3 курс / Фармакология / Основы_фармацевтической_технологии_Спичак_И_В_,_Автина_Н_В_2010

ОСНОВЫ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

В технологии измельчение характеризуется условным индексом - степенью измельчения.

Степень измельчения - отношение среднего размера кусков материала до и после измельчения, выраженное в мм. В зависимости от начальных и конечных размеров частиц различают следующие виды измельчения: крупное, среднее, мелкое, тонкое, сверхтонкое.

Классификация машин для измельчения:

I.По типу измельчения:

1)изрезывающие – траворезки, корнерезки;

2)раздавливающие – валковые дробилки, щековые дробилки, бегуны;

3)истирающие – жерновые мельницы, шаровые мельницы, бегуны;

4)ударные – молотковые, дисковые мельницы

(дезинтегратор, дисмембратор).

II.По степени измельчения сырья:

1)для среднего и мелкого измельчения – бегуны, жерновые мельницы, дезинтеграторы, дисмембраторы, молотковые мельницы, вальцовые мельницы;

2)для тонкого измельчения - шаровые мельницы, стержневые мельницы;

3)для сверхтонкого измельчения - струйный измельчитель, вибрационная мельница.

2. Машины по измельчению минерального сырья. Устройство и принцип работы

Бегуны работают по типу удара. Это старая машина - представляет собой два вала (или колеса, выполненных из гранита, чугуна или стали), установленных в глубокой металлической тарелке. Валы вращаются в вертикальной плоскости, тарелка движется в горизонтальной. Различают бегуны:

–быстроходные;

–тихоходные.

Быстроходные работают со скоростью 15 оборотов в минуту и имеют меньшие размеры. Материал подается из загрузочной воронки в тарелку, где раздавливается и истирается бегунами и попадает в приемник.

Жерновые мельницы. Два горизонтально расположенных жернова один над другим с гладкой или рифленой поверхностью. Нижний–вращающийся, верхний – неподвижный. Материал подается между жерновами, истирается и сбрасывается в приемник.

Дезинтегратор. Мельница ударно-центробежного типа, которая имеет два параллельно расположенных диска. На внутренней поверхности дисков

41

Спичак И.В., Автина Н.В.

расположены выступы–штифты или пальцы. Диски вращаются в противоположные стороны со скоростью 1200 оборотов в минуту. Предназначен для измельчения хрупких материалов. Материал через загрузочное устройство попадаетмежудисками, ударяетсяопальцы, измельчаетсяичерезразгрузочное устройство попадает в приемник.

Дисмембратор. Имеетаналогичноеустройствосдезинтегратором, ноотличается тем, что один диск неподвижен, а другой вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту. Загрузочная воронка имеет магнитный сепаратор для улавливания металлических частиц. Материал подается между дисками, измельчается и вначале выбрасывается вверх в улитку, а оттуда попадает в приемник.

Шаровая мельница. Мельница барабанного типа представляет собой прочный металлический корпус в виде барабана, установленный на опорах. Внутри барабан заполнен на одну треть металлическими шарами одной массы (d = 2,5-15 см). При вращении мельницы материал измельчается за счет удара шаров и истирания. Работа измельчения будет проходить только при оптимальном числе оборотов мельницы (от 32 до 37). Расчет числа оборотов проводится при помощи коэффициентов.

Vоптим. = 32-37 / √ D

V критич. = 42,4 / √ D V критич. – критическое число оборотов

Если скорость вращения будет ниже оптимальной, то шары не будут подниматься на необходимую высоту, и материал не будет измельчаться. Если скорость выше оптимальной и приближается к критической, то шары будут прижиматься к стенкам барабана и вращаться вместе с ним. Недостаток этой мельницы - неоднородность полученного продукта.

Вертикальная шаровая мельница имеет корпус в виде цилиндра, вну-

три которого вращается ротор с насаженными дисками. Корпус заполнен мелкими шариками из кварцевого стекла (d = 0,8-2 мм). Материал подается насосом снизу вверх, измельчается и выходит через штуцер верхней части.

Вибрационная мельница. Имеет корпус цилиндрической формы, установленный на пружинах. В корпусе имеется устройство для вибрации – это вал с дебалансами, или эксцентриковый механизм. Корпус на 80% заполняется мелющими телами – шарами или стержнями. В результате вибрации возникают колебания шаров или стержней с частотой 1500 колебаний в минуту. Измельчают сухие и влажные материалы. Степень измельчения высокая. Недостаток - быстрый износ мелющих тел.

Струйный измельчитель с плоской помольной камерой. Предназна-

чен для сверхтонкого измельчения размером 1-6 мкм. Принцип измельчения основан на использовании струек воздуха или инертного газа, которые по-

42

ОСНОВЫ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ступают в аппарат под большим давлением. Воздух из распределительного коллектора через сопла попадает внутрь помольной камеры, причем сопла расположены таким образом, что струи воздуха в камере пересекаются. Материал подается внутрь камеры, в точках пересечения струек воздуха истирается, а также в результате столкновения частиц друг с другом. Кроме того, материал в смеси с воздухом приобретает в камере круговое движение и выходит в циклон-осадитель, где оседает на стенках и попадает в приемник. Отработанный воздух и взвешенные частицы выходят через штуцер. Достоинства: быстрота измельчения, высокая степень дисперсности, однородность продукта, возможность смешивания и сушка материала. Недостатки: большой расход энергии.

3. Аппаратура для измельчения лекарственного растительного сырья

Каждый вид сырья измельчается отдельно. Травы, стебли и листья – с помощью траворезок (или соломорезок). Плоды, семена и некоторые корни - с помощью валковых мельниц или валковых дробилок. Кора, корни – с помощью корнерезок. В случае сильнопылящего ядовитого сырья измельчающие машины должны быть закрыты кожухом, и работу необходимо проводить в респираторах. Семена, содержащие жирные масла, предварительно обезжиривают в аппарате Сокслета, а затем измельчают. Трудноизмельчаемые волокнистые корни (солодки, алтея) вначале выдерживают, завернув их в мокрую ткань, т. е. отволаживают.

Траворезка. Существует два вида: дисковые и барабанные. Рабочей частью дисковой траворезки является колесо-маховик, на спицах которого закреплены изогнутые ножи. Колесо можно вращать вручную и от электромотора. Рабочей частью барабанной траворезки является ножевой барабан, на наружной поверхности которого под углом 30 ° закреплены ножи. Обе траворезки имеют желоб, внутри которого проходит транспортерная лента. На желоб подается растительное сырье, которое подходит к измельчающему механизму и под действием питательных валиков продвигает сырье под ножи на определенную длину (от 2 до 8 мм). Измельченное сырье по лотку попадает в приемник.

Корнерезка с гильотинными ножами. Рабочей частью являются два массивных ножа: нижний – неподвижный, верхний с помощью кривошипношатунного механизма совершает возвратно-поступательные движения (вверх-вниз). Имеются транспортерная лента, которая движется внутри желоба, и 2-3 пары прессующих и направляющих валиков. Принцип работы: растительное сырье поступает на транспортерную ленту, уплотняется прес-

43

Спичак И.В., Автина Н.В.

сующими и направляющими валиками – направляется на нижний нож. Верхний нож падает, и частицы сырья попадают в приемник.

Дробильные валки. Представляют собой два параллельно расположенныхцилиндрасгладкойилирифленойповерхностью, вращающихсянавстречу друг другу. Один валец закреплен в неподвижном подшипнике (неподвижно), другой закреплен в подвижном подшипнике и соединен с пружиной. Это позволяет регулировать расстояние между вальцами и соответственно степень измельчения. Между вальцами вверху установлено загрузочное устройство. Материал попадает в промежуток между вальцами, измельчается, затем пружина отходит в сторону, вальцы раздвигаются, и материал попадает в приемник. Рифленые вальцы используют для хрупких материалов. Гладкие вальцы - для среднего и мелкого измельчения, при условии, что их диаметр в 10 раз превышает диаметр измельчаемых кусков.

4. Просеивание. Характеристика процесса. Механизированные сита. Устройство и принцип работы

После измельчения образуются частицы различного размера. Достижение одинакового размера происходит путем просеивания. Просеивание – это разделение материала на отдельные фракции по размеру частиц. Цели просеивания: достижение однородности материала, достижение текучести, достижение точности дозирования. В результате просеивания исходный материал разделяется на две фракции: просев (нижний продукт) и отсев (верхний продукт).

Работа сит оценивается двумя показателями:

1. Эффективность просеивания (или коэффициент полезного действия (КПД сита) – это отношение массы просева к массе частиц того же класса в исходном материале, выраженное в процентах.

КПД =g1. 100% /(g1 + g11)

g1 – масса просева;

g11 – масса отсева, содержащего частицы – размер которых меньше или равен размеру сита.

2. Производительность сита – количество просева, получаемого с 1 м2 поверхности сита за единицу времени.

Факторы, влияющие на производительность сит:

–влажность материала;

–толщина слоя материала на сите;

–скорость просеивания;

–размер и форма отверстий сита;

–характер движения материала;

–длина пути, которую проходит материал на сите.

44

ОСНОВЫ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Ситовое разделение материала с помощью механизированных сит.

Механизированное сито – это совокупность двигателя и сетки. В зависимости от вида сетки различают следующие сита:

–плетеные;

–штампованные (пробивные);

–колосниковые.

Плетеные сита выполнены из капроновых, шелковых и металлических нитей. В качестве металлических нитей используют медную, стальную, латунную проволоку.

Сита из металлических нитей непрочные, и их обрывки могут попадать в материал, поэтому они исключены из ГФ XI изд. В ГФ: капроновые с квадратной формой отверстия и шелковые с многоугольной формой отверстий. Номер таких сит обозначает количество отверстий на один см по длине и ширине.

Штампованные сита: состоят из листов оцинкованного железа, имеют круглую, овальнуюиликвадратнуюформуотверстий. ВГФвключеныситас круглыми отверстиями с № 10, 20, 30…100. Номер сита обозначает диаметр отверстия в мм, умноженный на 10.

Колосниковыесита(подовыерешетки) – решеткиизчугунныхилиметаллических пластин. Пластины в сечении имеют форму трапеции и устанавливаются на дне мельниц ударного типа (в молотковых мельницах).

Классификация ситовых механизмов:

1)по виду поверхности сита:

–плоские (трясунок, вибрационные);

–барабанные.

2)по механизму движения сита:

–качающиеся (трясунок).

–вибрационные подразделяются на: инерционные, гиррационные, электромагнитные.

Качающиеся сита (трясунки или грохота). Процесс просеивания – грохочение. Сито трясунок - короб, дно которого затянуто сеткой, установлен горизонтальноилинаклоннонароликахилиподшипниках. Работаетотэлектромотора, с помощью коленчатого вала или кривошипно-шатунного механизма совершает возвратно-поступательные движения с амплитудой до 20 см. Материал подается на сито, просев падает в приемник, установленный внизу и закрытый кожухом. В случае сильнопылящих веществ сито закрывают крышкой. Это сито самое простое по конструкции, но имеет недостаток

–во время работы сита наблюдаются толчки, вследствие чего происходит слипание материала и забивание отверстий сита.

45

Спичак И.В., Автина Н.В.

Вибрационные сита снабжены вибраторами, за счет которых материал

– носительподбрасываетсявверхвовремяпросеивания, итемсамымисключается забивание отверстий сита. В этом преимущество данного типа сит.

Вращательно-вибрационное сито. Принцип работы: материал через загрузочную воронку поступаетна поверхность сита. В нижней части установлен вал с двумя дебалансами, который выполняет роль вибратора. Вибрации передаются на поверхность сита частицам материала, и, кроме того, в этом сите происходит воздействие вибратора - материал на сите приобретает круговое движение. Просев поступает в приемник, а отсев попадает в отдельную тару.

Электромагнитноемногоярусноесито. Этокомплектизтрехсит, распо-

ложенных под углом 20-40°, причем верхнее сито имеет наибольший размер отверстий, нижнее – наименьший. Под нижним ситом находится электромагнитный генератор, каждое сито соединяется с поверхностью генератора с помощью толкателя. От генератора вибрации передаются сначала в отдельные точки, а затем на всю поверхность сита. Просеивается материал на три фракции, которые попадают в три приемника.

Трибоэлектрические явления при просеивании. В результате трений частиц при просеивании о поверхность сетки возникают электростатические заряды (трибоэлектричество). Если частицы имеют одинаковый заряд, то они отталкиваются, в результате – сильно запыленное помещение; если частицы имеют разный заряд, то наблюдается слипание частиц, что делает невозможным процесс просеивания.

Меры борьбы:

–раздельное просеивание веществ;

–чаще производить замену сетки сита;

–сита должны быть заземлены (трибоэффект).

5.Смешивание. Характеристика процесса. Аппаратура для смешивания лекарственных и вспомогательных веществ

Смешивание - это процесс равномерного распределения одного или нескольких компонентов во всем объеме материала. Аппараты, в которых сыпучие материалы смешиваются между собой или с добавлением жидкостей, называются смесители.

Классификация смесителей:

1)по принципу работы: периодического и непрерывного действия;

2)по способу воздействия на смесь: гравитационные и центробежные;

3)по конструкции: червячно-лопастные, барабанные, центробежные, с псеводоожижением сыпучего материала.

Червячно-лопастной смеситель. Представляет собой емкость в виде корыта, имеется крышка, внутри вращаются два ротора, которые и выполняют

46

ОСНОВЫ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

роль лопастей. Лопасти могут иметь различную форму. Наиболее известны «сигма»- и «зед»-образные лопасти. Передняя лопасть вращается со скоростью 17-24 оборота в минуту; задняя – 8-11 оборотов в минуту. Измельчаемыйматериалпоступаетвнутрьемкости, гдевначалезахватываетсяпередней лопастью и направляется вверх, затем второй лопастью – направляется вниз. Эти смесители используются при производстве сборов, порошков, таблеток, гранулята. Разновидностью червячно-лопастных смесителей является ленточный смеситель, который имеет аналогичное устройство, но перемешивание осуществляется с помощью металлических изогнутых лент.

Барабанные смесители. Рабочая емкость в этих смесителях имеет форму цилиндра, куба, конуса или иную. Наиболее распространен смеситель в форме цилиндра, закрепленного на роликах, вращающихся со скоростью 6-8 оборотов в минуту. Для лучшего смешивания внутри корпуса расположены продольные полки, а на внутренних стенках закреплены спиралеобразные лопасти. Достоинство смесителя: простота в работе; недостаток – длительность работы из-за малой скорости вращения.

Смеситель центробежного действия с вращающимся конусом пред-

ставляет собой аппарат, в верхней части которого установлена емкость с крышкой. На крышке имеется люк для подачи материалов. Внутри емкости находится открытый сверху конус, который вращается с помощью ротора. В нижней части конуса имеются отверстия–«окна». Между стенками конуса и емкости установлены рамные мешалки. В нижней части аппарата установлен сборник. Принцип работы: материал через люк попадает в конус, под действием центробежной силы выбрасывается из него в промежуток между стенками конуса и емкости, где рамными мешалками направляется в окна конуса и снова попадает внутрь конуса, а затем снова из него выбрасывается. Такая циркуляция материала повторяется несколько раз. Достоинства – высокое качество смешения, быстрота и высокая производительность.

Двухвальцовые шнековые смесители представляют собой горизон-

тальные корыта, внутри которых вращаются с разной скоростью два параллельных вала с лопастями, одни из которых перемешивают материал, другие его транспортируют. Материал поступает через бункер и движется, перемешиваясь, вдоль одного вала, затем передается лопастным колесом на другой вал и движется вдоль него в обратном направлении.

Аппараты с псевдоожижением сыпучего материала. Смешивание про-

исходит за счет воздуха, имеющего определенную скорость и давление. Если давление газа больше сопротивления материала, то слой твердых частиц приобретаеттекучесть. Твердыечастицы переходятв интенсивное движение в потоке газа, и весь слой напоминает кипящую жидкость – псевдоожиженное состояние.

47

Спичак И.В., Автина Н.В.

РАЗДЕЛ 2

2.1.Производство твердых лекарственных форм

1.Порошки. Характеристика лекарственной формы. Основные технологические стадии изготовления. Оценка качества.

2.Таблетки. Характеристика, технология, оценка качества.

3.Микрокапсулы. Основные принципы изготовления. Оценка качества.

1.Порошки. Характеристика лекарственной формы. Основные технологические стадии изготовления. Оценка качества

К твердым ЛФ относятся порошки, таблетки, драже, гранулы, микрогра-

нулы.

Порошки – твердая лекарственная форма для внутреннего и наружного применения, состоящая из одного или нескольких измельченных веществ и обладающая свойством сыпучести.

Порошки классифицируют по способу применения, составу и характеру дозирования.

По способу применения порошки подразделяются на предназначенные длявнутреннегоинаружногоприменения(присыпки, нюхательные, длявдувания).

По составу порошки подразделяют на простые (состоящие из одного ингредиента) и сложные (состоящие из нескольких ингредиентов).

По характеру дозирования различаются порошки неразделенные и разделенные на отдельные дозы.

Процесс производства порошков состоит из следующих стадий:

–измельчение исходных материалов;

–разделение частиц порошков по размерам (просеивание);

–смешивание;

–фасовка и упаковка.

Контроль качества порошков проводят по следующим показателям: подлинность, количественное содержание действующих веществ, степень дисперсности, чистота, масса.

В зависимости от медицинского применения и способа употребления порошки должны иметь определенный размер частиц (степень дисперсности).

Кристаллические порошки, предназначенные для растворения перед употреблением больными обычно выпускаются в виде среднемелких, среднекрупных и даже крупных порошков (0,2-0,3мм).

Дляпорошковснеуказаннойстепеньюизмельченияполучаютмелкийпорошок с размером частиц 0,16 мм.

48

ОСНОВЫ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Порошки-присыпки, предназначенные для лечения различных повреждений кожи или слизистых оболочек, должны иметь высокую степень дисперс-

ности: 0,090-0,093 мм.

2. Таблетки. Характеристика, технология, оценка качества Таблетки– твердаядозированнаялекарственнаяформа, получаемаяпрессованием лекарственных веществ, смеси лекарственных и вспомогательных веществ или формованием специальных масс и предназначенная для внутреннего, наружного, сублингвального или парентерального применения. По способу получения таблетки подразделяют на 2 типа: прессованные (методом прессования изготовляют подавляющее большинство таблеток) и

тритурационные (методом формования – 1-2% нитроглицерин). Характеристика. Круглой формы с плоской или двояковыпуклой торце-

вой поверхностью. Размер от 3 до 25 мм в диаметре. Таблетки диаметром > 25 мм называются брикетами. Таблетки диаметром > 9 мм имеют одну или 2 риски для деления на 2 или 4 части, чтобы варьировать дозировку лекарственного вещества. Масса таблеток от 0,05 до 0,6 г определяется дозировкой лекарственного вещества.

Как и другие ЛФ, таблетки имеют свои (+) и (-) стороны. К положительным качествам таблеток относятся:

а) полная механизация процесса изготовления, обеспечивающая высокую производительность, чистоту и гигиеничность таблеток;

б) точность дозирования лекарственных веществ; в) портативность таблеток, позволяющая быстро отпустить необходимые

больному ЛП и облегчающая работу аптек по транспортировке и хранению; г) длительная сохранность лекарственных веществ в спрессованном со-

стоянии; д) маскировка неприятных органолептических свойств (вкус, запах).

е) возможность сочетания лекарственных веществ, несовместимых по их физико-химическим свойствам в др. формах;

ж) локализация действия лекарственного препарата; з) пролонгированное действие лекарственных веществ;

и) регулирование последовательного всасывания нескольких лекарственных веществ из таблетки в определенные промежутки времени - создание многослойных таблеток;

к) предупреждение ошибок при отпуске и приеме лекарств, достигаемое выпрессовыванием на таблетке надписей.

Нарядусэтимтаблеткинесвободныиотнекоторых(вполнеустранимых) недостатков:

49

Спичак И.В., Автина Н.В.

а) при хранении таблетки могут терять свою распадаемость и цементироваться или, наоборот, разрушаться;

б) с таблетками в организм вводятся вещества, не имеющие терапевтической ценности, иногда вызывающие некоторые побочные явления (например, тальк раздражает слизистую);

в) отдельные субстанции (NaBr и KBr) образуют в зоне растворения высококонцентрированные растворы, которые могут вызывать сильное раздражение слизистых оболочек. Недостаток этот устраним, такие таблетки перед приемом измельчают и растворяют в определенном количестве воды;

г) не все больные, особенно дети, могут свободно проглатывать таблетки.

Основныетребованияктаблеткамитеоретическиеосновытаблетиро-

вания.Ктаблеткампредъявляютсятриосновныхтребования:точностьдозиро- вания–однородность(равномерность)распределениядействующеговещества втаблетке; правильностьвесатаблетки; механическаяпрочность. Твердость, ломкость, хрупкость характеризуют качество таблеток. Таблетки должны обладатьдостаточнойпрочностью, чтобыоставатьсянеповрежденнымипримеханическихвоздействияхвпроцессеупаковки, транспортировкиихранения. Распадаемость – способность распадаться или растворяться в сроки, регламентируемые НТД.

Точность дозирования зависит от многих условий. Во-первых, от однородности таблетируемой массы, которая обеспечивается при тщательном перемешивании лекарственных и вспомогательных веществ и равномерном распределении их в общей массе. Если масса состоит из частиц разного размера (разной массы), то при встряхивании загрузочной воронки смесь расслаивается: крупные частицы остаются сверху, мелкие опускаются вниз. Расслаивание вызывает изменение массы таблеток. Говоря об однородности материала, имеют в виду также однородность его по форме частичек. Вовторых, точность дозирования зависит от быстроты и безотказности заполнения матричного гнезда. Если за короткое время пребывания воронки над матричным отверстием высыпается меньше материала, чем может принять матричное гнездо, таблетки всегда будут меньшей массы.

Точность дозирования достигается гранулированием. Гранулирование – процесс превращения порошкообразного материала в частицы (зерна) определенной величины. Невозможно добиться абсолютной однородности гранул, однако, варьируя соотношение фракций гранулята, можно установить оптимальный состав.

Гранулирование улучшает сыпучесть, обеспечивает равномерную скорость поступления в матричное гнездо строго определенного количества таблетируемой массы, механическую прочность таблетки.

Технология таблеток. Наиболее распространены три технологические схемы получения таблеток: с применением влажного или сухого гранули-

50