Conclusão 1: A pureza da acetona no topo da coluna de destilação para recuperação
de solvente deve ser no mínimo 92% (fração volumétrica).
Conclusão 2: Não foi observado efeito significativo da redução de água na fase
aquosa sobre o diâmetro médio, polidispersão, potencial zeta e pH. Este resultado permite reduzir tanto a produção de efluentes quanto o custo operacional.
Conclusão 3: A partir dos experimentos realizados, pode-se concluir que o aumento
da velocidade de adição leva a tamanho médio de partícula ligeiramente menor e também a distribuição de tamanhos unimodal.
Conclusão 4: Variando-se o percentual de água na fase orgânica e a velocidade de
agitação no processo de nanoprecipitação, o diâmetro de 86% das amostras foi menor que 260 nm. Os resultados de Potencial Zeta foram bem diferentes entre as duplicatas, contudo a maior parte das amostras apresentou valores em módulo maiores que 10, o que contribui para evitar a agregação das partículas.
Conclusão 5: Pode-se considerar que em todos os testes os resultados em termos de
diâmetro, polidispersão e potencial zeta foram semelhantes ao da formulação padrão proposta por Paese (2008), dentro dos limites estudados.
Capítulo 4
Alternativas para a transposição de escala
Tomando como base o processo laboratorial, são propostas 4 alternativas para produção industrial das nanopartículas, sempre considerando nanocápsulas secas como produto final. Esta última etapa do pós-processamento ocorre em um spray-drier, conforme proposto por GUTERRES et al. (1999). A operação de secagem por nebulização consiste na passagem da solução ou da suspensão, através de um orifício atomizador, para a câmara de secagem sob a forma de gotículas, em co-corrente, contracorrente ou fluxo misto de ar quente, que promove a rápida secagem das gotículas. As partículas sólidas secas são, então, separadas e recolhidas, podendo apresentar-se sob a forma de pós finos, granulados ou aglomerados. Utilizando-se esta metodologia, a partir de suspensões aquosas de nanopartículas podem-se obter produtos pulverulentos. Esta característica torna estes produtos interessantes como intermediários no desenvolvimento de formas farmacêuticas compartimentadas como cápsulas e comprimidos de ampla aplicação industrial (SCHAFFAZICK, GUTERRES et al., 2003).
Todas as alternativas apresentadas consideram processo em batelada, já que normalmente este tipo de produto está presente em pequenas quantidades tanto em formulações farmacêuticas, quanto em formulações cosméticas. Desta forma, estima-se que a demanda anual não justifique a produção em processo contínuo.
Na primeira alternativa, como visto na Figura 4.1, após a nanoprecipitação, toda a suspensão é alimentada em uma coluna de destilação em batelada onde parte da acetona será recuperada e reaproveitada no processamento. Esta coluna deve operar em pressão reduzida já que existe uma limitação de temperatura em torno de 40ºC para o processamento das nanopartículas, devido à instabilidade das mesmas acima desta temperatura. Operar em pressão reduzida gera uma série de custos adicionais, quais sejam, sistema de vácuo e uso de fluido refrigerante no condensador.
Figura 4.1: Alternativa 1 para a produção de nanocápsulas.
Na segunda alternativa, a nanoprecipitação ocorre em um misturador estático, como destacado na Figura 4.2. Esta alternativa apresenta a vantagem da etapa de nanoprecipitação poder ser feita de maneira contínua tendo, no entanto, a limitação de que a preparação das fases ainda seria feita em batelada. Note que nesta alternativa um novo equipamento e mais duas bombas são adicionados e nenhum outro é suprimido, isto é, o tanque onde antes ocorria a nanoprecipitação continua existindo, pois ele também serve para a preparação da fase aquosa, embora o seu tamanho possa ser reduzido e o agitador possa ter uma redução na sua potência total.
Figura 4.2: Alternativa 2 para a produção de nanocápsulas.
Na alternativa 3 foi acrescentada a etapa de microfiltração por membranas cerâmicas anterior à destilação de forma a separar as nanopartículas da corrente que será posteriormente destilada. Desta forma, além de quantidades menores serem processadas, pode-se proceder a
Preparação Fase Orgânica Preparação Fase Aquosa e Nanoprecipitação Destilação em Batelada Reagentes Reservatório de acetona Reservatório de água Reagentes Spray-Drier Nanopartículas secas Nanopartículas em suspensão Reservatório de acetona hidratada Preparação Fase Orgânica Destilação em Batelada Reservatório de acetona Reservatório de água Reagentes Spray-Drier Nanopartículas secas Nanopartículas em suspensão Preparação Fase Aquosa E-16 Reagentes Reservatório de acetona hidratada
4.1PROJETO DOS EQUIPAMENTOS 59 destilação em pressão atmosférica. Cabe salientar que, devido à presença de solvente,
membranas poliméricas estão descartadas para esta aplicação. Desta forma, propõe-se a utilização de membranas cerâmicas cujo preço do sistema como um todo (membranas, módulos, bombas, válvulas etc.), no entanto, ainda é alto, em torno de US$ 3.000,00/m2 (WAGNER, 2001). Adicionalmente, quanto mais rápido se deseja concentrar a suspensão, mais oneroso ele se torna devido à necessidade de maior área de membranas.
Figura 4.3: Alternativa 3 para a produção de nanocápsulas.
A alternativa 4 é uma mescla das alternativas 2 e 3, já que se propõe que a nanoprecipitação ocorra no misturador estático, existindo também a concentração da suspensão através de membranas cerâmicas.
Preparação Fase Orgânica Preparação Fase Aquosa e Nanoprecipitação Destilação em Batelada Reagentes Reservatório de acetona Reservatório de água Reagentes Spray-Drier Nanopartículas secas Reservatório de acetona hidratada
Figura 4.4: Alternativa 4 para a produção de nanocápsulas.
Dada as peculiaridades de cada uma das alternativas, foi feita uma análise econômica com o objetivo de avaliar qual(is) destas alternativas seriam mais rentáveis, além de ser estabelecido o preço mínimo de venda do produto em cada um dos casos. Esta análise será apresentada no Capítulo 5.