Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3 курс / Фармакология / ОБОРУДОВАНИЕ_ДЛЯ_ПРОИЗВОДСТВА_ГОТОВЫХ_ЛЕКАРСТВЕННЫХ_СРЕДСТВ_

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
3.58 Mб
Скачать

В) влажность, толщина слоя, скорость движения и длина пути материала Г) размеры частиц, скорость движения и длина пути материала

24. К вибрационным ситам относятся:

А) бурат, трясунок, электромагнитное сито Б) цилиндрическое, барабанное, инерционное сита В) барабанное, электромагнитное сита

Г) инерционное, гирационное, электромагнитное сита

25. Конструкция электромагнитного сита предусматривает наличие:

А) магнитно якоря, пружины, электрической сети Б) электрической сети и дебаланса В) дебаланса Г) эксцентрика

26. Конструкция гирационного сита предусматривает наличие:

А) магнитно якоря, пружины, электрической сети Б) электрической сети и дебаланса В) дебаланса Г) эксцентрика

27.Конструкция инерционного сита предусматривает наличие:

А) магнитно якоря, пружины, электрической сети Б) электрической сети и дебаланса В) дебаланса Г) эксцентрика

28. Смешивание сыпучих материалов производят в смесителях:

А) центробежном с псевдоожиженным слоем с вращающимся корпусом Б) с сигмообразными лопастями, шнековом В) с магнитостриктором Г) «Перплекс»

29.Для тонкого измельчения используют:

А) фрикционную, вибрационную, струйную мельницы Б) жаровая и стержневая мельница В) барабанные мельницы Г) эксцельсиор, валковая дробилка

30.Для пневматической классификации измельченного материала используют: А) гидроциклон Б) спиральный классификатор

В) центробежный пылеуловитель Г) воздушный сепаратор

Ответы:

1.

г

6.

в

11.

б

16.

а

21.

а

26.

г

2.

а

7.

а

12.

г

17.

а

22.

г

27.

в

3.

а

8.

б

13.

в

18.

а

23.

в

28.

а

4.

б

9.

в

14.

а

19.

б

24.

г

29.

б

5.

б

10.

а

15.

в

20.

в

25.

а

30.

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № 1 С целью повышения рентабельности на фармацевтическом предприятии необходи-

мо приобрести оборудование для измельчения кристаллического материала, обеспечивающее эффективную работу.

Объясните, из чего складывается работа измельчения (полезная и бесполезная).

Предложите приемлемые для решения поставленной цели типы оборудования, объясните принцип работы.

51

Задача № 2.

На фармацевтическом предприятии необходимо организовать участок для получения порошков.

Вам необходимо, опираясь на общую (типовую) технологическую схему производства порошков, выбрать приемлемое оборудование для обеспечения технологического процесса. Составьте проект аппаратурной схемы производства, объясните принципы работы оборудования.

Обоснуйте контрольные точки и тестируемые параметры технологического процесса, принципы и/или методики их определения, приемлемые показатели.

Задача № 3.

На фармацевтическое производство поступили 2 партии субстанции фурадонина от различных производителей. Анализ показал, что размер частиц одной субстанции составляет менее 10 мкм, а второй – 50-150 мкм.

Объясните, на какие свойства готовой лекарственной формы может повлиять измельченность лекарственной субстанции? Возможно ли влияние дисперсности лекарственной субстанции на технологию лекарственной формы?

Предложите обоснованный метод определения измельченности порошка.

Задача № 4.

На фармацевтическом производстве необходимо организовать участок для получения сборов из лекарственного растительного сырья.

Вам необходимо, опираясь на общую (типовую) технологическую схему выбрать приемлемое оборудование для обеспечения технологического процесса.

Составьте проект аппаратурной схемы производства, объясните принципы работы оборудования.

Обоснуйте контрольные точки и показатели технологического процесса, принципы и/или методики, оборудование для определения, приемлемые показатели.

Задача № 5.

На фармацевтическом производстве необходимо произвести просеивание (ситовую классификацию) мелкокристаллического измельчённого порошка.

Обоснуйте выбор пригодного для проведения операции сита с учетом характера рабочей поверхности и движения материала на ней, объясните схему его устройства, принцип работы.

Какие факторы (технологии просеивания, характеристики просеиваемого порошка) влияют на эффективность и скорость процесса? Какие проблемы могут возникнуть в процессе просеивания, как их уменьшить? (трибоэлектрические явления, недостатки оборудования и т.д.).

52

Часть 2. Смешивание. Перемешивание. Гомогенизация.

Цель: уметь теоретически обосновывать организацию технологии производства и аппаратурное обеспечение процессов смешивания сыпучих материалов, перемешивания жидких сред, диспергирования и гомогенизации вязко-пластичных материалов.

Разделы учебной программы

Смешивание твердых материалов. Перемешивание жидких сред. Смесители твердых, жидких и пастообразных материалов. Виды, устройства и принципы работы смесителей: барабанных, шнековых, с фасонными лопастями, циркуляционных, центробежного действия, смесителей псевдоожижения. Применение перемешивания твердых и жидких пастообразных материалов в фармацевтической технологии.

Технология лекарственных форм. Машины и оборудование фармацевтических производств. Порошки. Сборы. Таблетки. Гранулы. Мази. Суспензии. Эмульсии. Растворы.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ.

Процессы смешивание сыпучих материалов, перемешивания жидких сред, диспергирования и гомогенизации в фармацевтической технологии.

Смешивание.

Смешивание – это механический процесс, в результате которого исходные раздельные компоненты равномерно распределяются в объеме и образуют однородную смесь. Смешивание широко используют в фармацевтической технологии при переработке сухих сыпучих материалов. При получении лекарственной формы равномерное распределение компонентов в полученной смеси обеспечивает однородность дозирования, что крайне необходимо при производстве лекарственных средств, поэтому качество смешивания – важная характеристика производственного процесса, которая зависит от правильно подобранного оборудования, размеров частиц исходного сырья, длительности проведения процесса и др.

53

Вязкость,
внутреннее трение, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Для перемешивания сыпучих продуктов применяют гравитационный, принудительный (механический), вибрационный и пневматический способы. Первый осуществляется под действием сил тяжести в барабанных, лотковых и бункерных смесителях, второй в шнековых и лопастных, третий – в вибросмесителях, четвертый – в условиях псевдоожижения сыпучего материала.

Основные параметры процессов смешивания.

К числу основных характеристик относят: степень перемешивания, интенсивность, время перемешивания, потребляемую мощность.

Степень перемешивания I определяют по концентрации основного компонента в различных частях объема системы:

I = С ср - ∆ С max / С ср

С ср – средняя концентрация, достигаемая при полном перемешивании;

∆ С max – максимальная разница локальных концентраций в аппарате. Интенсивность перемешивания характеризуется количеством энергии, подводи-

мой к единице объема перемешиваемого материала в единицу времени. При этом учитывают объем смесителя, степень турбулентности, число оборотов мешалки, время проведения процесса.

Перемешивание жидких сред применяют при получении растворов, дисперсных систем, интенсификации процессов массо-, теплопередачи, химических реакций. В зависимости от фазового состояния участвующих компонентов различают: перемешивание смешивающихся жидкостей, диспергирование, эмульгирование, гомогенизацию. Перемешивание жидких сред осуществляют при помощи мешалок (механическое перемешивание), с помощью многократного перекачивания насосом в замкнутом цикле (циркуляционное перемешивание) или с помощью барботирования сжатым воздухом (пневматическое перемешивание). Пневматическое перемешивание позволяет проводить процессы при отсутствии в аппарате движущихся частей, например, для интенсификации экстрагирования в цилиндрических экстракторах.

Мешалки. Как правило, перемешивание проводят в аппарате, представляющем собой емкость (реактор) с мешалкой. Для интенсификации перемешивания иногда внутри емкости аппарата устанавливают отражательные перегородки. С их помощью ограничивают окружную скорость потока и увеличивают радиальную и осевую.

По скорости вращения различают тихоходные (якорные, рамные и другие, имеющие окружную скорость концов лопастей примерно 1 м/с) и быстроходные мешалки (пропеллерные, тур-

54

Диспергирование
(от лат. dispergo - рассеиваю, рассыпаю), тонкое измельчение твёрдых тел и жидкостей в окружающей среде, приводящее к образованию дисперсных систем; порошков, суспензий, эмульсий. Д. жидкостей в газах (воздухе) обычно называется распылением, а в жидкостях - эмульгированием.

бинные и другие, с окружной скоростью концов лопастей около 10 м/с). Выбор перемешивающего устройства зависит от характера технологического процесса. Для перемеши-

Ньютоновская

жидкость

вания жидких

фаз имеют

значение: плотность, вязкость,

подчиняются

закону

внут-

концентрация,

температура,

тип жидкости

(ньютоновская,

реннего

трения Ньютона.

Вязкость

постоянна

при

неньютоновская). Для диспергирования –

состав твердой

данной

температуре

и не

зависит от градиента скоро-

фазы, плотность, гранулометрический состав, скорость

сти. Это: чистые жидкости и

их смеси с низкой молеку-

осаждения.

 

 

 

лярной массой.

 

 

 

 

 

Для перемешивании вязких сред при ламинарном режиме используют ленточные, шнековые, скребковые мешалки.

При перемешивании невысокой вязкости мешалки – якорные, Da/dm (отношение шалки) для них составляет

Быстроходные -

Насосный эффект – объем циркулирующей жидкости в единицу времени в аппарате с мешалкой. Чем выше насосный эффект, тем лучше идет процесс перемешивания.

Неньютоновская жидкость - не

жидкостей

сравнительно

 

 

подчиняются закону внутреннего

применяют

тихоходные

трения Ньютона Это растворы по-

рамные.

Соотношение

лимеров, коллоидные растворы,

суспензии и др. при отклонении их

диаметра аппарата и ме-

от равновесия структура нарушает-

ся, а свойства зависят от прилагае-

1,05 – 1,25.

 

мых усилий и скорости деформа-

 

ции. Их реологические свойства

лопастные,

турбинные,

обычно определяют эксперимен-

тально.

 

 

пропеллерные мешалки - имеют соотношение Da/dm ≥ 1, 5. Они различаются по способности создавать осевое циркуляционное течение. В аппарате без внутренних устройств они обеспечивают насосный эффект вдвое больший, чем у обычных мешалок.

Диспергирование.

Процесс диспергирования и эмульгирования гетерогенных дисперсных систем с жидкой дисперсной средой и твердой или жидкой дисперсионной фазой широко используется в

фармацевтической технологии. Например, при получении таких лекарственных форм, как

 

суспензии, эмульсии,

мази, пла-

Седиментационная (кинетическая( устойчивость - способ-

стыри и

др. Одна

из

основных

ность частиц противостоять силе тяжести, сохраняя равно-

мерное распределение частиц по всему объему дисперсной фазы.

проблем дисперсных систем – это

Агрегативная устойчивость - способность частиц противо-

стоять агрегированию. Эти два типа устойчивости взаимо-

проблема

устойчивости (седи-

связаны, и нарушение агрегативной устойчивости снижает

 

 

 

 

седиментационную устойчивость системы, способствуя

ментационной и

агергативной),

осаждению частиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

Ресуспендируемость характеризует способность суспензии восстанавливать свои свойства как гетерогенной системы при взбалтывании

то есть способности сохранять однородный дисперсный состав во всем объеме. Именно от этого зависит точность дозирования, стабильность в процессе хранения и фармакокинетические параметры препарата. Поэтому одним из требований к суспензиям и эмульсиям как лекарственным

формам является высокая дисперсность, ресуспендируемость или параметры расслаивания систем.

.

На основании закона Стокса, описывающего параметры устойчивости дисперсных систем, можно сформулировать пути ее обеспечения:

-использование дисперсных сред высокой вязкости,

-введение ПАВ,

 

 

-

тонкое

измельчение

(диспергирование)

дисперсной

Технологический регла-

 

 

мент – Руководящий

фазы и гомогенизация (равномерное распределение ее в среде).

нормативный документ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

являющийся совокупно-

 

 

Первые два условия учитываются на этапе разработки

стью правил, опреде-

 

 

 

 

 

 

 

препарата,

так

как состав

ляющих порядок дея-

 

 

 

 

 

 

тельности фармацевтиче-

 

ФСП

фармакопейная

статья

 

 

предприятия. Стандарт качества на

 

строго

регламентируется

ского предприятия по

 

лекарственное средство под торго-

 

выпуску готовой продук-

 

вым названием, содержащий пере-

 

нормирующими

ции.

 

чень показателей и методов кон-

 

 

 

троля

качества

лекарственного

 

документами

(ФСП,

 

 

средства

производства конкрет-

 

 

 

ного

предприятия,

учитывающий

 

технологический регламент). Последнее имеет особое

 

конкретную технологию

данного

 

 

предприятия, и прошедший экс-

 

 

 

 

 

 

пертизу и регистрацию в уста-

 

значение при производстве, поскольку его соблюдение

 

новленном порядке.

 

 

 

неразрывно связано с качеством готового лекарствен-

 

 

 

 

 

 

 

ного препарата.

Диспергирование (и эмульгирование) является основным способом получения сус-

пензий и эмульсий в фармацевтической технологии. Используют диспергирование механическое и ультразвуковое.

Механическое диспергирование часто проводят в 2 этапа. Первый - с целью получения первичной, грубой дисперсии. Его осуществляют с помощью лопастных, якорных мешалок, мощности которых может быть не достаточно для получения стабильных при хранении препаратов, особенно в случае высоковязких систем. Второй этап – гомогенизация с использованием мельниц и РПА. Применение турбинных мешалок позволяет получить стандартный и стабильный препарат без дополнительной гомогенизации. В любом случае при выборе оборудования следует учитывать реологические свойства системы.

Для диспергирования в жидкой среде используют некоторые наименования оборудования, представленные в пособии «Измельчение» (эксцельсиор, шаровую мельницу и др.).

56

Следует отметить, что измельчение в присутствии жидкости позволяет добиться меньших размеров частиц из-за «расклинивающего эффекта». Кроме того, жидкость препятствует когезии микронизированных частиц, причиной которой является высокая активность вновь образованной поверхности дисперсной фазы.

Ульразвуковое диспергирование

Основано на том, что ультразвуковая волна создает в озвученной системе зоны сжатия и разряжения, которые попеременно сменяют друг друга с частотой ультразвука (более 20 кГц). В фазу разряжения происходит нарушение однородности жидкости: в локальной области жидкой среды на долю секунды создается разрыв - кавитационная полость с отрица-

тельным давлением, образующая новую фазу - «вакуумный» пузырек. Через границу раздела фаз жидкость/газ растворенные в дисперсионной среде газы выделяются из жидко-

сти, способствуя росту «пузырька». В последующую фазу – фазу сжатия - «пузырьки» уменьшаются и схлопываются, при этом выполняя роль вторичных источников ультразвука. Возникающая при этом ударная волна измельчает вовлеченные в кавитационные полости и находящиеся рядом с ними частички измельчаемого материала.

При получении эмульсий под действием ультразвука помимо описанных явлений на границе раздела жидкостей возникают волны, фрагменты которых отрываются и распадаются на капли. Эти капли звуковым ветром «вгоняются» в другую жидкость. В результате образования кавитационных полостей, их захлопывания и возникающей неоднородности давления в системе возникают микротечения и потоки, способствующие взаимному диспергированию жидкостей.

Эмульсии, полученные с помощью ультразвука, стабильнее эмульсий, полученных механическим диспергированием. Размеры их частиц, как правило, меньше и могут дости-

гать 0,1 – 0,5 мкм.

При получении суспензий с помощью ультразвука в результате описанных явлений твердые частицы дисперсной фазы подвергаются разному ускорению в соответствии со своей массой, размером, структурой (топография поверхности, сеть микротрещин и т.д.) и инертностью. Они сталкиваются друг с другом, а в фазу захлопывания кавитационных полостей разрушаются по «слабым местам». Полученные суспензии стерильны.

Гомогенизация. Этот процесс используетиспользуется в технологии вязко-пластичных дисперсных систем, в частности, мазей, суспензий и эмульсий. Целью гомогенизации является

Гомогенизация

(от греч. homogenes - однородный) - создание однородной (гомогенной) структуры путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей

57

Тиксотропия
(от греч. thíxis - прикосновение и tropé - поворот, изменение), способность некоторых структурированных дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать разрушенную механическим воздействием исходную структуру. В более широком смысле Т. - временное понижение эффективной вязкости вязко-текучей или пластичной системы в результате её деформирования независимо от физической природы происходящих в ней изменений.

достижение однородности, равномерного взаимораспределения компонентов и, следовательно, точности дозирования. Осуществляется гомогенизация в результате механического воздействия с помощью специального оборудования, схемы и принципы действия которого представлены в пособии.

При проведении гомогенизации следует учитывать особенности струк- турно-механических свойств гомогенизируемой системы и ее тиксотропные свойства.

Реологические свойства вязко-пластичных масс тесно связаны с прочностью их структуры и должны учитываться в технологии, в частности, при выборе аппаратурного оформления технологического процесса, при расчете скорости наполнения мази в первичную упаковку. Они определяют потребительские качества и обеспечивают легкость эвакуации препарата из упаковки при его использовании. Очевидно, что вязкость и проч-

ность не могут не влиять на скорость и полноту высвобождения лекарственного вещества. Эти показатели имеют особое значение в определении биодоступности лекарственных веществ в мазях, что обусловлено проблемным трансдермальным всасыванием. Реологические характеристики могут служить критерием оценки оптимальности проведения технологического процесса, а так же для сравнительной оценки оборудования.

Мази являются структурированными дисперсиями, структурный каркас которых образуют твердые частицы компонентов (углеводородов, жиров, эмульгаторов и др.). По-

этому, при воздействии внешних сил мази проявляют свойство упругости. Деформации, возникающие в них, в зависимости от приложенной силы могут быть обратимым (упругими) или необратимыми, в последнем случае мазь начинает течь. Реологические свойства (вязкость, упругость, прочность) мази не подчиняются закону Ньютона и зависят от температуры, скорости охлаждения, деформирующей силы и др. То есть факторы, определяющие реологические свойства, имеют различное значение на этапах технологии лекарственной формы. Они меняются при расплавлении, последующем охлаждении и механической обработке, и должны быть учтены при получении стандартного и стабильного препарата. В технологии готовых лекарственных форм, в частности мазей, гомогенизация проводится после введения лекарственного вещества в основу. Поэтому интенсивность и кратность проведения гомогенизации имеют особое значение в технологии этих лекарственных форм.

58

(от лат. Coagulatio - свёртывание, сгущение), слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового (броуновского) движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате К. образуются агрегаты - более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных). Первичные частицы в таких скоплениях соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. К. сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц (увеличением размера и массы агрегатов) и уменьшением их числа в объёме дисперсионной среды - жидкости или газа.
Коагуляция
Флокуляция
(от лат. flocculi – клочья, хлопья), вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Ф. в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ – флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и пр. воздей-
ствиях

Дополнительную сложность в решение вопроса получения стандартного препарата привносит свойство тиксотропности, которое характеризуется тем, что под действием механической обработки (гомогенизации) происходят структурные изменения системы, сопровождающиеся изменением ее реологических свойств. Это происходит в результате разрушения установившихся между компонентами системы связей. После снятия механического воздействия система стремится к упорядочению и восстановлению этих свойств, а также к восстановлению прочности структуры, указанные показатели в результате могут значительно отличаться от первоначального уровня. Кривая течения в координатах: скорость сдвига – напряжение сдвига носит характер гистерезисной петли. Скорость и интенсивность процессов восстановления (компенсации) зависят от кратности, силы и продол-

жительности механической обработки (гомогенизации). Однако, после достижения определенного уровня этих изменений последующие механические воздействия существенного значения уже не имеют. При охлаждении (после расплавления) основы, диспергирования и гомогенизации разрушенные связи восстанавливаются. В процессе хранения прочность структуры гомогенизированных механически дисперсных систем возрастает.

Определение равномерности распределения и агрегативной стабильности.

Равномерность распределения и агрегативная стабильность суспензионных и эмульсионных систем связана с правильностью проведения процессов диспергирования и гомогенизации. Равномерность распреде-

ления может быть определена по концентрации дисперсной фазы в пробах, отобранных из различных точек объема.

Агрегативную стабильность определяют в готовом препарате. В USP 27 в монографиях на соответствующие лекарственные формы заложено требование отсутствия расслаивания (коалесценции) и наличия осадков или флокуляции. Методики анализа этих показателей основаны, как

правило, на определении расслаивания и седиментации образца, помешенного в цилиндр.

59

Вчастных статьях нормируется время седиментационной устойчивости или размеры частиц.

Внекоторых случаях в суспензиях определяют ресуспендируемость. Так ГФ Х1

Коалесценция

(от лат. coalesce - срастаюсь, соединяюсь), слияние капель или пузырей при соприкосновении внутри подвижной среды (жидкости, газа) или на поверхности какого-либо тела. К. сопровождается укрупнением капель (пузырей) и обусловлена действием сил межмолекулярного притяжения. Это самопроизвольный процесс, сопровождающийся уменьшением свободной энергии системы.

рекомендует определение равномерного распределения частиц в суспензиях после взбалтывания в течение 1-2 минут.

Оборудование для смешивания сыпучих и увлажненных масс.

Классификация смесителей

 

 

 

Смесители

 

 

 

 

С вращаю-

 

 

 

С псевдо-

 

 

 

 

 

 

 

 

щимся кор-

 

 

 

 

 

 

 

 

ожи-женным

пусом

 

 

 

 

 

 

 

 

слоем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С вращаю-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щимися ло-

 

 

Циркуля-

 

 

 

 

пастями

 

 

ционные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смесители с вращающимся корпусом, циркуляционные, с псевдоожиженным слоем пригодны для смешивания сыпучих твердых материалов. Смесители с вращающимися лопастями используются для сыпучих и увлажненных (вязко-пластичных) масс.

60