O desenvolvimento de um fitoterápico inclui várias etapas e envolve um processo interdisciplinar, multidisciplinar e interinstitucional, abrangendo áreas de conhecimento diversas, como botânica, agronomia, ecologia, química, fitoquímica, farmacologia, toxicologia, biotecnologia, química orgânica, e a tecnologia farmacêutica (TOLEDO et al., 2003).
Antes do desenvolvimento de formulações farmacêuticas, faz-se necessário estabelecer um processo viável, tanto em escala de bancada quanto para futuras transposições a escalas industriais, relacionado à secagem do extrato desenvolvido, a fim de se garantir a transformação do mesmo como insumo farmacêutico.
O desenvolvimento de novas tecnologias para obtenção de extratos secos padronizados é um importante objeto de estudo de processos industriais. Uma vantagem dos extratos secos é o menor custo de armazenamento, alta concentração e estabilidade dos constituintes ativos, podendo inclusive ser utilizado como insumo para quaisquer formas farmacêuticas, como
cápsulas, comprimidos, cremes, pomadas, suspensões, soluções ou xaropes, garantindo sua versatilidade como insumo vegetal no desenvolvimento de formulações fitoterápicas.
Os extratos secos são preparações obtidas com eliminação total da fase líquida através de operação de secagem. Podem ser obtidos a partir das frações extrativas mais promissoras do vegetal e produzidas com os solventes mais apropriados, o que favorece seu conteúdo em substâncias ativas (NASCIMENTO, 2006).
Entre as técnicas de secagem empregadas na preparação de extratos secos vegetais estão a evaporação rotativa, leito de jorro, liofilização e nebulização ou spray dryer ou secagem por aspersão. A escolha do processo de secagem deve analisar o tipo de sistema, de solvente a ser retirado e de partícula a ser seca, a capacidade de produção, a necessidade de recuperação do solvente, a demanda energética, o custo e o rendimento (AULTON, 2005).
A evaporação rotativa acontece em equipamento específico onde o extrato é acondicionado em balão de fundo redondo e submetido à rotação e a vácuo, através do qual o solvente é evaporado sob pressão reduzida, podendo ser inclusive recuperado após sua condensação fora do balão de origem (POMBEIRO, 2003). Geralmente são utilizados pequenos volumes, havendo restrição quanto à escala da operação, e temperaturas mais elevadas, o que facilitaria a evaporação de alguns tipos de solvente utilizados, mas pode ser maléfica à composição do extrato envolvido no processo. Além disso, é importante salientar que deve haver planejamento em relação ao solvente do extrato e a temperatura necessária para evaporá-lo a fim de viabilizar ou não a utilização do evaporador rotativo.
O leito de jorro é um equipamento que promove a secagem graças ao íntimo contato do fluido com o sistema a ser seco. Tal fluido geralmente é o ar, que é injetado ao sistema pela sua parte inferior através de ponto com diâmetro reduzido, que entra em contato com o sistema a ser seco, composto geralmente por partículas superiores a 1 mm, alimentado através da parte superior do equipamento (PALLAI et al., 1995; SOUZA, C. R. F., 2003; OLIVEIRA, 2006). Com a entrada do fluido observa-se a aceleração ascendente das partículas sólidas com formação de um canal central onde as mesmas apresentam elevada velocidade, sendo aí a região de jorro (MATHUR e EPSTEIN, 1974). A mistura de sólidos eficiente e o contato com o fluido permite uma secagem segura, inclusive de substâncias termolábeis.
A liofilização consiste na secagem de sistemas aquosos onde o sistema é congelado e em seguida a água é retirada através de sublimação e posterior retirada de resíduo de água ligada ao sistema através de dessorção, sua conversão em vapor (JALES, 1999; BOSS, 2004). Esse método é capaz de preservar a qualidade do produto, visto que a rápida transição entre as fases minimiza o processo de degradação, além de proporcionar altos rendimentos. O produto
obtido tem aspecto poroso, com tamanho de partículas variáveis e é altamente higroscópico, o que possibilita sua rápida reconstituição em água(BOSS, 2004). É um processo caro, indicado para preparações com alto valor agregado, como misturas frágeis, produtos biológicos e estéreis.
O spray dryer é bastante utilizado em processos industriais e extratos vegetais secos por aspersão têm sido utilizados como produtos finais e intermediários na obtenção de diferentes formas farmacêuticas. O desenvolvimento desse equipamento ocorreu por volta de 1870 até 1900, quando ele veio à tona durante a segunda guerra mundial, com a necessidade de se reduzir o peso de comida e outros materiais, para facilitar seu transporte (PATEL et al., 2009), sendo sua aplicação na indústria farmacêutica datada do início da década de 1940 (BROADHEAD et al., 1992).
O equipamento consiste em uma entrada para alimentação do sistema a ser seco (Figura 11-A) e uma entrada isolada para o gás de atomização (Figura 11-B) e entrada e aquecimento do gás de secagem (Figura 11-2). A atomização ou nebulização do sistema ocorre graças ao bico atomizador (Figura 11-3), após o qual o sistema segue para a câmara de secagem (Figura 11-4) e daí após etapa de passagem (Figura 11-5), quando o sistema é separado e o pó obtido segue para o ciclone (Figura 11-6) e seu destino final, o vaso coletor (Figura 11-8), e ocorre a saída do gás de secagem (Figura 11-7).
(http://bits.wikimedia.org/static-1.23wmf3/skins/common/images/magnify-clip.png) Figura 11 - Esquema do equipamento de spray dryer
O processo de secagem (Figura 12) consiste na atomização do sistema a ser seco em corrente gasosa aquecida, que promove a evaporação do solvente. Esta técnica envolve de três etapas fundamentais: na primeira fase, o fluído é disperso como gotículas, produzindo uma grande área superficial (atomização); na segunda, ocorre contato destas com uma corrente de ar aquecido, havendo transferência de calor; e na terceira etapa acontece a evaporação do solvente e a formação da partícula sólida, que é transportada por corrente de ar até sua coleta (OLIVEIRA e PETROVICK, 2010).
Figura 12 - Fases do processo de secagem por spray dryer
A capacidade de produção de pós com tamanho específico de partículas e baixa umidade, a aplicabilidade a diversos tipos de matérias-primas, inclusive as termolábeis; a diminuição do custo de armazenagem do produto seco e a reprodutibilidade do processo fazem desta técnica um atrativo processo à indústria farmacêutica (CORDEIRO e OLIVEIRA, 2005; PÉREZ-SERRADILLA e CASTRO, 2011; ARARUNA et al., 2013), apesar de exigir significativos investimentos iniciais em instalações e equipamentos (ISONO
Apesar das vantagens desse tipo de secagem, as variáveis devem ser bem controladas para evitar quaisquer dificuldades, tais como baixos rendimentos e alta umidade (ACOSTA- ESQUIJAROSA et al., 2009). Os parâmetros que devem ser controlados nesse processo envolvem a temperatura de entrada e de saída, o fluxo de ar de atomização, fluxo de alimentação, composição da solução/suspensão, teor de sólidos, viscosidade (PATEL et al., 2009; GALLO et al., 2011; LEBRUN et al., 2012).
Visando a obtenção de pós secos com alto rendimento e estabilidade, o uso de adjuvantes geralmente é necessário, principalmente na secagem de extratos vegetais (PÉREZ- SERRADILLA e CASTRO, 2011) cuja composição causa dificuldade ao processo por conter substâncias que demonstraram alta viscosidade em condições de secagem por spray dryer (SOLLOHUB e CAL, 2010). São geralmente utilizados como adjuvantes neste processo: amido, ciclodextrinas, dióxido de silício coloidal, fosfato tri-cálcico, gelatina, goma arábica, lactose, maltodextrina entre outros (OLIVEIRA e PETROVICK, 2010).
Há muitos estudos sobre a secagem de extratos vegetais por spray dryer (Tabela 1), mas a seleção de condições de secagem para um extrato não pode ser extrapolada para outro, mesmo que obtidos em mesmo sistema de solventes ou serem derivados de espécies com mesmas características fitoquímicas.
Tabela 1- Exemplos de estudos envolvendo secagem de extratos vegetais por spray dryer
Espécie Tipo de Extrato Adjuvante Referência
Rhamnus purshina Extrato aquoso Dióxido de silício coloidal (GALLO et al., 2011)
Symphytum officinale L Extrato hidroalcoólico 30% Hidroxietilcelulose (JUNIOR et al., 2006)
Bidens pilosa L Extrato hidroalcoólico 60% Dióxido de silício coloidal e celulose microcristalina (ROJAS, 2011)
Phyllanthus niruri Aquoso Dióxido de silício coloidal (SOUZA et al., 2009)
Justicia pectoralis Hidroalcoólico 30% Não utilizado (CHANFRAU et al., 2008)
Mytenus ilicifolia Extrato aquoso Dióxido de silício coloidal (OLIVEIRA, 2009)
Tanacetum parthenium Extrato hidroalcoólico Dióxido de silício coloidal (CHAVES et al., 2009)
Lenthinus edodes Extrato aquoso Maltodextrina (SHIGA et al., 2004)
Justicia spicigera Extrato aquoso Maltodextrina/Goma arábica (PAVÓN-GARCÍA et al.,