Вопросы и ответы фармтехнология. Непрерывный и периодический технологический процесс
 Скачать 6.32 Mb.
|
|
58 – 59 .Пропелленты, классификация. Требования к эвакуирующим средам. Характеристика содержимого аэрозольного баллона. Пропелленты — газообразующие компоненты аэрозоля, на потенциальной энергии которых основан принцип вытеснения содержимого баллона и его диспергирования. К пропеллентам предъявляют ряд требований: при избыточном давлении легко превращаться в жидкости; давление насыщенного пара при температуре 20 °С должно находиться в пределах 2—8 атм; быть химически стойкими и не подвергаться гидролизу; обладать химической совместимостью с лекарственными веществами, не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки, быть безвредными. Пропелленты классифицируют по химической природе и агрегатному состоянию. По агрегатному состоянию пропелленты делят на три группы: сжиженные газы- фторхлорорганические соединения (фторхлоруглеводороды — фреоны , или хладоны), углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан и др.) и хлорированные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид и др.) сжатые газы- сжатый азот, азота закись, углерода диоксид, аргон. Сжатые газы нетоксичны, химически инертны, дешевы легколетучие органические растворители - простые эфиры — диметиловый, метилэтиловый и ди- этиловый. Их отрицательные свойства — огнеопасность, взрывоопасность, наркотическое и раздражающее действия на дыхательные пути. Двухфазные аэрозольные системы В аэрозольной упаковке пропеллент может находиться в газообразном и жидком состоянии. В случае, если концентрат образует с жидким пропеллентом раствор, аэрозольную систему называют двухфазной. Газовая среда в баллоне состоит из паров пропеллента и сжатого газа и летучих компонентов аэрозольного концентрата. Давление газовой фазы пропеллента распространяется в равной степени на все внутренние стенки упаковки. Выдача содержимого происходит в том случае, если атмосферное давление будет ниже внутреннего давления в баллоне. При выдаче сжиженный пропеллент быстро испаряется и вызывает распыление продукта в виде мельчайших капелек, тумана. Трехфазные аэрозольные системы Большинство фармацевтических аэрозолей представляет собой системы, в которых концентрат-раствор, эмульсия или суспензия не смешиваются с жидким пропеллентом, и в баллоне находятся три отдельные фазы: газообразная, твердая и жидкая .Экологические проблемы производства и применения аэрозолей. Длительное и чрезвычайно широкое применение фреонов привело к значительным экологическим проблемам – возникновению озоновых дыр и «парниковому» эффекту, ведущим к повышению солнечной инсоляции, нарушению регуляции морских экосистем, увеличению риска развития рака кожи, катаракты, снижению иммунной защиты. В целях предотвращения экологической катастрофы международным сообществом было выработано соглашение (Венская Конвенция 1985 г.), а в 1987 г. был принят Монреальский, призывающий ограничить производство и использование фреона. Согласно Монреальскому протоколу в развитых странах производство и потребление фреонов должно было прекратиться с 1 января 1996 г. Временное исключение было сделано для жизненно важных препаратов, необходимых для поддержания здоровья и безопасности общества, при отсутствии технически и экономически доступных альтернатив, приемлемых с позиций охраны окружающей среды и здоровья. 60. Медицинские карандаши. Характеристика и назначение. Классификация. Их характеристика, методы получения, оценка качества. Технология карандашей, получаемых способом выливания. Медицинские карандаши – твердая лекарственная форма для наружного применения, имеющая вид цилиндрических палочек, длиной до 5 – 6 см и толщиной 4 – 8 мм или сферических конусов, округло заостренных с одного конца, массой от 0,5 – 0,6 до 10 г. Классификация По способу получения и по типу основы Плавленые карандаши Карандаши из гидрофильных масс (купоросные карандаши) Карандаши из жировых масс (карандаши ментоловые) Мазевые карандаши (изготавливаются по типу губных помад). По способу применения Кровеостанавливающий карандаш (показанием к применению является мелкое кровотечение. Используется при царапинах, ссадинах и мелких порезах после бритья). Репеллентные карандаши (характеризуются репеллентным действием, защищая от укусов кровососущих насекомых и клещей) Косметические антибактериальные карандаши (используется в качестве антибактериального и противовоспалительного средства для лечения прыщей и угрей). Противопростудные карандаши (роликовыми карандашами, в состав которых чаще всего входят вещества: ментол, камфора, эфирные масла, обладающие антибактериальным действием. Как основу используют вазелиновое масло. Применяются для облегчения симптомов простуды. Стоматологические карандаши (применяются для нанесения лекарственных средств на слизистую оболочку полости рта). Медицинские карандаши получают способами выливания, прессования, выкатывания и погружения. Способом выливания карандаши получают из легкоплавких солей или солей, плавящихся в своей кристаллизационной воде. Если соли имеют высокую температуру плавления, их смешивают с другими солями, содержащими кристаллизационную воду и не обладающими ярко выраженным фармакологическим действием. Медицинские карандаши на гидрофобной основе (ментоловые, мигреневые) получают выливанием .В котле с паровой рубашкой расплавляют основу (парафин, воск, спермацет, церезин, ланолин и др.), растворяют в ней лекарственное вещество, процеживают горячий раствор и разливают его в формы, предварительно смазанные мыльным спиртом или глицерином и установленные на льду. После остывания в течение 20 – 30 минут карандаши достают из формы, проверяют их качество и вставляют в пенал из пластмассы или упаковывают в фольгу, целлофан, пергамент. 61.Растворы как лекарственная форма. Определение, классификация, стадии технологического процесса. Достоинства и недостатки растворов по сравнению с твердыми лекарственными формами. Растворение как диффузионно-кинетический процесс. Способы получения растворов. Растворы — это жидкие гомогенные системы, состоящие из растворителя и одного или нескольких компонентов, распределенных в нем в виде ионов или молекул. Растворы имеют ряд преимуществ перед другими лекарственными формами, так как лекарственные вещества, находящиеся в виде ионов и молекул, быстрее всасываются в желудочно-кишечном тракте. Недостатками растворов являются большой объем, возможность гидролитических и микробиологических процессов, вызывающих быстрое разрушение готового продукта. В зависимости от применяемого растворителя все многообразие растворов можно подразделить на следующие группы: водные ; спиртовые; глицериновые ,масляные ,ароматные воды; сиропы. Получение растворов состоит из следующих стадий: подготовка или получение лекарственных веществ и растворителя, растворение, очистка раствора от механических включений, стандартизация, фасовка и упаковка. 1 Подготовка лекарственного вещества и растворителя включает такие операции как отвешивание, отмеривание по объему, измельчение, просеивание, фильтрование или процеживание некоторых растворителей, получение воды дистиллированной, этанола заданной концентрации. 2 Растворение — диффузионно-кинетический процесс, протекающий при соприкосновении растворяемого вещества с растворителем. При растворении можно выделить условно следующие стадии: 1)контактирование поверхности твердого тела с растворителем, сопровождающееся смачиванием, адсорбцией и проникновением растворителя в микропоры частиц твердого тела; 2)взаимодействие молекул растворителя со слоями вещества на поверхности раздела фаз, сопровождающееся сольватацией молекул или ионов и их отрывом; 3)переход сольватированных молекул или ионов в жидкую фазу; 4)выравнивание концентраций во всех слоях растворителя Исходным положением диффузионно-кинетической теории следует считать наличие пограничного диффузионного слоя и его влияния на изменение скорости процесса, кинетика которого описывается следующим уравнением: В зависимости от соотношения диффузионных и кинетических (межфазных) механизмов возможны три основных типа растворения: диффузионный ,кинетический и диффузионно-кинетический, когда значения коэффициента скоростей межфазного и диффузионных процессов являются сопоставимыми. В производстве растворение желательно проводить, ускоряя диффузию за счет перемешивания жидкой фазы. Однако для медленно- и труднорастворимых веществ межфззный процесс имеет место даже при интенсивном перемешивании. Смачивание твердого тела зависит от полярности растворителя и поверхности, свойства которой могут изменяться за счет адсорбции воздуха, влаги или примесей, ее пористости и шероховатости, наличия дефектов кристаллической решетки и микротрещин. Для увеличения смачиваемости целесообразно измельчение проводить в среде растворителя. 3 Очистка –Отстаивание, Фильтрование, Центрифугирование. 4 СТАНДАРТИЗАЦИЯ Основной показатель качества растворов — количественное содержание действующего вещества. При несоответствии концентраций раствора требуемой, следует рассчитать необходимое количество растворителя или концентрированного раствора. Кроме действующих веществ, определяются: значение pH, показатель преломления, плотность, цветность, мутность и допустимые пределы примесей. В растворах на этаноле дополнительно определяется его содержание по фармакопейным методикам, так как оно влияет на стабильность и образование осадка при хранении. 62.Пути интенсификации процесса растворения: температурный и гидродинамический режим. Способы перемешивания (механический, пневматический, гравитационный, в трубопроводе, акустический, циркуляционный). Типы мешалок, их классификация, устройство и принцип работы. Для увеличения скорости растворения можно изменять температурный режим, увеличивать разность концентраций, уменьшать вязкость и толщину пограничного диффузионного слоя путем изменения гидродинамических условий, измельчать исходное вещество, увеличивая поверхность контакта с растворителем. Для реализации этих возможностей технологический процесс ведут в реакторах, имеющих рубашку для обогрева паром или охлаждения системы рассолом, и перемешивающее устройство. Гидродинамический режим процесса связан не только со способом обтекания(Прямое обтекание, Гравитационное обтекание ,Инерционное обтекание)но и со скоростью потока жидкости. При ламинарном движении скорость конвективной диффузии увеличивается только в направлении движения потока и зависит от молекулярной вязкости. При турбулентном (вихревом) потоке массоперенос может осуществляться даже в поперечном направлении и скорость массопереноса не зависит от молекулярной вязкости. Интенсивный массоперенос способствует быстрому завершению растворения. Перемешивание в жидкой среде осуществляется следующими способами: механическим с помощью мешалок различной конструкции; пневматическим — сжатым воздухом или инертным газом с пульсацией или без нее; гравитационным; перемешиванием в трубопроводе; акустическим (ультразвуковым); циркуляционным. Наиболее распространенным является механическое перемешивание с помощью мешалок различной конструкции. Они различаются в зависимости от скорости вращения на тихоходные (0,2—1,3 об/с) и быстроходные (2—30 об/с). По устройству лопастей различают мешалки лопастные, пропеллерные, турбинные. Лопастные мешалки состоят из двух или большего числа лопастей, расположенных перпендикулярно или наклонно к оси вала. Скорость конца лопасти составляет 1—5 м/с, поэтому перемешиваются только слои, находящиеся в непосредственной близости от лопастей, создавая ламинарные, радиальные потоки жидкости. Они применяются для перемешиваемых жидкостей с малой вязкостью. Якорные мешалки имеют форму, соответствующую внутренней поверхности реактора. Их диаметр близок к внутреннему диаметру аппарата. Они служат для перемешивания вязких жидкостей. Рамные мешалки как и якорные прочны и предназначены для вязких жидкостей. Состоят из нескольких лопастей, соединенных в виде рамы для перемешивания широких по всей толщине аппарата слоев жидкости Пропеллерные мешалки, имеют винтообразно изогнутые лопасти —угол наклона по длине от 45° у ступицы вала до 20° на конце лопасти. Поэтому разные участки лопасти под разным углом встречают жидкость и создают интенсивные осевые вертикальные потоки, что приводит к захвату всех ее слоев и обеспечивает перемешивание во всем объеме аппарата. Турбинные мешалки могут быть открытого и закрытого типа с плоскими и наклонными лопастями. Они создают преимущественно радиальные и осевые потоки жидкости, обеспечивая интенсивное перемешивание во всем объеме Перемешивание с помощью сжатого воздуха или инертного газа (пневматическое) применяется для агрессивных сред и получения инъекционных растворов в атмосфере инертного газа. Для интенсификации перемешивания используются пульсаторы, которые подают воздух или газ в виде пульсирующего потока. Перемешивание, основанное на различной плотности растворителя и раствора (гравитационное). Оно осуществляется самопроизвольно. Растворяемое вещество помещают в сетку или тканевые мешки в верхних слоях растворителя. Образующийся более «тяжелый» раствор опускается на дно, а чистый растворитель поднимается вверх и омывает вещество. Возни кают циркулирующие потоки с разной концентрацией, растворение при этом значительно ускоряется. Перемешивание в трубопроводе обычно проводят в Y-образном устройстве. По двум трубам подают две жидкости, которые попадают в третью — смеситель, где за счет большой скорости потоков и турбулентного, вихреобразного движения происходит их перемешивание. Перемешивание с помощью генераторов ультразвука (акустическое). Оно достигается с применением магнитострикционных или гидродинамических типов жидкостных свистков и роторно-пульсационного аппарата РПА . В этом случае за счет кавитаций, механического воздействия измельчается твердая фаза, что значительно ускоряет процесс растворения. Перемешивание перекачиванием жидкости (циркуляционное). Оно осуществляется с помощью насоса из емкости и возвращением в нее через разбрызгивающее устройство. Циркуляцию внутри сосуда можно создать подачей пара в жидкость через сопло, при этом одновременно производя нагревание. 63 Способы разделения жидких гетерогенных систем: отстаивание, фильтрование, центрифугирование. Принцип работы применяемого оборудования. Основными следует считать отстаивание, фильтрование, центрифугирование. Выбор способа и условий разделения связан со свойствами исходных дисперсных систем — взвесей, эмульсий и пен. Отстаивание Отстаивание жидких гетерогенных систем — разделение под действием сил тяжести. Процесс прост в исполнении, не требует сложной аппаратуры и больших энергетических затрат. Движущей силой процесса является разность плотностей твердой фазы и дисперсионной среды. Частицы с большим диаметром осаждаются быстрее. Разделение этим способом зависит от характера движения твердых частиц в ламинарном или турбулентном режиме. Отстаивание проводят в отстойниках или седиментаторах периодического, полунепрерывного или непрерывного действия. Отстойники периодического действия — это емкости, имеющие краны для слива осветленной жидкости на разной высоте. После отстаивания открывают краны, начиная с верхнего, и сливают прозрачную жидкость. В отстойниках полунепрерывного действия непрерывно подается взвесь и сливается осветленная жидкость, а осадок удаляется периодически В отстойниках непрерывного действия взвесь подается в центральную часть аппарата непрерывно, осадок с помощью скребка выводится через штуцер в нижней части отстойника. Осветленная жидкость через кольцеобразный желоб, расположенный в верхней части аппарата, постоянно сливается. Фильтрование — это процесс разделения неоднородных систем: взвесей и аэрозолей с помощью пористых перегородок (фильтров). Жидкость контактирует с поверхностью фильтра и под действием разности давлений жидкая среда проходит через поры и собирается в виде фильтрата, а твердые частицы задерживаются. В зависимости от свойств перегородки и взвесей различают задерживание частиц в глубине или на поверхности фильтрующего материала. Процесс задерживания частиц в глубине сопровождается механическим задерживанием твердых частиц суспензии в толще капиллярно-пористого материала перегородки, а также за счет адсорбции и электро- кинетического взаимодействия, что постепенно приводит к закупориванию пор. Этот способ целесообразно применять для малоконцентрированных взвесей (менее I %). Задерживание частиц на поверхности. Процесс происходит с образованием осадка на поверхности перегородки, который является дополнительным фильтрующим слоем и постепенно увеличивает общее гидравлическое сопротивление продвижению жидкости. Роль перегородки в этом случае состоит в механическом задерживании частиц. Используется для фильтрования взвесей с содержанием твердой фазы более 1 %. Фильтрующие перегородки должны отвечать следующим требованиям: задерживать частицы требуемых размеров; обладать химической устойчивостью; иметь достаточную механическую прочность; обеспечивать минимальное гидродинамическое сопротивление; не изменять физико-химических свойств фильтрата; обеспечивать возможность регенерации; быть доступными и дешевыми. По структуре фильтрующие перегородки делят на две группы: 1) сжимающиеся и гибкие (перегородки), поры которых могут изменять размеры и форму. Это в основном тканевые фильтры. 2) несжимающиеся перегородки изготавливают в виде плит, дисков, пластин, патронов, цилиндрических пучков трубок. Фильтры, работающие под давлением столба жидкости, могут работать в двух режимах 1) давление создается жидкостью, которая непосредственно находится на фильтрующей перегородке. Это — фильтрующие воронки, стеклянные фильтры, фильтры-мешки. 2) фильтруемая жидкость подается из напорного бака в регулятор ее уровня, высота которого поддерживается постоянной. Фильтры, работающие под вакуумом — нутч-фильтры, состоят из цилиндрического сосуда из фаянса или керамики, внутренняя часть которого разделена перфорированной перегородкой. В верхнюю часть фильтра заливается взвесь, фильтрат собирается на дне нижней части. Вакуум создается под перегородкой, за счет вакуумной линии, соединенной через ресивер с вакуумным насосом. Назначение ресивера — сглаживать пульсации насоса и предупреж¬дать переброс в него капельной фазы. Фильтры, работающие под давлением — друк- фильтры , представляют цилиндрическую емкость с перфорированной перегородкой в нижней части (с укрепленным на ней фильтрующим материалом), на которую подается взвесь под давлением сверху с помощью сжатого воздуха или инертного газа. Центрифугирование — разделение гетерогенных систем под действием сил центробежного поля. Центробежное поле создается в центрифугах за счет вращения разделяемой жидкости в роторе, который крепится на горизонтальном или вертикальном валу и приводится во вращение электродвигателем с помощью передаточного механизма. По принципу действия различают центрифуги фильтрующие и отстойные. Важной характеристикой работы центрифуг является фактор разделения. Это безразмерная величина, обозначающая отношение скоростей движения твердых тел в жидкости в центробежном и гравитационном полях. По способу выгрузки различают центрифуги с ручным удалением осадка, с помощью ножей, шнеков и выталкивающих или пульсирующих поршней. В центрифугах периодического действия по мере накопления осадка ротор останавливают для выгрузки осадка или прекращают подачу раствора, уменьшают скорость вращения ротора и с помощью ножей снимают осадок и вновь включают заданную скорость ротора, продолжая процесс разделения. В центрифугах непрерывного действия постоянно осуществляются подача раствора и выгрузка разделенных продуктов. |