Evaporación
14. Objetivo de la evaporación
El objetivo de la evaporación es aumentar la concentración de soluto de un líquido para:
- Obtener un líquido rico en un determinado principio activo.
- Obtener el principio activo en forma seca.
- Retirar parte del solvente, dejando un líquido con soluto no volátil a la temperatura de trabajo.
- Recuperar componentes, como la sal en salmueras.
- Aumentar la conservación.
15. Concentración del líquido resultante
El líquido resultante de la evaporación tendrá una concentración mayor que el líquido original. Esto se debe a que el solvente se evapora, dejando atrás los solutos, lo que aumenta su concentración.
16. Operaciones previas a la evaporación
Algunas operaciones básicas farmacéuticas que pueden preceder a una evaporación son:
- Disolución: Para eliminar el disolvente no deseado.
- Extracción: Tras obtener un principio activo, se elimina el disolvente.
- Reacción química: Tras obtener un compuesto por reacción química, se evapora para obtenerlo en forma sólida.
- Filtración: Para eliminar partículas sólidas o impurezas antes de la evaporación.
17. Aparatos para la evaporación en laboratorio
- Evaporador rotatorio: Matraz rotatorio en un baño de agua caliente o aceite.
- Baño maría: Recipiente con la solución sobre agua caliente para una evaporación gradual.
- Baño de arena
- Calor con mechero Bunsen
- Placa calefactora
- Evaporación al aire libre
18. Rendimiento de un evaporador
El rendimiento de un evaporador depende de:
- Diseño y eficacia del evaporador.
- Temperatura y presión de la operación.
- Tipo de líquido a evaporar.
- Flujo de alimentación.
- Sistema de condensación.
19. Parámetros para evaluar el rendimiento
- Kilogramos de vapor de agua producidos por hora.
- Relación entre kg de vapor obtenidos y kg consumidos (economía).
20. Factores que intervienen en la evaporación
- Concentración: Mayor concentración, mayor temperatura.
- Temperatura de ebullición: Menor presión, menor temperatura.
- Viscosidad: Mayor viscosidad, mayor temperatura.
- Formación de espumas: Reduce la evaporación.
- Formación de depósitos: Reduce la evaporación.
- Superficie de vaporización: Menor superficie, menor evaporación.
21. Sistemas para sustancias termolábiles
Se utilizan sistemas de vacío que reducen el punto de ebullición y minimizan los efectos de la temperatura en sustancias termolábiles.
22. Evaporador Yaryan
Este sistema separa líquido y vapor en cámaras diferentes. La cámara calefactora contiene tubos con la solución, rodeados de vapor. En la segunda cámara, el vapor y la solución concentrada se separan, el vapor se extrae por arriba y el líquido por abajo.
Extracción sólido-líquido
1. Factores que influyen
- Disolvente: Sustancia que disuelve el soluto.
- Temperatura: Mayor temperatura, mayor velocidad (hasta un límite óptimo).
- pH: Afecta la solubilidad de algunos componentes.
- Tamaño de partícula: Menor tamaño, mayor eficacia (hasta un límite).
2. Extracto y residuo
- Extracto: Parte soluble en el disolvente obtenida al final.
- Residuo: Parte insoluble del sólido original tras la extracción.
3. Concentraciones en cada etapa
En cada etapa se introduce disolvente nuevo, obteniendo una corriente de extracto. El caudal de disolvente puede variar, disminuyendo generalmente al reducirse la cantidad de soluto en los residuos. Los residuos se barren para generar una sola corriente de extracto.
4. Variación de concentraciones
La mezcla sólida entra en la primera etapa con la mayor concentración. En etapas intermedias, el residuo de la etapa anterior alimenta la siguiente, y el extracto anterior actúa como disolvente. Esto aumenta la recuperación del soluto y evita una dilución excesiva del extracto. La concentración del soluto es menor en la última etapa y mayor en el último extracto.
5. Infusión vs. Decocción
La decocción es más agresiva térmicamente, ya que supera los 100°C durante un tiempo, mientras que la infusión solo se calienta a 100°C y luego se enfría.
9. Percolación, diacolación y evacolación
Percolación: El disolvente atraviesa la droga pulverizada por gravedad, extrayendo el principio activo.
Diacolación: El disolvente asciende a través de la droga por presión o vacío.
Evacolación: El disolvente desciende con ayuda de vacío.
10. Extracción con fluidos supercríticos
- Se aumenta la presión y temperatura del disolvente hasta la zona supercrítica.
- Se extrae el soluto.
- Se baja la presión para separar el extracto del disolvente.
- Se baja la temperatura.
- Se repite el ciclo.
11. Características de los fluidos supercríticos
- Son compresibles: su densidad aumenta con la presión.
- Viscosidad similar a los gases.
- Solubilidad dependiente de presión y temperatura.
- Alta difusividad.
12. Extracción Soxhlet
- Sólido pulverizado en el cuerpo con papel de filtro.
- Disolvente en el matraz.
- Calentamiento del disolvente.
- El disolvente se evapora y pasa al refrigerante.
- El disolvente se condensa y cae sobre el sólido.
- El extracto llega al sifón y pasa al matraz.
- Se repite el proceso.
13. Extractores líquido-líquido
- Mezclador-sedimentador
- Columnas de platos perforados
- Torres de extracción con agitación mecánica
- Columnas de pulverización