INGENIERÍA DE PROCESOS Figura 1. 1) Transmisión de calor por convección. 2) Transmisión de calor por conducción. 3) Transmisión de calor por radiación. mantenerse por debajo de la temperatura de colapso (Tc) de la muestra. Durante el secado secundario, la temperatura del producto debe mantenerse el menor tiempo posible por encima de la temperatura de transición vítrea del producto a la humedad del final del primario (Tg). La temperatura de producto es un factor crítico durante todo el proceso de liofilización (congelación, secado primario y secado secundario), pero no lo podemos considerar un parámetro crítico de proceso ya que el equipo no puede actuar de forma directa sobre él. Para poder aumentar o disminuir la temperatura de producto debemos modificar la presión de cámara y/o la temperatura de placas. Estos dos parámetros sí que los deberemos considerar parámetros críticos de proceso. La mayor o menor transferencia de calor hacia el producto es el factor clave que determinará todos los atributos de calidad a excepción de la esterilidad, la cual viene determinada por factores de control ambiental (figura 1). Partimos de la base de que: 1. El liofilizador piloto a utilizar para el desarrollo del proceso y el liofilizador a utilizar para la fabricación industrial del producto están estrictamente cualificados para asegurar la repetitividad de operación, uniformidad de condiciones en los diferentes puntos de las placas y veracidad e integridad de los datos de proceso. 2. Se ha analizado térmicamente el producto a liofilizar y se conocen las temperaturas críticas para el proceso de congelación, así como para el proceso de secado primario y secundario. En la Tabla 2 definimos los atributos de los materiales que afectan a la transmisión de calor. Todas estas características son fijas, es decir, no varían durante el proceso ni entre procesos, forman parte de las características del producto a liofilizar y por lo tanto Figura 2. Liofilizador de desarrollo de procesos FREEZEDRY SOLUTIONS. se deben de tener en cuenta en el estudio de desarrollo. En la Tabla 3 presentamos los parámetros de proceso que pueden variar durante el mismo y se deberán ajustar para poder conseguir alcanzar los atributos de calidad definidos anteriormente. Atributos de Materiales Geometría del vial Espesor del cristal Altura de la disolución dosificada. Características de la disolución Sistema de carga (con o sin bandejas de producto) Distancia entre el vial y la placa superior Distancia entre el vial y la pared del liofilizador. Tabla 2. Parámetros de proceso Congelación Temperatura de placas Tiempo Secado primario Temperatura de placas Presión de cámara Tiempo Secado secundario Temperatura de placas Presión de cámara Tiempo Tabla 3. El proceso de liofilización se divide en tres subprocesos, cada uno de ellos tiene objetivos diferenciados: w Subproceso de congelación: El objetivo de esta etapa es pasar la disolución a un estado sólido. Esta etapa determina la estructura del producto, la cual se mantendrá después del ciclo de liofilización. w Subproceso de secado primario: El objetivo de esta etapa es eliminar completamente el agua congelada libre por sublimación. w Subproceso de secado secundario: El objetivo de esta etapa es eliminar parcialmente el agua no congelada que forma parte de la estructura sólida del producto por desorción. Partiendo de un proceso de congelación determinado según las características térmicas del producto a liofilizar, definiremos un espacio de diseño donde poder realizar el proceso de secado primario. Secado Primario: Creación del espacio de diseño Para ello deberemos conocer tres fórmulas que determinan el flujo de calor y másico a través del vial. Donde: dq/dt = Flujo de calor. Kv = Coeficiente de transferencia de calor. Av = Área de la sección del vial (exterior). Ts = Temperatura de placa. Tb = Temperatura del producto en el fondo del vial. dm/dt = Flujo másico de vapor Ap = Área de la sección del vial (interior). Pi = Presión de vapor del hielo a frente de sublimación. Pc= Presión de la cámara. Rp = Resistencia del producto seco. ΔHs = Calor de sublimación del hielo Existen dos constantes que dependen de la presión de cámara, que deberemos calcular mediante experimentación: 1.- Coeficiente de transferencia de calor (kv): Como hemos comentado anteriormente, la transferencia de calor viene determinada por tres mecanismos (convección, radiación y conducción). w El calor de convección es aquel que se propaga a través del ambiente. La mayor o menor cantidad de moléculas en el ambiente determinará de forma significativa la transmisión de calor a través de este mecanismo. w El calor por radiación es aquel que se propaga por aproximación a un cuerpo que este a una temperatura diferente. La proximidad del vial a una pared del 44 ESPECIAL INGENIERÍA FARMACÉUTICA FARMESPAÑA INDUSTRIAL
farmaindustrial-73
To see the actual publication please follow the link above