Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

IEK ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΣΜΟΥ ΙΞΩΔΟΥΣ Τμήμα: Τεχνικός Φαρμάκων Καλλυντικών και Παρεμφερών Προϊόντων Εξάμηνο: Γ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Φυσικής Αθήνα.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "IEK ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΣΜΟΥ ΙΞΩΔΟΥΣ Τμήμα: Τεχνικός Φαρμάκων Καλλυντικών και Παρεμφερών Προϊόντων Εξάμηνο: Γ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Φυσικής Αθήνα."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 IEK ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΣΜΟΥ ΙΞΩΔΟΥΣ Τμήμα: Τεχνικός Φαρμάκων Καλλυντικών και Παρεμφερών Προϊόντων Εξάμηνο: Γ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Φυσικής Αθήνα 2012

2 1. Τριχοειδικά ιξωδόμετρα Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στη μέτρηση της ταχύτητας ροής των προς εξέταση υγρών, διαμέσου τριχοειδών σωλήνων, υπό την επίδραση της βαρύτητας ή εξωτερικός εφαρμοζόμενης πιέσεως. Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στη μέτρηση της ταχύτητας ροής των προς εξέταση υγρών, διαμέσου τριχοειδών σωλήνων, υπό την επίδραση της βαρύτητας ή εξωτερικός εφαρμοζόμενης πιέσεως. Είναι όργανα που χρησιμοποιούνται για τα νευτωνικά υγρά Είναι όργανα που χρησιμοποιούνται για τα νευτωνικά υγρά Δύο τύπους κυρίως χρησιμοποιούμαι: Δύο τύπους κυρίως χρησιμοποιούμαι:  Ιξωδόμετρο Ostwald  Ιξωδόμετρο Ubbelohde.

3 1.2 Ιξωδόμετρο Ostwald Το ιξωδόμετρο αυτό είναι σωλήνας τύπου U που στο ένα σκέλος του σχηματίζει στένωση (τριχοειδής σωλήνας) μέσα από την οποία διέρχεται το προς μελέτη υγρό (Σχήμα). Στην πράξη το υγρό εισέρχεται στο ιξωδόμετρο διαμέσου του σκέλους (Β), μέχρις ότου το επίπεδο φτάσει στο σημείο (Ζ). Για να μη διαβρεχτούν τα τοιχώματα του σωλήνα (Β), πάνω από τη χαραγή (Ζ), η εισαγωγή γίνεται με ένα λεπτό σιφώνιο. Εν συνεχεία το ιξωδόμετρο στερεώνεται σε ένα λουτρό σταθερής θερμοκρασίας και αφού ρυθμιστεί ο όγκος του διαλύματος, μετά την αποκατάσταση της θερμοκρασίας, το υγρό με εμφύσηση ή αναρρόφηση μεταφέρεται στο σκέλος (Α), μέχρις ότου ο μηνίσκος φτάσει στο σημείο (Χ). Ακολούθως αφήνεται να περάσει ελεύθερα από το (α) στο (β) μέσα από τη στένωση και μετράται ο χρόνος που απαιτείται για να μεταβεί ο μηνίσκος από τη χαραγή (Χ) στη χαραγή (Ψ).

4 1.2 Ιξωδόμετρο Ostwald

5 Αποτελεί τροποποίηση του ιξωδομέτρου τύπου- U του Ostwald. To Ιξωδόμετρο αυτό διαθέτει και τρίτο σκέλος (Γ) (Σχήμα) και με αυτό τον τρόπο αποφεύγονται οι δυσκολίες που παρουσιάζονται με την ρύθμιση του όγκου του υγρού ξανά στο ιξωδόμετρο κατά τη λήψη σειράς μετρήσεων σε διάφορες θερμοκρασίες. 1.3 Ιξωδόμετρο Ubbelohde

6

7 1.4 Υπολογισμός του ιξώδους Ο υπολογισμός του ιξώδους σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα αυτής της μεθόδου γίνεται με τη χρήση της εξίσωσης του Poiseuille: u= V/t= π ΔP r 4 / 8 n l Όπου u= ταχύτητα ροής, V= ο όγκος του υγρού που ρέει σε χρόνο t, t= ο χρόνος ροής, ΔP= η διαφορά πίεσης μεταξύ των άκρων του σωλήνα, l= μήκος του σωλήνα, r= ακτίνα του σωλήνα και n= ο συντελεστής ιξώδους του υγρού Η παραπάνω εξίσωση μπορεί να μετασχηματιστεί στην n= K ρ t Το δε κινηματικό ιξώδες δίνεται από τον τύπο n= Κ t όπου Κ= σταθερά του ιξωδομέτρου σε s/ sec ή cm 2 / sec 2

8 Άσκηση Ο προσδιορισμός του ιξώδους ενός δείγματος υγρού, που έχει πυκνότητα 1.12 g/cm 3, γίνεται με τη χρήση ιξωδομέτρου τύπου Ostwald, με σταθερά Κ= s/sec. Υπολογίστε α) το ιξώδες του υγρού και β) το κινηματικό του ιξώδες αν ο χρόνος που απαιτείται για να περάσει το υγρό μέσα από τον τριχοειδή σωλήνα του ιξωδομέτρου, είναι 12 min. Λύση: Α) n= K ρ t= X 1.12 X 12 X60sec= 0,4032 p ή 40,32 cp B) n= K t= X 12 X 60 sec= 0,36 s ή 36 cs 1.3 Υπολογισμός του ιξώδους

9 Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στη μέτρηση της ταχύτητας μετατοπίσεως ή της δύναμης μετατοπίσεως υγρών. Τα περισσότερα εύχρηστα είναι:   Τα ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων   Τα ιξωδόμετρα κώνου- πλάκας στην ίδια κατηγορία ανήκουν και τα   Ιξωδόμετρα βασιζόμενα στο νόμο του Stoke 2. Περιστροφικά Ιξωδόμετρα 2. Περιστροφικά Ιξωδόμετρα

10 2.1 Ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων 2.1 Ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων Ένα απλό παράδειγμα του τύπου αυτού φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί: Ένα απλό παράδειγμα του τύπου αυτού φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί: Ο εξωτερικός κύλινδρος που είναι και ο περιέκτης του προς εξέταση υγρού μπορεί να περιστρέφεται με μεταβαλλόμενη ταχύτητα. Ο εσωτερικός κύλινδρος, αιωρείται ελεύθερα, με τη βοήθεια σύρματος που μπορεί να συστρέφεται. Ο εξωτερικός κύλινδρος που είναι και ο περιέκτης του προς εξέταση υγρού μπορεί να περιστρέφεται με μεταβαλλόμενη ταχύτητα. Ο εσωτερικός κύλινδρος, αιωρείται ελεύθερα, με τη βοήθεια σύρματος που μπορεί να συστρέφεται.

11 2.1 Ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων 2.1 Ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων Όταν περιστρέφεται ο εξωτερικός κύλινδρος, το υγρό που βρίσκεται μεταξύ των δύο κυλίνδρων χώρο κινείται, με ταυτόχρονη μετάδοση ροπής στρέψεως στον εσωτερικό κύλινδρο. Η προκύπτουσα που εξασκείται στον εσωτερικό κύλινδρο, καταγράφεται σε ειδικά προσαρμοσμένο καταγραφέα. Με την προϋπόθεση ότι κατά τον προσδιορισμό, λαμβάνει χώρα συνεχής ροή του υγρού υπό μορφή λεπτής στιβάδας, μπορεί να υπολογιστεί το ιξώδες του από τον τύπο: Όταν περιστρέφεται ο εξωτερικός κύλινδρος, το υγρό που βρίσκεται μεταξύ των δύο κυλίνδρων χώρο κινείται, με ταυτόχρονη μετάδοση ροπής στρέψεως στον εσωτερικό κύλινδρο. Η προκύπτουσα που εξασκείται στον εσωτερικό κύλινδρο, καταγράφεται σε ειδικά προσαρμοσμένο καταγραφέα. Με την προϋπόθεση ότι κατά τον προσδιορισμό, λαμβάνει χώρα συνεχής ροή του υγρού υπό μορφή λεπτής στιβάδας, μπορεί να υπολογιστεί το ιξώδες του από τον τύπο: n= c M/ 4πhω (1/ r /r 2 2 ) n= c M/ 4πhω (1/ r /r 2 2 ) όπου M= ροπή στρέψεως, c= σταθερά στρέψεως του σύρματος, h= ύψος του εσωτερικού κυλίνδρου, ω= γωνιακή ταχύτητα εξωτερικού κυλίνδρου (rpm), r1, r2= ακτίνες εσωτερικού και εξωτερικού κυλίνδρου

12 2.1 Ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων 2.1 Ιξωδόμετρα ομόκεντρων κύκλων Στην περίπτωση συγκεκριμένου ιξωδομέτρου οι τιμές c, h, r1 και r2 είναι σταθερές και επομένως η προηγούμενη εξίσωση γίνεται: Στην περίπτωση συγκεκριμένου ιξωδομέτρου οι τιμές c, h, r1 και r2 είναι σταθερές και επομένως η προηγούμενη εξίσωση γίνεται: n= M/ ω x c / 4πh (1/ r /r 2 2 )= K M/ω Κ= σταθερά του οργάνου Τα ιξωδόμετρα αυτά χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του ιξώδους σε μη νευτωνικά συστήματα εμφανίζοντας κάποια μειονεκτήματα όπως: α) θερμότητα τριβής, β) ανομοιόμορφη ταχύτητα μετατόπισης, γ) απώλειες της ροπής στρέψεως, κλπ. Γι’ αυτό χρησιμοποιούνται συντελεστές διόρθωσης που προσδιορίζονται πειραματικά σε κάθε περίπτωση. Τα ιξωδόμετρα αυτά χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του ιξώδους σε μη νευτωνικά συστήματα εμφανίζοντας κάποια μειονεκτήματα όπως: α) θερμότητα τριβής, β) ανομοιόμορφη ταχύτητα μετατόπισης, γ) απώλειες της ροπής στρέψεως, κλπ. Γι’ αυτό χρησιμοποιούνται συντελεστές διόρθωσης που προσδιορίζονται πειραματικά σε κάθε περίπτωση.

13 2.2 Ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας 2.2 Ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας Αυτός ο τύπος όπως φαίνεται και στο σχήμα αποτελείται από ένα ελαφρώς κωνικό δίσκο, η κορυφή του οποίου μόλις αγγίζει μια επίπεδη πλάκα. Αυτός ο τύπος όπως φαίνεται και στο σχήμα αποτελείται από ένα ελαφρώς κωνικό δίσκο, η κορυφή του οποίου μόλις αγγίζει μια επίπεδη πλάκα. Η πλάκα αυτή περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα και μετράται η ροπή στρέψεως που μεταδίδεται διαμέσου του δείγματος, στον κώνο. Η πλάκα αυτή περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα και μετράται η ροπή στρέψεως που μεταδίδεται διαμέσου του δείγματος, στον κώνο.

14 2.2 Ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας 2.2 Ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας Το ιξώδες μπορεί να υπολογιστεί από την εξίσωση: Το ιξώδες μπορεί να υπολογιστεί από την εξίσωση: n= 3θ/2πr 3 M/ω Όπου θ= γωνία μεταξύ κώνου και πλάκας, r= ακτίνα του κώνου, Μ= ροπή στρέψεως του κώνου, ω= γωνιακή ταχύτητα της πλάκας (rpm) Όπου θ= γωνία μεταξύ κώνου και πλάκας, r= ακτίνα του κώνου, Μ= ροπή στρέψεως του κώνου, ω= γωνιακή ταχύτητα της πλάκας (rpm) Επειδή οι τιμές θ και r για συγκεκριμένο ιξωδόμετρο είναι σταθερές η παραπάνω εξίσωση γράφεται: Επειδή οι τιμές θ και r για συγκεκριμένο ιξωδόμετρο είναι σταθερές η παραπάνω εξίσωση γράφεται: n=K M/ω n=K M/ω Όπου Κ= σταθερά του οργάνου Όπου Κ= σταθερά του οργάνου

15 ΑΣΚΗΣΗ ΑΣΚΗΣΗ Για το προσδιορισμό του ιξώδους ενός κολλυρίου διαλύματος υδρόξυ-αιθύλ κελουλόζης χρησιμοποιείται ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας. Υπολογίστε το ιξώδες του όταν η γωνιακή ταχύτητα της πλάκας είναι 65 rpm και η ροπή στρέψεως του κώνου είναι 125. H K του οργάνου είναι 1.3. Λύση: n= 1,3 X 125/65= 2.5 poise 2.2 Ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας 2.2 Ιξωδόμετρο κώνου- πλάκας

16 Στο σχήμα που ακολουθεί εμφανίζεται ένα τέτοιο ιξωδόμετρο. Στο σχήμα που ακολουθεί εμφανίζεται ένα τέτοιο ιξωδόμετρο. Η λειτουργία αυτού του ιξωδομέτρου αυτού βασίζεται στο νόμο του Stokes, που αναφέρει ότι το σώμα που πέφτει διαμέσου υγρού υφίσταται αντίσταση από αυτό. Η λειτουργία αυτού του ιξωδομέτρου αυτού βασίζεται στο νόμο του Stokes, που αναφέρει ότι το σώμα που πέφτει διαμέσου υγρού υφίσταται αντίσταση από αυτό. 2.2 Ιξωδόμετρα με βάση το νόμο του Stokes 2.2 Ιξωδόμετρα με βάση το νόμο του Stokes

17 Υπό την επίδραση της βαρύτητας αρχικά λαμβάνει χώρα επιταχυνόμενη κίνηση, στη συνέχεια όμως η κίνηση γίνεται ομαλή, όταν η δύναμη της βαρύτητας εξισορροπηθεί από την αντίσταση του υγρού. Οπότε το ιξώδες προκύπτει από τον τύπο: Υπό την επίδραση της βαρύτητας αρχικά λαμβάνει χώρα επιταχυνόμενη κίνηση, στη συνέχεια όμως η κίνηση γίνεται ομαλή, όταν η δύναμη της βαρύτητας εξισορροπηθεί από την αντίσταση του υγρού. Οπότε το ιξώδες προκύπτει από τον τύπο: n= d 2 g(ρ- ρ’)/ 18u n= d 2 g(ρ- ρ’)/ 18u όπου d= διάμετρος σφαίρας g= επιτάχυνση της βαρύτητας g= επιτάχυνση της βαρύτητας ρ= πυκνότητα σφαίρας ρ= πυκνότητα σφαίρας ρ’= πυκνότητα υγρού ρ’= πυκνότητα υγρού u= h/t οριακή ταχύτητα πτώσεως σφαίρας u= h/t οριακή ταχύτητα πτώσεως σφαίρας

18 Το ιξώδες συνήθως μειώνεται με την ανύψωση της θερμοκρασίας. Η μείωση του ιξώδους είναι από 1 μέχρι 10% ανά βαθμό κελσίου. Το αντίθετο αποτέλεσμα μπορεί να συμβεί σε αρκετές περιπτώσεις υδατικών διαλυμάτων συνθετικών πολυμερών όπως της μεθυλ-κελλουλόζης που με την αύξηση της θερμοκρασίας σχηματίζει γέλη Η μείωση του ιξώδους που παρατηρείται με την αύξηση της θερμοκρασίας, ως επί το πλείστον, συχνά εκφράζεται από την εξίσωση: n= Ae B/RT Όπου Α και Β είναι σταθερές για δεδομένο υγρό R= σταθερά των αερίων Τ= απόλυτη θερμοκρασία 2.3 Επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες 2.3 Επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες

19 Η παρουσία διεσπαρμένων σωματιδίων, σε ένα υγρό μέσο διασποράς, προκαλεί παραμόρφωση στην ομαλότητα της ροής του υγρού γύρω από τα σωματίδια, στα οποία αντίθετα προκαλείται πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας. Το ιξώδες του συστήματος επομένως αυξάνει. Μία ποσοτική έκφραση αυτού του αποτελέσματος παρέχει η εξίσωση του Einstein: n/ n o = (1+ 25φ) Όπου: n= Ιξώδες του συστήματος διασποράς n o = Ιξώδες του υγρού μέσου διασποράς φ= V 1 /V 2 (V 1 ο όγκος της διασπαρμένης φάσης και V 2 ο συνολικός όγκος του συστήματος) Η χρήση της εξίσωσης αυτής περιορίζεται σε συστήματα διασποράς όπου τα διεσπαρμένα σωματίδια είναι σφαιρικά και ομοιόμορφα 3. Ιδιότητες ροής συστημάτων διασποράς 3. Ιδιότητες ροής συστημάτων διασποράς

20 Άσκηση Nα βρεθεί το ιξώδες, ενός συστήματος διασποράς, που σε 25 ml αυτού έχουν διασπαρθεί g στερεού υπό μορφή σφαιρικών σωματιδίων πυκνότητας 1.15 g/cm 3, όταν το ιξώδες του υγρού μέσου διασποράς είναι 25 cp. Λύση Το σύστημα θεωρείται ιδανικό οπότε εφαρμόζουμε την εξίσωση: φ= V 1 / V 2 = (m/ρ)/V 2 = (2.875/1.15)/25= 0.1 p -1 n= n o (1+2.5φ)= 0.25(1+2.5 Χ 01)= 0.25 Χ 1.25= poise ή cp 3. Ιδιότητες ροής συστημάτων διασποράς 3. Ιδιότητες ροής συστημάτων διασποράς

21 4. Ρεολογικές Ιδιότητες εναιωρημάτων 4. Ρεολογικές Ιδιότητες εναιωρημάτων  Τα περισσότερα συστήματα είναι θιξοτροπικά (πλαστικά ή ψευδοπλαστικά) συστήματα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός θιξοτροπίας τόσο βραδύτερος είναι ο ρυθμός καθίζησης των σωματιδίων, δηλαδή τόσο σταθερότερο είναι το εναιώρημα. Οι ρεολογικές ιδιότητες των εναιωρημάτων έχουν ιδιαίτερη σημασία κατά την παρασκευή φαρμακοτεχνικών σκευασμάτων της μορφής αυτής. Οι ιδιότητες αυτές θα πρέπει να είναι τέτοιες ώστε: α) Το παρασκεύασμα να χορηγείται εύκολα στον ασθενή (εύκολη λήψη δόσεως από τον περιέκτη ή εύκολη έγχυση διαμέσου βελόνας σύριγγας)  Τα περισσότερα συστήματα είναι θιξοτροπικά (πλαστικά ή ψευδοπλαστικά) συστήματα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός θιξοτροπίας τόσο βραδύτερος είναι ο ρυθμός καθίζησης των σωματιδίων, δηλαδή τόσο σταθερότερο είναι το εναιώρημα. Οι ρεολογικές ιδιότητες των εναιωρημάτων έχουν ιδιαίτερη σημασία κατά την παρασκευή φαρμακοτεχνικών σκευασμάτων της μορφής αυτής. Οι ιδιότητες αυτές θα πρέπει να είναι τέτοιες ώστε: α) Το παρασκεύασμα να χορηγείται εύκολα στον ασθενή (εύκολη λήψη δόσεως από τον περιέκτη ή εύκολη έγχυση διαμέσου βελόνας σύριγγας)

22 4. Ρεολογικές Ιδιότητες εναιωρημάτων 4. Ρεολογικές Ιδιότητες εναιωρημάτων Β) Να αποφεύγεται η καθίζηση, ή όταν λάβει χώρα να είναι εύκολη η επαναπαιώρηση του ιζήματος και να παραμένει έτσι τουλάχιστον μέχρι τη λήψη της δόσης. Γ) Το παρασκεύασμα να έχει καλή εμφάνιση και την ίδια για όλες τις παρτίδες. Για τη λήψη εναιωρημάτων με τις παραπάνω ιδιότητες χρησιμοποιούνται διάφοροι παράγοντες διαβροχής και διασποράς ή συνδυασμός τους που επιλέγεται πειραματικά στην εκάστοτε περίπτωση.

23 5. Ρεολογικές Ιδιότητες γαλακτωμάτων 5. Ρεολογικές Ιδιότητες γαλακτωμάτων  Πολύ αραιά γαλακτώματα έχουν Νευτωνικές ιδιότητες.  Όσο πυκνότερη είναι η σύσταση τους εμφανίζουν ψευδοπλαστικό ή πλαστικό χαρακτήρα με υψηλή τιμή υποχωρήσεως, όπως είναι πολλά φαρμακευτικά γαλακτώματα.  Όλα τα παραπάνω συστήματα χαρακτηρίζονται ότι κατά την ηρεμία είναι πυκνόρρευστα, γίνονται λεπτόρρευστα με την εφαρμογή δύναμης μετατόπισης για να επανέρθει στην πυκνή σύστασης στην κατάσταση ηρεμίας.  Οι ιδιότητες αυτές είναι επιθυμητές για τον καταναλωτή, γιατί εξασφαλίζουν την συνεκτικότητα του σκευάσματος, όταν βρίσκεται στον περιέκτη ή πάνω στο δέρμα, επιτρέποντας όμως σε αυτό να ρέει εύκολα από τον περιέκτη όταν χρειάζεται να ληφθεί μία δόση φαρμάκου ή να απλώνεται στο δέρμα με μέτρια τριβή.

24 Βιβλιογραφία Φαρμακευτική τεχνολογία 1, Κο 10, Φαρμακευτική τεχνολογία 1, Κο 10, Παπαϊωάννου Γ. Παπαϊωάννου Γ.


Κατέβασμα ppt "IEK ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΣΜΟΥ ΙΞΩΔΟΥΣ Τμήμα: Τεχνικός Φαρμάκων Καλλυντικών και Παρεμφερών Προϊόντων Εξάμηνο: Γ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Φυσικής Αθήνα."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google