Mezcla

Una mezcla es un conjunto de dos o más sustancias que se juntan sin intercambio químico. Por tal motivo, es posible separar los diversos componentes de las mezclas mediante procedimientos físicos relativamente comunes, como la filtración o la destilación.

Tipos de Mezclas

Mezclas Positivas

Se forman espontáneamente e irreversiblemente en una mezcla perfecta. Son gases o líquidos miscibles por difusión. No es necesario aplicar energía si el tiempo es ilimitado. No se separan espontáneamente (a diferencia de las suspensiones o emulsiones).

Mecanismos de Mezclado

• Convección: Implica un movimiento de masas relativamente grandes de polvo. Este movimiento puede consistir en la inversión del lecho de polvo completo (mezcladores de pantalón), en caso de mezcladores de volteo, o bien puede producirse por arrastre mediante una hélice, un tornillo sin fin, etc.
• Difusión: Se debe al movimiento aleatorio individual de las partículas. Cuando un lecho de polvo se ve obligado a moverse, el volumen ocupado por el polvo se vuelve menos compacto y aumentan los espacios entre partículas.
• Corte o cizallamiento: Se presentan planos de deslizamiento en la masa del polvo en el interior del mezclador. Una capa fluye sobre la otra. La convección y la difusión contribuyen a este mecanismo.

Factores que Afectan el Proceso de Mezclado

• Forma de la partícula: Variable crítica. Las formas esféricas y ovaladas fluyen más fácilmente. Las formas rugosas y fracturadas fluyen poco. Las formas aciculares forman un enrejado que dificulta el flujo. El mezclado puede alterar la forma por erosión o fragmentación, produciendo partículas de forma irregular.
• Tamaño de la partícula: Si se mezclan partículas con grandes diferencias de tamaño, las más pequeñas tienden a segregarse, depositándose en el fondo del mezclador. Se recomienda tamizar y pulverizar antes de mezclar.
• Proporción de cada componente: Si el principio activo (PA) es menor del 5%, se recomienda mezclarlo con una pequeña proporción del excipiente y luego seguir agregando pequeñas proporciones.
• Densidad: Una alta diferencia en las densidades de las materias primas produce un efecto de segregación.
• Fuerza electrostática: El roce de materiales genera electrones. Cargas iguales provocan una fuerza de repulsión (segregación) y la adherencia a las paredes del equipo. Las cargas se pueden disminuir con la adición de agentes tensoactivos al polvo, que aumentan la conductividad de superficie. Otra forma es realizar el mezclado a una humedad mayor de 40%.

Segregación

Es la separación de los componentes de la mezcla. Este proceso puede ocurrir durante o después del mezclado por diferencias en la forma, tamaño y densidades de los componentes. Se debe evitar el exceso de manipulación del material.

Técnicas de Mezclado

• Espatulación: Los polvos deben ser finos y de tamaño uniforme. No se utiliza presión, por lo que se obtiene un polvo ligero y no compacto. Se recomienda cuando el polvo es sensible a la temperatura, está recubierto o forma mezclas eutécticas.
• Mortero y trituración: Consiste en la fricción continua del polvo contra las paredes de un mortero utilizando el majadero hasta obtener el grado de reducción deseado.
• Dilución geométrica: Utilizada para mezclar polvos en cantidades desiguales, especialmente cuando se utiliza un principio activo (PA) muy potente.

1. Pesar todos los componentes.
2. Poner el ingrediente de menor cantidad en el mortero.
3. Agregar enseguida el excipiente que sigue en cantidad, en un volumen semejante al primero.
4. Agregar un volumen de polvo del segundo excipiente igual en tamaño al del polvo que está en el mortero.
5. Repetir los pasos hasta incorporar todos los componentes.

Mezclado Industrial

Mezcladores Móviles

Se basan en el mecanismo de volcamiento del material causado por la rotación del recipiente y la fuerza de la gravedad.

• De Doble Cono
• En V o de Pantalón: Consiste en dos cilindros unidos en sus extremos con una angulación que oscila entre 45 y 90 grados.
• Tambor: Consiste en una carcasa cilíndrica que se puede rotar a lo largo de su eje para producir flujo cruzado del material.

Mezcladores Estáticos

Se basan en el mecanismo de volcamiento del material causado por la rotación de un accesorio dentro del recipiente.

• Cintas
• Tornillo vertical: Consiste en una carcasa cónica con un tornillo sin fin interno que transporta el material hacia arriba y luego el movimiento de cascada y gravitacional lo regresa hasta el fondo.
• Paletas: Consiste en un recipiente cilíndrico vertical donde el material se mezcla por acción de palas o paletas unidas a un eje rotatorio central.
• Palas Planetario

Criterios para la Selección de un Mezclador

Un buen mezclador es aquel que mezcla todo el lote del producto en forma suave, además de:

• Fácil limpieza
• Fácil de descargar
• Buena hermeticidad
• Alta movilidad
• Fácil mantenimiento
• Bajo consumo de energía

Criterios Específicos

• Mezcladores móviles:
  • Facilidad para cargar, descargar y limpiar.
  • Versátiles.
  • Adecuados para materiales friables.
  • No aptos para materiales cohesivos.
  • Mecanismo difusivo suave.
• Mezcladores estáticos con agitación interna:
  • Pueden realizar malaxado (granulación húmeda).
  • No aptos para materiales friables.
  • Mecanismo convectivo (y difusivo).

Técnicas de Mezclado Específicas

• Adición de polvos a polvos de iguales o distintas densidades o cantidades: Se recomienda que los polvos sean pasados por el mismo tamiz. Se mezclan en orden creciente de sus cantidades relativas, poniendo primero el que se encuentra en menor cantidad y agregando sobre él, por porciones, el que le sigue (homogenizando cada vez) hasta terminar con el de mayor cantidad. Cuando se requiere mezclar polvos que reaccionan en contacto con la humedad, deben secarse cada uno por separado y realizar la mezcla en un ambiente con baja humedad relativa (HR%). Si al mezclar ciertos polvos se licua la mezcla, se debe usar un absorbente.
• Adición de drogas muy activas o colorantes a polvos (polvos diluidos): Se recomienda para polvos muy finos diluirlos en un porcentaje fijo del 1% o 10%. El objetivo es manipular con mayor exactitud sustancias de gran actividad. La homogeneidad de la mezcla se asegura agregando un colorante (trazador) que se mezcla con el PA. Cuando la mezcla es perfectamente homogénea en color, se puede considerar que el PA está uniformemente distribuido.
• Adición de líquidos a polvos (tinturas, esencias): Si en la fórmula de un polvo compuesto existe algún líquido, este deberá absorberse en la mezcla pulverulenta. Esta operación se efectúa formando un núcleo de absorción (mezcla en pequeño) y agregándolo al mezclador vacío, secando luego con porciones del polvo simple o compuesto cuya mezcla ha sido efectuada previamente.

Variables a Controlar

• Velocidad: Se recomienda entre 30 y 100 rpm. Se debe utilizar como máximo 2/3 de la capacidad del mezclador.
• Tiempo óptimo de mezclado: Es el tiempo en el que se alcanza la completa homogeneidad de la mezcla.