vidrio_material_de_empaque_expo_mas[1].pptx

Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Estudios Superiores Zaragoza

Q.F.B.Estabilidad de medicamentos

Abraham Reséndiz Carlos EduardoCasillas Salazar Diego AlexisDurán Manuel Emilio Mariano

Mora Hernández Israel AlejandroSalvador Amador Nicolás

GRUPO 2901 2012-2

VIDRIO

• ANTECEDENTES• Es uno de los materiales mas antiguos

empleados, desde tiempos remotos era utilizado en puntas de flechas o lanzas.

• Se considera a Asia Menor como la primera región que utilizó el vidrio artificial.

Entre el año 320 y 200 a.C. se invento la caña hueca (tubo de hierro con una boquilla), con lo cual se desarrolló un proceso llamado soplado.

El vidrio no es un material cristalino, los cristales que lo constituyen son muy pequeños (0.1-1.0 m de tamaño).

Un cristal es una repetición de unidades idénticas y el vidrio no cumple este requisito por lo que se le considera como un líquido congelado, (su estructura depende de su tratamiento térmico y no de su composición química).

DEFINICIÓN

José Antonio Rodríguez Tarango/ Manual de ingeniería y diseño de envase y embalaje/Editorial Packaging/ Tercera Edición/ México 1997

Los componentes principales en la formulación del vidrio son:

Nota: la composición variará dependiendo del tipo de vidrio del que se trate

Componentes principales

Componente Porcentaje

Óxido de silicio o silica (SIO2) 73.0

Óxido de sodio (Na2O) 14.0

Cal, Carbonato de calcio (Ca2CO3)

11.0


Los componentes de los vidrios se obtienen de forma directa o indirecta de las siguientes materias primas:

Arena sílica: contiene el 98% de oxido de silicio o sílica.

Feldespato: contiene sílica además de otros óxidos como óxido de magnesio, óxido de potasio, óxido de cromo y óxido de aluminio.

Caliza: básicamente es carbonato de calcio.

Soda Ash: conocido como carbonato de sodio, se emplea como fundente, debido a su bajo grado de fundición (880ºC)

Componentes del vidrio


OXIDO PROPIEDADES APORTADAS AL VIDRIO

Óxido de litio Modifica las propiedades eléctricas

Óxido de calcio A altas temperaturas, tiende a producir cristalización.

Óxido de bario Influye en la velocidad de fraguado, mejora la durabilidad.

Óxido de zinc Afecta la velocidad de asentamiento

Óxido de arsénico Agente de eliminación de burbujas

Óxido bórico Dureza superficial a los envases

Óxido de plomo Alto índice refractivo

Alúmina Proporciona alta viscosidad y resistencia química y mecánica

Óxido de sodio Fundente de baja viscosidad

Óxido de potasio Fundente de menor viscosidad que el óxido de sodio.


Los vidrios se han clasificado en 4 tipos, estos son:

TIPO I. Vidrio borosilicato: este tipo de vidrio es empleado para la fabricación de envases farmacéuticos (inyectables, ampolletas, etc.), debido a su naturaleza neutra. Es mas resistente a ataques por álcalis que el vidrio regular.

Tipos de vidrio


TIPO II. Vidrio calizo tratado: este tipo de vidrio es empleado para envases que contengan sueros o inyectables, dada su superficie libre de álcalis.


TIPO III. Vidrio calizo: es el vidrio más comúnmente empleado en los envases para alimentos, refrescos, vinos, licores, cervezas, agua, cosméticos y perfumería.


TIPO IV. Vidrio no parenteral: vidrio empleado exclusivamente para la fabricación de envases para inyectables.


FabricaciónEn el horno (tanque). Mezclar la sosa y la arena.

Mantener el material en el tanque a 1480-1590º C.

Agregar la arena , piedra caliza y el cullet

AMPOLLA

sucesivos calentamientos y estirados hasta lograr la forma deseada.

Se parte de un tubo de vidrio: 1.50 m de longitud, diámetro igual

al cuerpo.

Plato rotativo con mandriles y diferentes mecheros

Shock térmico. Corta el cuello de la ampolla.

Calibrado

VIDRIO

Cortado

Recocido o Destensionado

Impresión o grabado

Rodríguez, José. Manual de ingeniería y diseño en envase y embalaje.3ª Ed. Packaging. México 1997. pp 5.1-5.6

Fabricación

Horno: a 1500º C

Dos tipos

Una vez Formados Enfriar en

forma gradual

ENVASES DE VIDRIO

Sección Caliente

Fundición del vidrio y formación del envase a través de la maquina formadora.

Vidrio fundido, se alimenta a la máquina.

A través del “Chorreador”

Suministra el vidrio fundido que se va cortando como “Vela”

Diferentes formas, y peso entre 14g a 1.36 Kg.

Máquina formadora

Cuello angosto (proceso llamado soplo-soplo) y Boca ancha (proceso de prensa-soplo)

1ª Sección: se forma un cuerpo hueco, llamado bombillo o párison.

Se forma la CORONA

2ª Sección: El cuerpo hueco es soplado tomando la forma definitiva del envase

Sección Fría

Horno: proceso de recocido

Temperatura a 540º C, 15 min.

Da estabilidad a las fuerzas Internas del envase, dándole mayor resistencia mecánica.


Horno para fundición del vidrio


Proceso de fabricación


En el proceso de manufactura del vidrio se pueden distinguir dos etapas o secciones:

Sección caliente. Sección fría.

Proceso de manufactura


En la sección caliente se encuentra la fundición del vidrio y la formación del envase a través de la máquina formadora

El vidrio fundido se alimenta a la maquina a través de un ducto conocido como chorreador, el cual administra una sección de vidrio fundido conocido como vela

Sección caliente


La máquina formadora de los envases puede ser de dos tipos de acuerdo a su tecnología.

Los envases se pueden clasificar en envases de boca ancha y envases de cuello angosto.

El envase de cuello angosto se elabora por un proceso llamado soplo-soplo.

Los envases de boca ancha se elaboran por el proceso de prensa-soplo.


Este proceso se usa para la fabricación de frascos de boca angosta.

• La vela se deposita en el premolde para formar la corona.• Se empuja el vidrio, forzándolo a llenar el premolde con

aire a presión. • Se alimenta la parte baja del premolde con aire a presión,

para formar un hueco con la corona ya terminada. En este proceso, la vela pasa a llamarse parison o preforma.

• Se toma el parison del cuello y se coloca en el molde final, formándose el cuerpo del envase; en este momento el vidrio aún muestra un color rojo. Se inyecta aire por la corona o boca, inflándolo hasta que el envase toma su forma final.

Proceso soplo-soplo


Proceso prensa- soploEste proceso, usado para los envases de boca ancha concite

en los siguientes pasos:

• La vela se deposita en el premolde o bombillo para formar la corona.

• Se inyecta aire a presión por la parte alta del premolde empujando el vidrio hacia la cavidad que forma la corona.

• Con un pistón que surge de parte baja del premolde, se ocupa el espacio de la corona, a la vez que se forma el parison o preforma.

• Se coloca el parison en el molde final donde se inyecta aire por la base o corona inflando el parison y dando forma y cuerpo al envase.


• Posterior al moldeo, el envase es guiado hacia una banda metálica, la cual es deseable que esté caliente en algunas plantas, para evitar fracturas en los envases por el choque térmico. A través de ella se inyecta aire para seguir enfriando el envase.

• Debe estar libre de grasa, ya que provoca choques térmicos.

• El fuego que se le aplica es, en algunos casos rico en combustible para que impregne con humo o carbón la superficie de la banda en contacto con el fondo del envase, lo que evita los cheks o fracturas por el choque térmico.

• De ahí se llevan a un horno para recocerlos; la cara interna deberá enfriarse a la misma velocidad que la cara exterior, para evitar tensiones moleculares que romperían el envase.


La maquina formadora del envase se compone de dos secciones:

Primer sección: en esta se forma un cuerpo hueco llamado bombillo o párison, en esta sección se forma la corona del envase.

Segunda sección: en esta el cuerpo hueco es soplado, tomando la forma definitiva del envase.


Una vez formados los envases, estos se transportan a un horno para someterlos al recocido (540ºC durante 15 min.)

Posteriormente se enfría en forma gradual el envase.

Sección fría


Por ultimo el envase entra en una sección, donde es sometido a una serie de análisis a través de instrumentos mecánicos, ópticos, computarizados y manuales con el fin de verificar que los envases estén libres de defectos.

Una vez verificado el envase, se procede a embalarlo.


Los compuestos empleados en la pigmentación del vidrio generalmente son los óxidos de metales pesados.

La pigmentación en los envases se emplea también como filtro, debido a que un elemento que puede degradar los productos es precisamente la luz.

Pigmentación del vidrio


Color del vidrio Longitud de onda

Ámbar 2900-4500

Humo 2900-3200

Esmeralda 4000-4500

El vidrio pigmentado protegerá de la luz el contenido de una botella, dependiendo del color de esta.


Transmitancia vs. Longitud de onda


ADITIVO COLOR

Óxido de FierroCromoNíquel

CobaltoCobreUranio

VanadioDióxido de Manganeso

Selenio

Verde y ámbarVerdeGris

Azul y negroRojo y azul

Verde amarillososAzul y verde

VioletaSalmón

Pigmentación del vidrio

Rodríguez, José. Manual de ingeniería y diseño en envase y embalaje.3ª Ed. Packaging. México 1997. pp 5.1-5.6

Con el fin de mejorar ciertas propiedades de los envases de vidrio.

Se aplican en forma líquida en un proceso de aspersión.

Disminuyen la fricción con las partes metálicas del equipo de llenado.

Facilita la acción de adhesivos. La aplicación de los recubrimientos se

efectúa en dos estaciones, una antes de la entrada al horno recocido (sol. Estaño) y otra a la salida del mismo (ac. Oleico).

Recubrimientos


Algunos envases son decorados con un proceso llamado serigrafía.

La resina utilizada para la fabricación de las tintas es base vidrio, por lo que se hornea para integrar la tinta completamente al envase.

Las tintas se pueden rociar por inmersión o por serigrafía.

Las tintas resisten a la abrasión y a los detergentes. Los colores mas usados son: blanco, rosa, cobre,

naranja, turquesa, azul claro y oscuro.

Impresión de envases de vidrio


Una de las partes mas importantes, por su función, dimensiones y eficiencia.

Los envases se conocen de dos tipos: de boca ancha y de cuello angosto.

Las coronas se identifican en base a dos números, uno que la identificará en una serie o tipo de corona y otro que identifica el diámetro de la corona, asignándole también una letra estándar a la misma.

Corona del envase


Tipos de coronas


Partes de los envases de vidrio


Resistencia teórica a la tensión del vidrio es mayor a 2x106 psi.

La resistencia efectiva del vidrio está entre 3000 y 8000 psi.

El vidrio recocido tiene altas fuerzas de compresión en las capas externas con tensión en el interior. Comúnmente utilizado para ventanas de automóviles.

Tiene resistencia de entre 12000 y 40000 psi.

Propiedades mecánicas del vidrio


Cuando se habla de envases de vidrio, la resistencia mecánica se determina en base a 3 factores: La distribución del vidrio La forma del envase El grado de recocidoSiendo los principales tipos de fractura por:Impacto Choque térmico Presión interna.

Resistencia mecánica


DEFECTOS EN EL ENVASE

Maquinabilidad Dimensiones erróneas, recocido deficiente, choque térmico cuando se envasa en caliente, distribución no uniforme del vidrio, burbujas.

Apariencia Incrustaciones (trozos de vidrio o piedras, puntos negros), pliegues, arrugas.

Reacción con el producto

Puntos negros que reaccionan con el producto dando coloración y sabor, corona mal formada que no proteja al producto ante el intercambio gaseoso.

Defectos en los envases de vidrio


Los defectos en envases de vidrio pueden clasificarse en 4 categorías:

Defectos críticos: son aquellos que dan como resultado un daño personal al consumidor o produce una alteración al producto.

Defectos mayores A: con un defecto de este tipo el envase es incapaz de realizar su propia función o provoca interrupción en la línea de llenado del producto.

Clasificación de los defectos


Defectos mayores B: es un defecto que no impide que el envase realice su función, pero existe interrupción en la línea de llenado del producto.

Defectos menores: irregularidades que no interrumpen la línea de llenado del producto, pero afectan la apariencia del producto.


1- Revisión de dimensiones Imperfeccion de las coronas, diametros,

capacidad al derrame.

2- Resistencia del envase Rotura durante el llenado y lavado automático. Rotura por choque térmico durante procesos de

esterilización y llenado en caliente. Rotura por choque mecánico, durante el manejo y

transporte.

3- Revisión de la compatibilidad y funcionabilidad de las coronas y las tapas.

Aspectos en la revisión de un envase


En la industria de los envases de vidrio, se realizan varias pruebas a los envases con el fin de

determinar su calidad, tales pruebas son:

• Prueba de vidrio pulverizado.

• Transmisión de luz.

• Ataque con agua a 121º C.

• Acción del agua

Pruebas de laboratorio para materiales de vidrio

Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos. 9ª Edición. 2011.

Prueba con Vidrio Molido

Seleccionar al azar seis envases o más.

Enjuagarlos cuidadosamente con agua especial y secar aplicando corriente de aire

limpio y seco.

Romper con martillo, hasta 25 mm aprox.

Dividir la muestra en tres porciones.

Vaciar el contenido del mortero sobre tamiz No 50

Lavar seis veces con 30mL de acetona, agitar 30s y decantar.

Secar el matraz con el vidrio a 140º C, 20 min. Pasar a un pesafiltro.

Depositar en una matraz Erlenmeyer de 250mL 10g de la muestra, agregar 50 mL de agua especial.

Autoclave 121ºC por 30 minutos

Lavar el polvo con 4 porciones de 15 mL de agua especial

Agregar cinco gotas de SI de rojo de metilo y titular con H2SO4 0,002N


ATAQUE CON AGUA A 121 °C

Ataque con agua a 121º C

Enjuagar tres o más recipientes con agua especial.

Llenar al 90% de su capacidad.

Autoclave 121º C, 60 minutos.

Medir con una probeta 100 mL

Agregar cinco gotas de SI de rojo de metilo y titular con H2SO4 0,002N


RESISTENCIA HIDROLÍTICA

Resistencia hidrolítica de las superficies internas

Llenar el envase

Sellar las ampolletas

Calentar en un baño a 50º C por 2min. Aprox.


TRANSMISIÓN DE LA LUZRomper

envase de vidrio

Seleccionar fragmentos de espesor medio

Lavar y secar

muestra

Colocar muestra en el espectrofotómetro

Medir la transmitancia a intervalos de 20 nm, en la región entre 290 y 450nm.


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