Modelado mecanístico de procesos que manejan materiales de origen farmacéutico: Calibración de parámetros para el modelado por elementos discretos

Resumen

Este trabajo presenta una metodología para la calibración de propiedades de materiales farmacéuticos (gránulos de lactosa coprocesados con PEG 6000) para su uso en el modelado por elementos discretos (DEM). Los parámetros de interacción característicos se obtuvieron mediante simulaciones in-silico en el software de DEM Rocky ANSYS, replicando distintas experiencias de laboratorio.

Mediante un análisis de sensibilidad preliminar se determinó que los parámetros más influyentes en el comportamiento del material son el coeficiente de fricción partícula-partícula, el coeficiente de fricción partícula-entorno, el coeficiente de restitución partícula-partícula y el coeficiente de restitución partícula-entorno. En base a estos resultados, se realizó un diseño de experimentos de tipo Box-Behnken con el objetivo de reducir el número de simulaciones de calibración a realizar para obtener el conjunto de parámetros de interacción óptimo.

Las variables de respuesta analizadas fueron la densidad bulk del material y los ángulos de reposo por elevación de un cilindro y por descarga de un embudo. Una vez que se obtuvo la combinación óptima de los parámetros, se utilizó el ensayo de drenaje de polvo para validar los resultados obtenidos. De esta manera fue posible calibrar con éxito el material de estudio, con un número reducido de ensayos de simulación.