Simplifique su enfoque del análisis de estabilidad de productos en polvo

Tanto en la industria alimentaria como en la farmacéutica, la gestión de la humedad en los polvos no tiene por qué ser complicada. En el seminario web de hoy le mostraremos por qué. Mientras que otros métodos pueden ser largos y complicados, el uso de curvas isotérmicas dinámicas de punto de rocío (DDI) es la forma más sencilla, rápida y directa de recopilar datos valiosos y determinar con precisión en qué momento se producirán problemas como apelmazamiento, aglutinación y delicuescencia en un polvo que afectarán a la estabilidad del producto alimentario. 

Veamos algunos de los problemas más comunes a los que se enfrentan los productos en polvo y cómo un DDI puede ayudar a predecir y mejorar la calidad.

Apelmazamiento y aglutinación

Tanto en la industria alimentaria como en la farmacéutica, la gran mayoría de los problemas con el polvo están relacionados con la adsorción de agua, es decir, cuando el agua del exterior puede pasar al polvo y hace que entre en una de las cinco etapas: húmedo, pegajoso, aglomerado, compacto o licuefacción. 

Para evitar el apelmazamiento y la formación de grumos, primero hay que predecirlos modelando cómo reaccionará el polvo a los tres factores principales que influyen en estos procesos: la actividad del agua, el tiempo y la temperatura. Una isoterma DDI de alta resolución suele ser la única forma de determinar el nivel crítico de actividad del agua en el que se producirán estos cambios en el polvo y afectarán a la estabilidad del producto alimentario. Con el conocimiento de las propiedades de sorción y la actividad crítica del agua -además de información sobre las condiciones de envasado y almacenamiento- puede predecir y mejorar la estabilidad y la vida útil de los productos alimentarios. 

El proceso de apelmazamiento y aglomeración en el polvo cristalino difiere de otros polvos debido a los diferentes tamaños y formas de las partículas y a su estructura fuertemente ligada, que dificulta la penetración de la humedad del exterior en la superficie. Como resultado, la humedad se adhiere a la superficie de los polvos cristalinos hasta que alcanza una actividad crítica del agua, momento en el que el polvo entra inmediatamente en la fase de delicuescencia. Este proceso también puede detectarse mediante un DDI. 

Predecir y evitar

Migración de humedad

La capacidad de predecir cómo la adición de ingredientes a un producto afectará a la estabilidad del producto alimentario debido a cambios en la actividad del agua o cómo reaccionará el producto final es esencial para los equipos de investigación y desarrollo que buscan acelerar el proceso de formulación y llevar sus productos al mercado rápidamente. La buena noticia es que podemos recopilar datos de estabilidad con precisión y rapidez utilizando herramientas y modelos predictivos. Creando isotermas para cada ingrediente y realizando un modelado mixto, podemos medir los niveles de humedad y actividad del agua y crear una nueva isoterma para el producto final.

Higroscopicidad 

La higroscopicidad es la rapidez con que un producto absorbe la humedad de la atmósfera circundante. Es un factor crítico para proteger la calidad y estabilidad de los polvos. La higroscopicidad es una función de la temperatura y la humedad, y las isotermas de sorción pueden determinar la relación entre esos factores. Esto es especialmente importante en la selección de excipientes, ya que puede garantizar que el excipiente tenga las cualidades necesarias para proteger el producto. 

Temperatura

En términos generales, la actividad del agua aumenta a medida que lo hace la temperatura. Teniendo esto en cuenta, es esencial disponer de una gama de isotermas para polvos, de modo que se pueda evaluar y predecir cómo podría cambiar la actividad crítica del agua a medida que el producto sale de las instalaciones y se ve afectado por las condiciones exteriores. Con diferentes isotermas a diferentes temperaturas, podemos predecir la actividad del agua a casi cualquier temperatura.

Evaluar la estructura

La relación entre la actividad del agua y el contenido de humedad se visualiza en una isoterma. Como esa relación se basa en la estructura del producto, podemos evaluar la estructura del producto utilizando isotermas. Por ejemplo, mediante el uso de isotermas, podemos modelar y predecir el grado de transición entre polvos cristalinos y amorfos y la formación de hidratos.

Cristalino frente a amorfo

En resumen, con la ayuda de las DDI, analizar y predecir la estabilidad de los productos alimentarios puede ser un proceso directo y sencillo.