Изготовление лекарственных форм в условиях промышленного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

кафедра Фармации

Дневник по учебной практике

Раздел «Изготовление лекарственных форм в условиях промышленного производства»

Учебная дисциплина «Фармацевтическая технология»

Для специальности 060301 «Фармация»

(базовый уровень высшего профессионального образования)

Арутюнян Лилит Леваевна

Группа 590

ЮУГМУ кафедра фармации, ул. Воровского, 64

Руководитель практики: старший преподаватель Куприянова Н.П.

г. Челябинск 2015

Оглавление

1. Густые и сухие экстракты, как лекарственная форма. Их преимущества и недостатки

2. Экстрагенты, применяемые для получения густых и сухих экстрактов. Требования к экстрагентам, их сравнительная характеристика

3. Характеристика оборудования в производстве густых и сухих экстрактов

3.1 Аппараты для упаривания вытяжек, их устройство, принцип действия

3.2 Аппараты для сушки экстрактов. Способы сушки

4. Новые технологии в производстве густых и сухих экстрактов

4.1 Экстракция сжиженными газами. Ее достоинства и аппаратурное оформление

4.2 Экстракция сверхкритическими жидкостями. Понятие о сверхкритических жидкостях, их преимущества как экстрагентов

4.3 Экстракция двухфазными системами растворителей

5. Контроль качества густых и сухих экстрактов согласно НД. Определение остаточных количеств растворителей в препаратах

густой экстракт лекарственный растворитель

1. Густые и сухие экстракты, как лекарственная форма. Их преимущества и недостатки

Густые экстракты -- это концентрированные извлечения из лекарственного растительного сырья, представляющие собой вязкие массы с содержанием влаги не более 25%.

Густые экстракты вследствие их высокой вязкости используют как связывающие и формообразующие вещества при изготовлении пилюль в условиях аптеки; они могут входить в качестве корригентов в составы сиропов, микстур или эликсиров или в качестве полупродуктов для ряда лекарственных форм (настойки, таблетки). Их получают сгущением очищенных вытяжек путем выпаривания под вакуумом.

К недостаткам густых экстрактов относят высокую вязкость, вследствие которой они не выливаются из сосуда, а растягиваются в нити, что требует применения определенных приемов и навыков при отвешивании. Разрешается изготовление растворов сухих экстрактов (Extracta soluta) в соотношении 1:1 в растворителе, состоящем из 6 частей воды, 3 частей глицерина и 1 части спирта. Растворы густых экстрактов применяют в двойном количестве и хранят не более 15 суток.

Густые экстракты, содержащие действующие вещества выше норм, указанных в частных статьях, разбавляют декстрином, различными сахарами, патокой и др. Густые экстракты требуют герметичной упаковки, поскольку в сухом воздухе они подсыхают и становятся твердыми, а во влажном -- отсыревают и плесневеют.

Сухие экстракты -- это концентрированные извлечения из лекарственного растительного сырья, представляющие собой сыпучие массы с содержанием влаги не более 5%.

Их подразделяют на экстракты с лимитированным и нелимитированным верхним пределом действующих веществ.

Первые получают из сырья, содержащего высокоактивные в биологическом отношении соединения. Такие экстракты должны содержать действующие вещества в строго определенном количестве. Содержание действующих веществ регулируют путем добавления наполнителей (декстрин, сахара, аэросил и другие разрешенные к применению вспомогательные вещества) или смешиванием в определенных соотношениях экстрактов, содержащих действующие вещества больше и меньше нормы.

Экстракты с нелимитированным верхним пределом действующих веществ получают без добавления к ним наполнителей из лекарственного сырья, содержащих не сильнодействующие вещества.

Сухие экстракты получают высушиванием густых экстрактов или непосредственно из очищенной вытяжки методами, обеспечивающими максимальное сохранение действующих веществ: распылительная и лиофильная сушка и другие.

Сухие экстракты удобны в использовании, имеют минимальную массу. К недостаткам сухих экстрактов относится их высокая гигроскопичность, вследствие которой они могут образовывать комкообразные массы, утрачивающие сыпучесть.



2. Экстрагенты, применяемые для получения густых и сухих экстрактов. Требования к экстрагентам, их сравнительная характеристика

Экстрагент играет особо важную роль в процессе экстракции биологически активных веществ. Он должен обладать способностью проникать через стенки клетки и избирательно растворять внутри клетки биологически активные вещества, которым необходимо после этого пройти через различные твердые оболочки и выйти за пределы растительного материала. Поэтому к экстрагентам предъявляются определенные требования, вытекающие из специфических особенностей фармацевтического производства.

Экстрагент должен обладать:

* избирательностью, т.е. максимально растворять лекарственные вещества и минимально -- балластные вещества;

* высокой смачивающей способностью, обеспечивающей хорошее проникновение его через поры материала и стенки клеток;

* способностью препятствовать развитию в вытяжке микрофлоры;

* летучестью, т.е. иметь низкую температуру кипения;

* минимальной токсичностью и огнеопасностью;

* химической индифферентностью, т.е. не должен взаимодействовать с экстрагируемыми веществами;

* физиологической индифферентностью, т.е. не оказывать вредного воздействия на макроорганизм (человека, животного);

* доступностью по стоимости.

Экстрагента, отвечающего всем названным требованиям, пока не существует. Комбинируя известные экстрагенты, можно получать такие растворители, которые будут обеспечивать избирательную экстракцию определенного вещества или комплекса веществ, химическую или физиологическую индифферентность, огнебезопасность, стабильность, устойчивость к микрофлоре и другие свойства.

Для изготовления густых и сухих экстрактов используют:

1. Измельченное растительное сырье - трава, корни, плоды.

2. В качестве экстрагента используются вода, спирт, водно-спиртовые смеси и в единственном случае для экстракта мужского папоротника - диэтиловый эфир. Ныне ведутся интенсивные разработки получения экстрактов с помощью сжиженных газов - СО2, бутана, пропана, хладонов (фторхлорпроизводных низких углеводородов). При получении сухих экстрактов используются те же экстрагенты, кроме эфира и сжиженных газов.

Выбор экстрагента зависит от физико-химических свойств действующих веществ. Для извлечения водорастворимых веществ берется вода, содержащая какой-либо летучий консервант - хлороформ (0,5%), спирт (20%) и более. Консервант должен полностью улетучиваться в момент упаривания воды из первичной вытяжки.

Если действующее вещество растворимо только в горячей воде, то экстракцию ведут кипящей водой.

Вода является одним из наиболее часто применяемых экстрагентов. Как экстрагент вода обладает следующими преимуществами:

* хорошо проникает через клеточные оболочки, не пропитанные гидрофобными веществами;

* растворяет и извлекает многие вещества лучше других жидкостей;

* фармакологически индифферентна;

* повсеместно распространена;

* негорюча и невзрывоопасна;

* доступна по стоимости.

Однако вода как экстрагент имеет также ряд недостатков, таких как:

* не растворяет и не извлекает гидрофобные вещества;

* не обладает антисептическими свойствами, вследствие чего в водных извлечениях могут развиваться микроорганизмы, способные вызвать порчу полученного препарата;

* в водной среде ферменты могут расщеплять лекарственные вещества;

* за счет воды происходит гидролитическое расщепление многих веществ, особенно при высокой температуре, и т.д.

Этиловый спирт является наиболее часто применяемым экстрагентом после воды. Он представляет собой бесцветную, прозрачную, легкоподвижную и легковоспламеняющуюся жидкость со своеобразным запахом и жгучим вкусом. Этанол физиологически неиндифферентен. Он смешивается с водой, эфиром, хлороформом и многими органическими растворителями в любых соотношениях.

Этиловый спирт как экстрагент:

* является хорошим растворителем многих соединений, которые не извлекаются водой, например жиры, хлорофилл, алкалоиды, эфирные масла, гликозиды, смолы и др.;

* обладает антисептическими свойствами (в спиртовых извлечениях при содержании спирта более 20% не развиваются ни микроорганизмы, ни плесени);

* с повышением концентрации сводит к минимуму возможность возникновения гидролитических процессов в его средах, инактивирует ферменты;

* достаточно летуч, поэтому спиртовые извлечения легко сгущаются и высушиваются до порошкообразного состояния; для сохранения термолабильных веществ процессы выпаривания и сушки проводятся под вакуумом;

* является лимитированным продуктом, отпускается фармацевтическим производством в установленном порядке;

* значительно труднее, чем вода, проникает через стенки клеток, отнимая воду у белков и слизистых веществ, превращая их в осадки, которые закупоривают поры клеток и тем самым ухудшают диффузию, при этом чем ниже концентрация спирта, тем легче проникает он внутрь клеток;

* фармакологически неиндифферентен, он оказывает как местное, так и общее действие на организм;

* горюч и огнеопасен.

Таким образом, этиловый спирт в качестве экстрагента имеет более широкий диапазон извлечения биологически активных веществ, чем вода, причем его извлекающая способность зависит от концентрации. При экстрагировании этанолом с концентрацией не менее 70% получают вытяжки, свободные от биополимеров (белков, слизей, пектинов).

Сжиженные газы. Перспективными для экстрагирования являются предлагаемые в последнее время сжиженные газы: диоксид углерода, пропан, бутан, жидкий аммиак, хладоны (хлорфторпроизводные углеводородов) и др. Сжиженный диоксид углерода хорошо извлекает эфирные, жирные масла и другие гидрофобные вещества. Гидрофильные вещества хорошо экстрагируются сжиженными газами с высокой диэлектрической проницаемостью (аммиак, метил хлористый, метиленоксид и др.). Экстрагирование сжиженными газами проводится под давлением, при снятии которого экстрагент улетучивается, а экстрактивные вещества остаются в чистном виде.



3. Характеристика оборудования в производстве густых и сухих экстрактов.

3.1 Аппараты для упаривания вытяжек, их устройство, принцип действия.

Вакуум-выпарная установка периодического действия

Установка состоит из шарового вакуум-выпарного аппарата (I) с паровой рубашкой. Выпариваемый раствор воспринимает тепло греющего пара, кипит, вторичный пар и инертные газы (обычно воздух) освобождаются от брызг жидкости в верхней части аппарата отбойниками и по хоботу поступают в поверхностный противоточный конденсатор (2) (трубчатый или змеевиковый). Вторичный пар (ценный экстрагент, например этанол) конденсируется и охлаждается, а неконденсирующиеся газы отсасываются насосом (5). Конденсат собирается в сборник (3), обычно их два для периодической разгрузки. Между сборниками и вакуумным насосом устанавливается ресивер (4) -- промежуточная емкость для предохранения вакуумного насоса от попадания в него жидкости из сборника, а также для смятения толчков и изменения вакуума при каждом ходе поршня насоса.

Вакуум-выпарная установка с противоточным конденсатором смешения

Из аппарата (I) вторичный пар по трубопроводу поступает в нижнюю часть конденсатора (2). Сверху в конденсатор вводится холодная вода, которая падает вниз струями, перемешивается с паром и конденсирует его. К верхней части конденсатора присоединяют воздушный насос (3). Смесь охлаждающей воды и конденсата удаляют снизу при помощи водяного насоса (4). Отвод воды и конденсата часто производят при помощи барометрической трубы.

Вакуум -выпарная установка с прямоточным конденсатором смешения



Состоит из вакуум-аппарата (1), соединенного с конденсатором смешения (2). Пары и охлаждающая вода вводятся прямотоком в верхнюю часть конденсатора. Воздух из воды и другие газы вместе с конденсатом и водой отсасываются мокровоздушным насосом (3).

Вакуум-выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой

В нижнем части аппарата размешена греющая камера, представленная вертикальными кипятильными трубками (2) с диаметром 50--75 мм. о центре камеры расположена труба (3) большого диаметра (500 мм). Греюший пар поступает в пространство между трубками и нагревает упариваемую жидкость, находящуюся внутри них, которая подается по штуцеру (4). В результате кипения. Отделение капель жидкости от вторичного пара происходит в сепараторе (1) при движении его через систему отбойников (5). вторичный пар при этом попадает в конденсатор. Упаренный раствор сливается в сборник через штуцер (6).

Вакуум-выпарной аппарат с выносным вертикальным кипятильником



Выпаривание жидкости происходит в кожухотрубчатом теплообменнике (1), представляющем собой пучок тонких труб длиной до 7 м. Образующаяся в них парожидкостная эмульсия выбрасывается в сепаратор (2), вторичный пар отделяется от капель жидкости и поступает в конденсатор, а жидкость возвращается по циркуляционной трубе (3) в кипятильник. Аппараты с выносным кипятильником отличаются высокой производительностью, удобны в эксплуатации и ремонте.

Пленочный выпарной аппарат

Греющая камера аппарата состоит из пучка длинных (6--9 м) и тонких кипятильных труб (I), обогреваемых снаружи паром. Выпариваемая жидкость подается в трубки снизу через штуцер (5)

При кипении выпариваемой жидкости все сечение трубки заполняется паром, который движется снизу вверх с большой скоростью. Жидкость у стенки трубки находится в виде тонкой пленки, которая увлекается паром и растягивается вверх. Выпаривание происходит в пленке при однократном прохождении упариваемого раствора по кипятильным трубкам. Смесь вторичного пара и капель сгущенного раствора попадает в сепаратор (2) с отбойниками в виде спиралевидных лопаток (3).

Под действием центробежной силы капельки упаренной жидкости отделяются от вторичного пара и собираются в нижней части сепарационной камеры (4).

Центробежный роторно-пленочный вакуум-выпарной аппарат «Цетритерм»

Вторичный пар по патрубку (5) теплообменник (I), представляющий собой блок конических полых тарелок (2). вращающихся на общем пустотелом валу (6). Выпариваемый раствор по распределительной трубе (4) через сопла подается на внутреннюю поверхность вращающихся тарелок, образуя под действием центробежной силы тонкие слои жидкости не более 0,1 мм. Греющий пар по валу (6) поступает в паровую рубашку, окружающую блок конических тарелок, оттуда --на наружную поверхность тарелок, отдавая тепло кипящему раствору, находящемуся внутри их. Образующийся в результате теплообмена конденсат отбрасывается под действием центробежной силы на периферию тарелок и удаляется через систему каналов из аппарата по трубе (7). Упаренный раствор собирается у большого основания конических тарелок и выводится через верх аппарата по напорной отводится в конденсатор.

Роторно-пленочный вакуум-выпарной аппарат с жестко закрепленными лопостями



Внутри цилиндрического аппарата корпус с паровой рубашкой (2) расположен ротор в виде вертикального вала (3) с неподвижными лопастями (4). Упариваемый раствор поступает через штуцер (6). подхватывается лопастями и распределяется по обогреваемой поверхности корпуса в виде тонкой пленки, из которой и происходит испарение растворителя. Упаренный раствор стекает в нижнюю коническую камеру и непрерывно отводится но штуцеру (7). В сепарациониой камере (5) вторичный пар отделяет капельно-жидкую фазу, проходя через отбойник центробежного типа, и отводится по патрубку (8) к конденсатору.

Центробежный вакуум-выпарной аппарат с гофрированным ротором

В вертикальном цилиндрическом корпусе (I), разделенном по высоте на ряд секции, с паровыми рубашками установлен вал (3) с полыми барабанами (4). Поверхность барабанов гофрированная.

На выступах гофр спиралеобразно расположены отверстия для выброса упариваемой жидкости на поверхность нагрева, а на впадинах гофр -- отверстия для прохода вторичного пара. Между барабанами имеется кольцевой сборник (5) с желобами. Упариваемая жидкость поступает по патрубку (8) в полость распределительного кольца (6), откуда под действием центробежной силы отбрасывается на внутреннюю поверхность гофр барабана и распределяется в виде струй (потоков). Дойдя до отверстий в гофрах, выбрасывается через них на поверхность нагрева (2) и образует нисходящую пленку, непрерывно турбулизируемую струями жидкости. Часть жидкости испаряется на поверхности нагрева первой секции, а не испарившаяся часть со стенок корпуса попадает в кольцевой сборник, откуда по желобам поступает на распределительное кольцо (ба) нижележащей секции, где процесс повторяется. Упаренная жидкость (оптимальная степень концентрирования 5:1) удалился из аппарата через штуцер (7). Вторичный пар поднимается вверх между корпусом и барабанами, а также через отверстия в барабанах и после прохождения сепаратора в сепарационной камере (9) отводится в конденсатор.

Вакуум-выпарная установка



Основным аппаратом является выпарной куб, снабженный паровой рубашкой. Установка состоит из выпарного куба 1 (котел-испаритель), снабженного паровой рубашкой 2. Пар подается в рубашку через трубопровод 5, а конденсат отводится через кран 6. Упаренная жидкость отводится через кран 4. Для подачи пара непосредственно в котел служит трубопровод 7 и барботер 3. В крышке выпарного куба расположены смотровые окна 10, люк для обслуживания и чистки куба 8, вакуумметр для определения давления в аппарате 9 и термопара для определения температуры 11. Пар отводится из аппарата через трубопровод 12 в трубчатый конденсатор-холодильник 13, где он охлаждается за счет подаваемой в межтрубное пространство по трубопроводу 14 холодной воды. Нагретая вода отводится из конденсатора по трубопроводу 75. Сконденсированная жидкость поступает в сборник 16, который соединен через ресивер 17с вакуумным насосом 19. В вакуумный насос по трубопроводу 20 подается холодная вода, для отделения которой из воздуха используется отстойник 18.

Пенный испаритель



Установка состоит из рабочей емкости 1, в которую загружают исходную вытяжку. Вытяжка насосом 2 через патрубок 3 попадает на распределительное устройство 4, из которого она стекает в виде многочисленных струй на обогреваемые изнутри паром горизонтальные трубки 5 испарительной камеры 6. Закипающая вытяжка сильно вспенивается, образуя большую поверхность испарения. Для ускорения процесса выпаривания через кипящую вытяжку снизу с помощью вентилятора 7 прокачивается воздух, который, забирая влагу из вспенивающейся вытяжки, поступает в сепаратор 8. Здесь, ударяясь о перегородку 9, воздух освобождается от капель вытяжки и, обогащенный влагой, выбрасывается в атмосферу через патрубок 10. Отделившиеся капли вытяжки из сепаратора 8 сливаются в рабочую емкость 1. Циркуляция вытяжки в установке проводится до требуемой конечной концентрации. Прошедшие между трубками капли вытяжки из испарительной камеры 6 через патрубок 11 направляются в рабочую емкость 1.

Роторный прямоточный аппарат

Имеет вертикальный корпус 1 с паровой рубашкой 2. По центру корпуса расположен ротор в виде вертикального вращающегося вала 3 с шарнирно закрепленными на нем скребками 4.

Подлежащая упариванию вытяжка подается в верхнюю часть корпуса роторного выпарного аппарата через штуцер 5 в полость распределительного кольца 6, из которого вытекает в виде многочисленных струек, смачивающих вращающиеся скребки. Со скребков вытяжка разбрызгивается на обогреваемую цилиндрическую поверхность корпуса в виде тонкой пленки, из которой происходит испарение растворителя.

Сгущающаяся вытяжка снимается скребками и под действием силы тяжести стекает в нижнюю коническую камеру, из которой непрерывно отводится через штуцер 7. В сепарационной камере 8 из вторичного пара отделяются капли жидкости с помощью каплеотбойника 9. Образующийся вторичный пар без капель увлеченной жидкости поступает в верхнюю часть сепарационной камеры 8 и через патрубок 10 отводится к конденсатору.

Вакуум-выпарной аппарат «Симакс»

В колбу-приемник 1 с помощью вакуума, создаваемого через штуцер 2, затягивают вытяжку, подлежащую упариванию. Уровень вытяжки в колбе 1 должен достигать верхнего края спиралей калорифера 3. В калорифер подают греющий пар через патрубок 4 и отводят образующийся конденсат по патрубку 5. В зоне калорифера вытяжка быстро закипает и в виде парожидкостной смеси выбрасывается через хобот в колбу-расширитель, где интенсивно циркулирует, образуя большую поверхность испарения. Образующиеся пары поднимаются вверх и отводятся по широкой трубе 8 в холодильник-конденсатор .9, где охлаждаются холодной водой. Сконденсировавшиеся пары экстрагента собираются в колбе- приемнике 10 и отводятся через штуцер 11 после снятия вакуума в установке. Неиспарившаяся вытяжка из колбы 7 стекает вниз по зазору между циркуляционной трубой 13 с хоботом 6 и царгой 12 в колбу из которой вновь поднимается по трубе 13 закипает от калорифера 3 и выбрасывается в колбу 7.

Трехкорпусная вакуум-выпарная установка

состоит из трех одинаковых выпарных аппаратов 1--3, конденсатора смешения 4, вакуумного насоса 5, центробежного насоса 6, трех конденсаторов 7--9, напорного питающего бака 10 и гидравлического затвора 11. Первичный экстракт подается в установку непрерывно самотеком из напорного бака 10 и через патрубок 12 поступает в первый аппарат, в межтрубное пространство которого подают через патрубок 13 первичный пар. Конденсат выводится через конденсатор 9. Частично упаренный экстракт непрерывно перетекает из аппарата 1 в аппарат 2, а затем в аппарат 3. Из последнего аппарата упаренный экстракт откачивается центробежным насосом 6. Вторичный пар, образующийся в первом аппарате, отводят через трубопровод 18 и направляют в межтрубное пространство аппарата 2 через патрубок 19. Аналогично поступают с паром, образующимся во втором аппарате. Вторичный пар, образующийся в последнем аппарате, направляют по трубопроводу 22 в конденсатор 4, где он напрямую контактирует с холодной водой, подаваемой по трубе 23. Теплая вода, образовавшаяся в конденсаторе, стекает по барометрической трубе 24 в гидравлический затвор 11, откуда забирается для технических целей.

3.2 Аппараты для сушки экстрактов. Способы сушки

Сушильный шкаф

нагретый воздух в калорифере вентилятором (2) в нижнюю часть камеры (3) сушилки и проходит в горизонтальном направлении между полками (4) с высушиваемым материалом. Воздух в камере движется зигзагообразно через три зоны, дважды меняя направление своего движения и дополнительно нагреваясь воздухонагревателями (5), (6). Насыщенный водяными парами отработанный воздух выводится через верхнюю часть камеры. С помощью шибера (7) (заслонки) часть теплого, влажного отработанного воздуха смешивается со свежим воздухом, полученная смесь нагревается и подается в сушилку.

Ленточная многоярусная сушилка

Влажный материал через загрузочный бункер поступает на верхний ленточный транспортер (2), перемешается вдоль камеры, пересыпается на транспортер второго яруса и т. д. С транспортера нижнего яруса высушенный материал попадает в разгрузочный бункер (6). Воздух в сушильную камеру нагнетается вентилятором (4), нагревается калорифером (5) и движется противотоком. Отработанный воздух выбрасывается в верхней части сушильной камеры через штуцер (3).

Сушка в кипящем слое



Влажный материал шнеком (2) из бункера (3) подается в сушильную камеру (1) на газораспределительную решетку (4). Камера имеет конический, слегка расширяющийся кверху, корпус. Воздух подается в сушильную камеру снизу вентилятором (5) через калорифер (6) под газораспределительную решетку и приводит материал в состояние псевдосжижения. Высушенный материал через переливной порог собирается в сборник (7). Отработанный воздух через циклон (8) и рукавный фильтр (10) выбрасывается в атмосферу. Твердые частицы, уносимые потоком влажного воздуха, отделяются в циклоне и рукавном фильтре и в виде пыли собираются в сборниках (9).

Распылительная сушилка непрерывного действия

Высушиваемый материал (жидкость) из сборника (1) посредством вращающегося диска или механической форсунки (2) распыляется в сушильной камере (3). Воздух, пройдя калорифер (4), вентилятором (5) подается в сушильную камеру через щели воздуховода ниже вращающегося диска или форсунки. Мельчайшие капли жидкости, омываемые со всех сторон горячим воздухом (температура 150-- 200 °С), в течение долей секунды теряют влагу и осаждаются в виде тонких порошкообразных частиц на дне камеры. Сухой порошок удаляется из сушильной камеры с помощью скребков и щеток (7), отводится к шнеку (8) и далее попадает в сборник готового продукта (9). Отработанный воздух с большим количеством высушенного материала в виде пыли поступает в систему рукавных фильтров (6), очищается и удаляется в атмосферу. Тканевые рукавные фильтры периодически отряхивают порошок на шнек с помощью молоточков.

Вакуум-сушильный шкаф

представляет собой горизонтальный цилиндрический чугунный корпус (1), в котором смонтированы греющие полые плиты (2)

Сверху в плиты вводится греющий глухой пар, снизу отводится конденсат. На предварительно прогретые плиты размещают противни с высушиваемым материалом слоем 2060 мм или плоские чашки со сгущенной вытяжкой. Шкаф закрывают крышкой (4) и включают вакуумный насос. Образующиеся водяные пары удаляются через патрубок (3) в конденсатор. Длительность сушки около 4 ч при температуре 50--60 °С. По окончании сушки прекращают подвод пара, дают остыть, выравнивают давление.

Одновальцовая вакуум- сушилка



с частично погружным барабаном (2) в сгущенную вытяжку, находящуюся в корыте (3). Высушенный продукт снимается ножом (4) и ссыпается в сборник (5), корпуса сушилки (I). Влажный воздух отсасывается через патрубок (6) вакуумным насосом, перед которым устанавливают ловушку для пыли и конденсатор для водяных паров

Двухвальцовая вакуум-сушилка

навстречу друг другу вращаются два непогружных барабана (1). В просвет между ними благодаря вакууму сверху по трубопроводу из емкости (2) поступает вытяжка. Корочка сухого экстракта снимается с каждого барабана отдельно скребком (3) и попадает в сборники готового продукта (4). Производительность сушилки 40-- 50 кг/м2 в час. Образующиеся при сушке водяные пары и воздух удаляются через вакуум-конденсационную систему: ресивер (5), конденсатор (6), вакуумный насос (7). мокровоздушный насос (8).

Радиационная сушка

гранулят, перемещаемый транспортером (1), устанавливают осветительные лампы с отражателями (2), направляющими интенсивный поток лучей на поверхность материала.

Тепловое действие инфракрасных лучей вызывает быстрое испарение влаги из поверхностного слоя материала.

Сублимационная сушка

Камера (1) сушилки сообщается с конденсатором (2), к которому присоединен вакуумный насос (3) и холодильная установка (4) с насосом (5) для циркуляции охлаждающего рассола.

Туннельная сушилка

соединенные друг с другом вагонетки 2 медленно перемещаются на рельсах вдоль очень длинной камеры прямоугольного сечения (коридора). На входе и выходе сушилки имеются герметичные двери, которые открываются для загрузки и выгрузки материала. Вагонетка с высушенным материалом удаляется из камеры, а с противоположного конца в нее поступает новая вагонетка с влажным материалом.

Аэрофонтанная сушилка

Это сушилки с вихревым потоком, в котором происходит закрученная циркуляция самого высушиваемого материала. В загрузочную воронку 5 подается влажный материал, который захватывается потоком воздуха или смесью воздуха с топочными газами, и поступает в сушильную камеру 2, имеющую форму расширяющегося конуса

Высокочастотная сушилка



состоит из лампового высокочастотного генератора 1 и сушильной камеры 2. Из сети переменный ток поступает в выпрямитель 7, затем - в генератор, где преобразуется в переменный ток высокой частоты. Этот ток подводится к пластинам конденсаторов 3 и 4, между которыми движется на ленте высушиваемый материал. В сушилке материал высушивается сначала на ленте 5, а затем поступает на ленту б, где досушивается.

Гребковая вакуумная сушильная установка.

Данная установка состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного паровыми рубашками 2, внутри которого расположен медленно вращающийся горизонтальный вал 3, к которому прикреплены гребки для перемешивания материала. Гребки в одной половине корпуса изогнуты в одну сторону, а во второй половине -- в противоположную. Вал каждые 5--10 мин меняет направление вращения. Все это обеспечивает хорошее перемешивание и равномерное распределение материала по длине корпуса, а также механическую выгрузку материала по окончании процесса сушки через люк 6, расположенный в нижней части корпуса.

4. Новые технологии в производстве густых и сухих экстрактов

4.1 Экстракция сжиженными газами. Ее достоинства и аппаратурное оформление

Экстрагирование сжиженными газами. Установка предназначена для экстракции природных соединений из растительного сырья с использованием в качестве экстрагентов сжиженных газов (хладонов). Она представляет собой замкнутую систему и состоит из следующих основных узлов (рис. 9.): экстракторов 1; баллона 2 с используемым газом; напорных емкостей 3, оснащенных указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; фонарей смотровых 4 для визуального наблюдения за перемещения растворителя и экстракта; фильтра объемного 5 для очистки экстракта; испарителя 6, снабженного указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; конденсатора 7, снабженного указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; холодильного агрегата 8 для охлаждения конденсатора, трубопроводов и арматуры.

Принцип работы установки: в экстракторы 1 загружают измельченное сырье через загрузочный штуцер при помощи вакуума. Из экстракторов и испарителей воздух удаляют вакуумированием и заполняют газообразным хладоном из баллона 2.



После достижения равновесия давлений в экстракторы 1 подают сжиженный хладон из напорных емкостей 3. Растворитель проходит сквозь слой сырья, извлекает растворимые компоненты и через фильтр 5 сливается в испаритель 6. В испарителе экстракт подогревается, пары растворителя отделяются и за счет разности давлений поступают в конденсатор 7, охлаждаемый холодильным агрегатом 8, где конденсируются, и растворитель возвращается в напорные емкости 3.

Процесс экстрагирования осуществляется при рабочем давлении 10-65 атм (зависит от давления насыщенного пара экстрагента) и температуре 20-25°С. Многие экстракты, полученные с использованием сжиженных газов, отличаются более высоким содержанием биологически активных веществ, устойчивостью к микробной контаминации. Особенно это относится к сырью, содержащему полифенольные соединения, алкалоиды, гликозиды.

4.2 Экстракция сверхкритическими жидкостями. Понятие о сверхкритических жидкостях, их преимущества как экстрагентов

Сверхкритическим флюидом называют состояние вещества, когда его температура и давление превышают критические параметры. В этой точке две фазы, жидкая и газовая, становятся неразличимой монофазой.

Многие физические свойства сверхкритического флюида (СКФ) являются промежуточными между свойствами жидкости и газа. В общем виде фазовая диаграмма приведена на рис. 1.



Уникальные свойства СКФ как растворителя находят широкое применение для экстракции и разделения. Эти методы используют преимущества СКФ, плотность которого близка к плотности жидкости. В этих условиях флюид имеет вязкость, среднюю между газом и жидкостью, а коэффициент внутренней самодиффузии ближе к газам, что положительно влияет на растворимость и массоперенос веществ, нерастворимых в жидкой фазе. В сверхкритических средах возможно растворение молекул с различными размерами, молекулярной массой и полярностью. В сравнении с жидкой фазой, СКФ более сжимаемы, имеют больший свободный объем. Это может приводить к образованию кластеров и нестойких комплексов, что положительно влияет на повышение растворимости. Основными преимуществами СКФ как растворителей являются:

* сочетание свойств газов при высоких давлениях (низкая вязкость, высокая проникающая способность) и жидкостей (высокая растворяющая способность);

* растворяющая способность СКФ очень чувствительна к изменению давления или температуры, т. е., изменяя эти параметры, можно менять спектр экстрагируемых веществ;

* быстрый массоперенос позволяет сократить время экстракции по сравнению с традиционными методами;

* простота разделения СКФ и растворенных в них веществ при сбросе давления.

В настоящее время в качестве СКФ используется широкий спектр органических и неорганических соединений. Наиболее популярным и широко используемым сверхкритическим растворителем, на основе которого осуществлено почти 100 % всех промышленно используемых СКФ- процессов, является диоксид углерода (СО2). Это обусловлено его удобными критическими параметрами (давление: 72,8 атм, температура: 31,2 ЇС). Кроме того, диоксид углерода - это нетоксичное, негорючее и относительно недорогое вещество, которое при нормальных условиях является газом, что облегчает его разделение с целевыми продуктами после завершения процесса.

Использование диоксида углерода вместо органических растворителей повышает экологическую безопасность производств, а также степень чистоты получаемых продуктов из-за отсутствия в них следов достаточно токсичных органических растворителей и их примесей. К настоящему времени процессы на основе СКФ находят применение в самых различных областях промышленности: пищевой, фармацевтической и медицинской, при производстве и обработке полимеров, по- лучении новых материалов, в биотехнологии и при переработке биоматериалов, нефти, газа и угля, отходов металлургии и в некоторых других направлениях.

На рис. 2 приведена общая схема СКФ-экстракционной установки.



Из источника, снабженного системой охлаждения, диоксид углерода подается на насос высокого давления, сжимающий его до нужного давления. Из насоса СО2 поступает в экстракционный сосуд, где происходит процесс экстракции необходимых продуктов из сырья. С помощью предварительного нагревательного элемента и кожуха самого сосуда поддерживается температура, необходимая для обеспечения флюидного состояния диоксида углерода. Автоматический регулятор давления на выходе из сосуда поддерживает заданное давление флюида во всей си- стеме от начала до конца процедуры. В блоке сепараторов происходят сброс давления и отделение экстракта от диоксида углерода. Система рециркуляции позволяет собрать высвободившийся СО2 и отправить его на повторное использование.

Thar Process, Inc. (США) - одна из лидирующих компаний в мире по разработке технологий и производству оборудования, в которых реализуются преимущества сверхкритических сред и в первую очередь - сверхкритического диоксида углерода. Компания предоставляет своим клиентам полный спектр услуг в области СКФ-технологий: решения по экстракции природного сырья, разделению и выделению ценных компонентов, квалифицированное проектирование пилотных и промышленных систем, разработку и масштабирование методики процесса, а также изготовление оборудования по индивидуальным параметрам. В России и странах СНГ официальным эксклюзивным представителем Thar Process является компания ЗАО «ШАГ».



4.3 Экстракция двухфазными системами растворителей

Большинство экстрагентов, обладая определенной полярностью, позволяют извлекать из растительного сырья только определенные группы биологически активных веществ. Для выделения комплекса природных соединений часто получают полиэкстракты, последовательно экстрагируя одну и ту же порцию сырья растворителями различной полярности. Технологический процесс такого рода имеет значительную продолжительность и приводит к потерям БАВ.

Был разработан процесс экстракции лекарственного растительного сырья двухфазными системами экстрагентов. Данный метод позволяет одновременно, в одном производственном цикле получать два продукта: водно-спиртовое извлечение, содержащее гидрофильные БАВ, и масляное, содержащее БАВ липофильной природы.

Было показано, что при экстракции сухого растительного сырья (СРС) двухфазной системой экстрагентов не только сокращается время процесса, но и повышается степень извлечения липофильных БАВ масляной фазой; извлекаются липофильные и гидрофильные БАВ Предложен механизм двухфазной экстракции, заключающийся в том, что под действием полярной (водно - спиртовой) фазы происходит сольватация сырья и десорбция БАВ с последующим переносом липофильных БАВ в масляную фазу в соответствии с их коэффициентом распределения в двухфазной системе.

Научный и практический интерес представляет исследование возможности экстрагирования лекарственного растительного сырья двухфазными системами экстрагентов в присутствии поверхностно-активных веществ (эмульсионная экстракция). Полученные при таком способе экстрагирования эмульсии будут содержать максимально приближенный к натуральному состав липофильных и гидрофильных БАВ (эмульсионный экстракт). Такой продукт может затем вводиться в готовую лекарственную форму для наружного применения или может сам являться готовой формой.

Описанные в литературе двухфазные системы экстрагентов в качестве полярной фазы содержат спирто-водные смеси различных концентраций. Однако такие системы не подходят для получения эмульсионных экстрактов, из-за летучести этилового спирта. Кроме того, фармакологическая неиндифферентность этанола делает нежелательным его присутствие в лекарственных средствах.



5. Контроль качества густых и сухих экстрактов согласно НД. Определение остаточных количеств растворителей в препаратах

Водные и водно-спиртовые вытяжки с малым количеством этанола (20-40%) содержат много высокомолекулярных соединений (водорастворимые белки, сахара, ферменты, пектины, слизи, крахмал), которые до выпаривания должны быть обязательно удалены. В зависимости от количества и свойств балластных веществ используют различные методы очистки. В ряде случаев очистку проводят кипячением если - нет инактивации БАВ. Свернувшиеся при этом белки быстро отслаиваются. Иногда применяют адсорбенты (каолин, бентониты, тальк и т. п.) или сочетание адсорбентов с кипячением. Часто применяют способ удаления балластных веществ путем осаждения их спиртом.

Спиртоочистка проводится с предварительным упариванием вытяжек до половинного объема по отношению к массе исходного сырья. После охлаждения к ней добавляют двойной объем крепкого (95-96%) этанола. Все тщательно перемешивают и оставляют на 5-6 дней при температуре не выше 10°С. Отстоявшийся слой сливают с осадка и фильтруют. Очищенную вытяжку, при необходимости, подвергают дальнейшему сгущению.

Для вытяжек хлороформных (четыреххлористого углерода) применяют метод замены экстрагента. При этом к упаренной до половинного объема по отношению к массе исходного сырья вытяжке добавляют воду в количестве, равном массе сырья. Растворимые в хлороформе (четыреххлористом углероде) хлорофилл, смолистые вещества выпадают в осадок, так как они не растворяются в воде. Вытяжку отстаивают, фильтруют и подвергают дальнейшей обработке.

Размещено на Allbest.ru