONICO, FRANTUMATORE A LAME,

CONICO LAME

FRANTUMATORE A CILINDRI.

FRANTUMATORE CONICO

E’ UN FRANTUMATORE USATO PER

MATERIALI PARTICOLARMENTE DURI.

E’ ESSENZIALMENTE COSTITUITO DA UN

ALBERO CENTRALE (4) SU CUI E’

L ’

ELEMENTO MACINANTE (3),

MONTATO

A FORMA DI TRONCO DI CONO E CON

SUPERFICIE LISCIA O SCANALATA.

L’ALBERO PUO’ SOLO RUOTARE

ATTORNO AL PROPRIO ASSE

( FRANTUMATORE AD ASSE VERTICALE

FISSO) OPPURE PUO’ ANCHE OSCILLARE

FISSO

FRANTUMATORE CONICO PENDOLARE).

(

I PEZZI OTTENUTI VANNO DA 7 A 0.5 cm.

1=ALIMENTAZIONE

2=CAMERA DI MACINAZIONE

5=ECCENTRICO

6=SCARICO

FRANTUMATORE CONICO

FRANTUMATORE CONICO

AUBEMA E CONO

FRANTUMATORE

FRANTUMATORE A CILINDRI

FRANTUMATORE A CILINDRI AUBEMA; ARRIVA FINO A <1mm

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

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.