Способы очистки, используемые в галеновом производстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Просвещения и Здравоохранения ПМР

Тираспольский Межрегиональный университет

Курсовая работа

по предмету

«Фармацевтическая технология»

на тему:

«Способы очистки, используемые в галеновом производстве».

Выполнила: Юрош Ольга Михайловна

г. Тирасполь 2011 г.

Введение

Промышленное производство лекарственных препаратов.

Источником большинства лекарственных препаратов, поступающих в аптеку, является медицинская промышленность. Различают следующие самостоятельные отрасли медицинской промышленности: химико-фармацевтическая, галенофармацевтическая и промышленность антибиотиков, органопрепаратов и витаминов. К химико-фармацевтической промышленности относятся производство синтетических веществ и активных фармакологических веществ, выделение в чистом виде из природного сырья. К галеново-фармацевтической промышленности относятся производство галеновых и новогаленовых препаратов, а также разнообразных готовых лекарственных препаратов.

Первоочередной задачей медицинской промышленности является создание и производство новых антибиотиков, оказывающих противовирусное, антибактериальное, антигрибковое и противоопухолевое действие. Кроме того, особое внимание уделяется увеличению выпуска эффективных средств профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Расширяется производство ассортимент лекарственных препаратов в новых лекарственных формах (слойные таблетки и драже, разные капсулы, специальные формы для детей) и упаковках (мази в тубах, аэрозоли в баллонах, упаковки из полимерных и др. материалов и т.д.)

Наряду с крупномасштабной фармацевтической промышленностью развиваются фармацевтические фабрики, которые относятся к аптечным управлениям и занимаются выпуском галеновых препаратов (настойки, экстракты), для производства которых, требуется относительно несложное оборудование.

Фармацевтические заводы построены по цеховому принципу, обычно они имеют 4 основных цеха:

галеновый; 2) таблеточный; 3) ампульный; 4) фасовочный.

В галеновом цехе сосредоточено производство экстрактов и настоек, а также новогаленовых препаратов, биогенных стимуляторов и т.д. В этом цехе производится экстрагирование растительного сырья различными методами (мацерация, перколяция, циркуляция и др.), операции по разделению жидких и твердых фаз (отстаивание, фильтрование, прессование), отгонка спирта и других экстрагентов, выпаривание, сушка под вакуумом, растворение, смешение и т.д.

В таблеточном цехе изготовляются таблетки, представляющие собой спрессованные порошкообразные смеси Основные производственные операции в этом цехе - измельчение исходных веществ, смешение, гранулирование массы и таблетирование.

В ампульном цехе изготовляются растворы в ампулах для инъекций. Здесь производственный цикл складывается из растворения исходных веществ, фильтрация растворов, изготовление ампул, подготовка их к накоплению (мойка и др. операции), наполнение, запайки, стерилизация и этикетировки.

В фасовочном цехе фасуется продукция, вырабатываемая заводом.

Работа в цехах проводится по отделениям (производственные участки), например отделение мазей в галеновом цехе. На заводах специализированного профиля могут быть такие цеха, как пластырный, суппозиторный и др. Заводы узкого профиля могут быть одноцеховые, например завод, выпускаемый горчичники.

На каждом фармацевтическом заводе, кроме основных цехов имеются подсобные цеха и отделения, которые обслуживают основные цеха. Сюда относятся: котельная, картонажная мастерская, складские помещения и т.д.

Особое место занимает на заводе отдел технологического контроля, (ОТК), осуществляется контроль на всех участках производства и санкционирующий выпуск готовой продукции с завода.

Большие фармацевтические заводы относятся к категории крупносерийных производств. Для них характерны применение поточного метода, максимальные механические производственные процессы и в ряде случаев полная автоматизация производства.

Глава I. Галеновые препараты

Галеновые препараты представляют специфическую группу лекарственных средств, содержащих комплексы веществ более или менее сложного состава. “Галеновые” препараты - исторически утвердившийся термин, примененный еще в средние века Парацельсом к препаратам знаменитого римского врача и фармацевта Клавдия Галена (131-201 гг. н. э.).

К галеновым препаратам, представляющим неоднородную в технологическом отношении категорию лекарственных средств относятся: различные экстракционные препараты из растительного и животного сырья, водные и неводные растворы сложного и несложного состава, сиропы, ароматные воды и спирты, препараты витаминов, фитонцидов, биогенных стимуляторов, медицинские мыла и мыльно-крезоловые препараты и другие.

1. Классификация галеновых препаратов.

Все галеновые препараты можно разделить на два класса (группы):

1. Экстракционные препараты;

2. Растворы и смеси.

Первый класс-группа препаратов подразделяется на две подгруппы:

а) освобожденные (полностью или почти) от балластных - сопровождающих веществ;

б) неосвобожденные или частично освобожденные от сопровождающих веществ.

Второй класс-группа препаратов подразделяются на:

а) растворы и смеси, содержащие комплексы веществ;

б) растворы индивидуальных веществ.

Итак, к первой группе (освобожденные от сопровождающих веществ) относятся:

1) новогаленовые препараты, появившиеся в 60-х годах XIX века, которые представляют собой извлечения из лекарственного растительного сырья, частично или полностью освобожденные от балластных веществ;

2) препараты индивидуальных веществ - гликозидов, алкалоидов, витаминов, флавоноидов и др.;

3) органопрепараты- сухие и жидкие извлечения желез внутренней секреции, содержащие гормоны;

В основе процесса изготовления большинства органопрепаратов лежит экстракция (так же как и для галеновых препаратов из растительного сырья). По этой же причине к галеновым препаратам, освобожденным от балластных веществ относятся:

4) ферментные препараты (биологические катализаторы химических реакций);

5) аминокислотные препараты.

Ко второй подгруппе извлечений (неосвобожденные или частично освобожденные от балластных веществ) относятся:

1) настойки и экстракты из лекарственного растительного сырья, внедренные 13 веков тому назад Парацельсом - врачом и фармацевтом средневековья;

2) препараты свежих растений - соки, экстракты; соки подорожника, алоэ, каланхоэ; препарат кардиовален (спиртовое извлечение из травы желтушника + адонизид и др.);

3) препараты фитонцидов - аллилсат (из чеснока), аллилглицер (из лука) и др.;

4) препараты биогенных стимуляторов - открытых В.Н. Филатовым - экстракт алоэ, экстракты лиманных целебных грязей, стекловидного тела, торфа и др.

5) препараты витаминов - из шиповника (каротин), экстракты шиповника; из листьев чая, из облепихи (масло) и др.

К этой подгруппе относятся также частично освобожденные от балластных веществ извлечения.

6) органопрепараты: гормональные препараты: тиреоидин (из щитовидных желез убойного скота, паратиреоидин (частично очищен от сопровождающих веществ), адиуректин (из задней долей гипофиза убойного скота), и ферментные препараты: пепсин (из слизистой свиных желудков), панкреатин (из поджелудочной железы рогатого скота или свиней) абомин (из сычуга телят и ягнят (молочного возраста)), инкрепан (экстракт из поджелудочной железы у крупного рогатого скота);

7) некоторые аминокислотные органопрепараты: аминопептид (раствор аминокислот из казеина, цельной крови скота, фибринных сгустков или сухого альбумина);

8) некоторые органопрепараты неспецифического действия: спленин - препарат из селезенки крупного рогатого скота, пантокрин - спиртовый экстракт молодых неокостеневших рогов (панты) оленя, марала, изюбра.

Ко второй группе относятся: растворы и смеси, содержащие комплексы веществ - настойки рвотного корня, чилибухи, алоэ, получаемые путем растворения густых экстрактов в спирте. Эликсир грудной или лакричный состоит из экстракта солодкового корня, аммиака, эфирного анисового масла, спирта и воды. Нашатырно-анисовые капли - спиртово-аммиачный раствор анисового масла.

Сиропы - пертусин, холосас, ревенный, лакричный, алтейный и др.

Ароматные воды - полученные путем перегонки с паром растительного сырья - горько-миндальная.

Ароматные воды и спирты: ароматная вода спиртовая кориандра, ароматная вода мяты, фенхеля и др., спирты лавандовый, шалфейный и др.

Мыла и мыльно-крезоловые препараты.

Известны мыла еще в эпоху Галена. В основе их производства лежит химический процесс омыления.

К ним относят: мыло калийное или зеленое.

Мыльный спирт сложный-Spiritus Saponis Kalini Compositus на основе зеленого мыла, спирта и лавандового спирта.

Нафтазол - калийное мыло нафтеновых кислот - мылонафт.

Лизол - зеленое мыло + крезол.

Креолин (приготавливается из канифоли, масел каменноугольной смолы, хозяйственного мыла, фенола, едкого натра и воды).

Ко второй подгруппе растворов и смесей, содержащих индивидуальные вещества: Сироп сахарный - Sirupus sacchari

Растворы йода, эфирных масел в спирте.

Часть галеновых препаратов может быть отнесена одновременно к разным группам: препараты гормонов, сиропы, ароматные воды, настойки.

Эта классификация удобна для пользования при изучении галеновых препаратов, однако она не претендует на совершенство.

2. Достоинства и недостатки галеновых препаратов.

Галеновые препараты (особенно экстракционные) весьма просты в изготовлении, они экономически более выгодны в производстве, чем соответствующие химически чистые вещества.

Лечебное действие экстракционных препаратов обусловлено не каким-либо одним действующим веществом, а всем комплексом находящихся в них биологически активных веществ, усиливающих, ослабляющих или видоизменяющих действия основных веществ. Галеновые препараты могут обладать разносторонним физиологическим действием.

Вот почему галеновые препараты представляют собой группу ценных лекарственных средств, занимающую важное место в современном лекарственном арсенале. Значимость их возрастает в связи с производством таких уникальных препаратов, как препараты ферментов и гормонов, фитонцидов и биогенных стимуляторов, воспроизводство которых синтетическим путем невозможно или экономически невыгодно.

Значительную долю галеновых препаратов составляют экстракционные препараты, т.е. препараты, полученные путем экстракции - это настойки, экстракты и новогаленовые препараты из растительного сырья, препараты гормонов, ферментов из сырья животного происхождения, препараты из свежих растений - экстракты и ряд других, препараты индивидуальных веществ.

Глава II. Методы очистки

При производстве галеновых препаратов применяются экстрагенты широкого спектра (вода, спиртоводные смеси), извлекающие, кроме основных веществ, также в большем или меньшем количестве сопровождающие вещества. В самой сущности галеновых препаратов заложена мысль, что эти сопровождающие вещества не являются балластными, а играют определенную роль в лечебном эффекте препарата. В связи с этим галеновые препараты проходят только первичную очистку - осветление и частичное удаление сопровождающих веществ с целью повышения устойчивости при хранении.

Многие растительные извлечения в результате окислительных, энзиматических и иных процессов становятся, нерастворимыми и выделяются из раствора. Поэтому почти все извлечения для облегчения их фильтрования предварительно подвергают отстаиванию.

1. Отстаивание.

По Фармакопее IX издания, производят при пониженной температуре (не выше 8° С) в течение нескольких суток.

Теоретически отстаивание рационально проводить при повышенной температуре, т. е. когда жидкость имеет вязкую консистенцию.

Практически, во избежание увеличения конвекционных токов, повышать температуру не следует; кроме того, с понижением температуры уменьшается растворимость тех веществ, которые нужно выделить отстаиванием, и замедляется испарение отстаиваемой жидкости, в ней меньше развивается микрофлора.



На рисунке «а» изображен керамический отстойник, спускной кран (2), который установлен с помощью разъемных фланцев (1). На рисунке «б» показан металлический отстойник с решетчатым («ложным») днищем (5), на которое накладывается фильтрующая ткань (4). Если образовалось весьма незначительное количество осадка, то его процеживают сквозь ткань (4), а жидкость выливают через кран (3).

Обычно отстоявшуюся жидкость сливают сверху при помощи центробежного насоса, на конец всасывающего шланга которого надевают гриб-фильтр. В некоторых, случаях слив производят посредством сифона или седиментатора. Мелкие слизистые осаждаются очень медленно. Поэтому для ускорения их осаждения к жидкости иногда добавляют 0,5--1%. чистого талька или других осветлителей.

При отстаивании водных извлечений необходимо учитывать, что они скоро начинают бродить -- скисают.

После отстаивания все извлечения должны быть профильтрованы.

2. Фильтрование.

Общая характеристика процесса.

Процесс разделения гетерогенных систем с твердой дисперсной фазой при помощи пористой перегородки, которая пропускает жидкость (фильтрат) и задерживает взвешенные твердые частицы (осадок). Процесс этот осуществляется не только за счет задерживания частиц, крупнее диаметра капилляров перегородки, но и за счет адсорбции частиц пористой перегородкой, и за счет слоя образовавшегося осадка (шламовый тип фильтрования).

Фильтрование легковоспламеняющихся жидкостей (спиртовых, эфирных и т. п.) представляет некоторые трудности в связи с возможностью воспламенения и взрыва паров извлекателя с воздухом.

Для ускорения фильтрования рекомендуется осуществлять следующие мероприятия:

1) на спиртовое или эфирное извлечение можно оказывать давление каким-либо инертным газом (азотом, углекислотой и т. д.);

2) на фильтр при помощи взрывобезопасного насоса можно накачивать жидкость.

При фильтровании спиртовых, эфирных, и аналогичных извлечений под вакуумом возникают большие потери, так как под большим разрежением эти жидкости закипают и испаряются, причем пары их засасываются насосом и выбрасываются в атмосферу.

В некоторых случаях белки из извлечения выделяются крайне медленно. Вследствие этого они могут выпасть в виде осадка не в отстойнике, а в расфасованной продукции, что приводит к ее порче. Для выделения таких белковых веществ извлечения фильтруют.
Профильтрованные, совершенно прозрачные и признанные годными в результате соответствующего анализа настойки разливают в бутыли или расфасовывают в маленькие склянки.

Теоретические основы процесса.

Движение жидкости через пористую фильтрующую перегородку имеет, в основном, ламинарный характер. Если допустить, что капилляры перегородки имеют круглое сечение и одинаковую длину, то зависимость объема фильтрата от различных факторов подчиняется закону Пуазеля:

Q=F·z·р·r ·ДP·ф/8·?·l·б ,где

F- поверхность фильтра, мІ;

z- число капилляров на 1 мІ;

r- средний радиус капилляров, м;

ДP- разность давлений по обе стороны фильтрующей перегородки (или перепад давления на концах капилляров), н/мІ;

ф- длительность фильтрования, сек;

?- абсолютная вязкость жидкой фазы в н/с·мІ;

l-средняя длина капилляров, мІ;

б- поправочный коэффициент на кривизну капилляров;

Q- объем фильтрата, мі.

Иначе, объем профильтрованной жидкости прямо пропорционален поверхности фильтра (F), пористости (r,z), перепаду давлений (ДР), длительности фильтрования (ф) и обратно пропорционален вязкости жидкости, толщине фильтрующей перегородки и кривизны капилляров. Из уравнения Пуазеля выводится уравнение скорости фильтрования (V), которая определяется количеством жидкости, прошедшей через единицу поверхности за единицу времени.

V = Q / F·ф

После преобразования уравнения Пуазеля оно приобретает вид:

V = ДP/Rосадка + Rперегородки

где R - сопротивление движению жидкости. Из этого уравнения следует ряд практических рекомендаций для рационального проведения процесса фильтрования. А именно, для увеличения разности давлений над и под перегородкой создают либо повышенное давление над фильтрующей перегородкой, либо разрежение под ней.

Механизм фильтрования

Отделение твердых частиц от жидкости при помощи фильтровальной перегородки является сложным процессом. Для такого отделения нет необходимости применять перегородку с порами, средний размер которых меньше среднего размера твердых частиц.

Установлено, что твердые частицы успешно задерживаются порами большего размера, чем средний размер задерживаемых частиц. Твердые частицы, увлекаемые потоком жидкости к фильтровальной перегородке, попадают в различные условия.

Наиболее простой случай, когда частица задерживается на поверхности перегородки, имея размер больше, чем начальное сечение пор. Если размер частицы меньше размера капилляра в самом узком сечение, то:

частица может пройти через перегородку вместе с фильтратом;

частица может задержаться внутри перегородки в результате адсорбции на стенках поры;

частица может задержаться за счет механического торможения на месте извилины поры.

Мутность фильтра в начале фильтрования объясняется прониканием твердых частиц через поры фильтровальной перегородки. Фильтрат становится прозрачным, когда перегородка приобретает достаточную задерживающую способность.

Таким образом, фильтрование происходит по двум механизмам:

за счет образования осадка, так как твердые частицы почти не проникают внутрь пор и остаются на поверхности перегородки (шламовый тип фильтрования);

за счет закупоривания пор (закупорочный тип фильтрования); при этом осадок почти не образуется, так как частицы задерживаются внутри пор.

На практике эти два типа фильтрования сочетаются (смешанный тип фильтрования).

Факторы, влияющие на объем фильтрата и, следовательно, на скорость фильтрования разделяются на:

- гидродинамические;

- физико-химические.

Гидродинамические факторы - это пористость фильтрующей перегородки, площадь её поверхности, разность давлений по обе стороны перегородки и другие факторы, учитывающиеся в уравнение Пуазеля.

Физико-химические факторы - это степень коагуляции или пептизации взвешенных частиц; содержание в твердой фазе смолистых, коллоидных примесей; влияние двойного электрического слоя, возникающего на границе твердой и жидкой фаз; наличие сольватной оболочки вокруг твердых частиц и т.д. Влияние физико-химических факторов, тесно связанных с поверхностными явлениями на границе раздела фаз, становится заметно при небольших размерах твердых частиц, что как раз и наблюдается в фармацевтических растворах, подлежащих фильтрованию.

Методы фильтрования.

В зависимости от размера удаляемых частиц и цели фильтрования различают следующие методы фильтрования:

1. Грубая фильтрация - для отделения частиц размером 50 мкм и более;

2. Тонкая фильтрация - обеспечивает удаление частиц размером
1-50 мкм.

3. Стерильная фильтрация (микрофильтрация) применяется ля удаления частиц и микробов размеров 5-0,05 мкм. В этой разновидности иногда выделяют ультрафильтрацию для удаления пирогенов и других частиц размером 0,1-0,001 мкм. Речь о стерильной фильтрации пойдет в теме: “Инъекционные лекарственные формы”.

Все аппараты для фильтрования в промышленности называются фильтрами; основная рабочая часть их - фильтровальные перегородки.

Характеристика фильтровальных перегородок.

Требования:

- должны хорошо задерживать твердые частицы;

- иметь небольшое гидравлическое сопротивление потоку фильтрата;

- легко регенерироваться;

- обладать устойчивостью к химическому воздействию разделяемых фаз;

- не набухать в жидкой среде;

- иметь достаточную механическую прочность;

- обладать теплостойкостью при температуре фильтрования;

- быть доступными и дешевыми.

Классифицируют фильтровальные перегородки по разным признакам.

1. По материалам, из которых они изготовлены:

- хлопчатобумажные;

- шерстяные;

- синтетические;

- стеклянные;

- керамические;

- металлические;

- металлокерамические.

Такая классификация удобна при выборе перегородки, с определенной способностью противостоять действию химически агрессивных сред.

2. По структуре:

- гибкие;

- негибкие.

Гибкие перегородки могут быть металлическими и неметаллическими, а также состоять из смешанных материалов. Негибкие перегородки могут быть жесткими и нежесткими.

3. По физическим свойствам:

- сжимаемые;

- несжимаемые;

- зернистые.

Сжимаемые перегородки изготавливаются из х/б тканей, синтетических волокон и другого рыхлого материала, способного уплотняться под давлением.

Несжимаемые перегородки выпускаются в виде дисков, патронов, изготавливаемых из стекла, керамики, металлокерамик и т.д. Они не уплотняются под давлением, обладают большой плотностью, высокой производительностью.

Зернистые перегородки - это слой свободно насыпанного песка, кварцевого песка, угля, силикагеля и др. в специальных приспособлениях.

4. По принципу работы делят на фильтры, работающие:

- при атмосферном давлении;

- при разрежении (вакууме);

- при избыточном давлении.

Фильтры, работающие при атмосферном давлении (или под давлением столба жидкости) могут работать в двух режимах.

а) Давление создается жидкостью, которая находится непосредственно на фильтрующей перегородки. Это фильтрующие воронки, стеклянные фильтры, фильтры-мешки, фильтры - отстойники. Последние представляют собой цилиндрическую емкость с решетчатым ложным дном, на которое укладывают фильтровальный материал. Фильтрат выводится, через придонный патрубок.

б) Давление создается фильтруемой жидкостью, которая подается из напорного бака в регулятор уровня, поддерживаемого на постоянной высоте.

5. Аппараты для фильтрования

Фильтры, работающие под разрежением - нутч-фильтры.

Нутч - фильтры удобны в тех случаях, когда необходимо получить чистые промытые осадки. Нецелесообразно применять эти фильтры для жидкостей со слизистыми осадками, эфирные и спиртовые извлечения и растворы, так как эфир и этанол при разрежении быстрее испаряются, отсасываются в вакуумную линию и попадают в атмосферу.

Фильтры, работающие под избыточным давлением - друк - фильтры. Перепад давлений значительно больше, чем в нутч-фильтрах и может составлять от 2 до 12 атм. Эти фильтры простые по устройству, высоко производительны, позволяют фильтровать вязкие, легколетучие и с большим удельным сопротивлением осадка жидкости. Однако, для выгрузки осадка необходимо снимать верхнюю часть фильтра и собирать его вручную.

Рамный фильтр - пресс состоит из ряда чередующихся пустотелых рам и плит, имеющих с обеих сторон рифления и желоба. Каждые рама и плита разделены фильтровальной тканью. Число рам и плит подбирают, исходя из производительности, количества и назначения осадка, в пределах 10-60 шт. Фильтрование проводят под давлением 12 атм. Фильтр - прессы обладают высокой производительностью, в них получают хорошо промытые осадки и осветленный фильтрат, имеют все преимущества друк-фильтров. Однако, для фильтрования следует применять очень прочные материалы.

Фильтр-“Грибок” может работать и под вакуумом и при избыточном давлении. Фильтровальная установка состоит из емкости для фильтруемой жидкости; фильтра “Грибок” в виде воронки, на которую закрепляется фильтрующая ткань (вата, марля, бумага, бельтинг и др.); ресивера, сборника фильтрата, вакуумного насоса.

В последние несколько лет фармацевтические фабрики все более используют в технологических процессах патронные фильтрационные системы, которые позволяют не только уменьшить себестоимость продукции, но и повысить ее качество.

Таким образом, фильтрование является важным в технологическом смысле процессом. Оно используется или самостоятельно, или может быть неотъемлемой частью схемы производства такой фармацевтической продукции как растворы, экстракционные препараты, очищенные осадки и др. Качество указанной продукции зависит от правильно подобранных аппаратов для фильтрования, фильтровальных материалов, скорости фильтрования, соотношения твердой и жидкой фаз, структуры твердой фазы и ее поверхностных свойств.

3. Осветление. Осветлители в фармации.

Несмотря на продолжительное и тщательное фильтрование, фильтрат получается мутным. Это может происходить по следующим основным причинам:
1) твердые частицы взвеси слишком мелки и проходят через поры фильтра;
2) структура этих мелких частиц такова, что они не образуют плотного фильтрующего слоя на фильтре;

3) фильтр и мелкие взвешенные в жидкости частицы заряжены одноименным электрическим зарядом.

В некоторых случаях, для получения прозрачного фильтрата, к фильтруемой жидкости добавляют так называемые осветлители, под влиянием которых взвешенные в жидкости частицы могут укрупниться (коагулировать) и выпасть в осадок.

В других случаях осветлители (например, активированные угли) могут адсорбировать на своей поверхности взвешенные частицы, которые вместе с частичками угля не будут проходить через фильтр.

Иногда вещества могут образовать на поверхности фильтра достаточно плотный слой, который будет задерживать мельчайшие частички суспензии.
Наиболее часто в качестве осветлителей применяют не растворимые в данной жидкости и очень редко -- растворимые материалы.

В фармацевтической промышленности применяют различные осветлители.

Уголь. Как осветлитель уголь использовался уже в XV столетии. Он является одним из активных адсорбентов, адсорбирующих как электролиты, так и неэлектролиты, основные и кислые красители и соли. Особенно сильно он адсорбирует поверхностно-активные неэлектролиты.

Раньше в галеновом производстве применяли обыкновенные древесные или животные угли, теперь же используют так называемые активированные угли, т. е. такие, которые обладают большой сорбционной способностью.

В зависимости от реакции среды применяют щелочной или кислый осветляющий уголь (ГОСТ 4453-48, марка А).

Уголь смешивают с жидкостью, подлежащей обесцвечиванию или осветлению, и через некоторое время полученную смесь пропускают через фильтр. Если первая часть фильтрата будет мутной или не обесцветится, то такой фильтрат необходимо снова пропустить через тот же фильтр; после двух-трех таких операций жидкость должна принять требуемый вид.

Так можно осветлять мутные настои и настойки, некоторые растительные сиропы, растворы уксусноалюминиевой соли, пожелтевшие растворы хлористоводородного морфина и другие препараты. Не рекомендуется брать чрезмерно большое количество угля, потому что при этом вместе с мутью или нежелательным красителем уголь может адсорбировать и растворенный алкалоид, а цветные жидкости могут стать более светлыми (нестандартными).

Потребное количество угля зависит от количества веществ, адсорбируемых из жидкости, сорта угля и его адсорбционных свойств. В большинстве случаев это количество составляет не более 1 % от количества осветляемой жидкости. Определение требуемого минимального количества адсорбента производится опытным путем с небольшим количеством жидкости.

Перед использованием активированного угля его проверяют на наличие в нем солей тяжелых металлов и железа. При наличии их уголь промывают сначала разбавленной соляной кислотой, а затем дистиллированной водой.

Глина. Она также обладает хорошими адсорбционными свойствами, которые, однако, в зависимости от сорта и крупности измельчения глин существенно изменяются. Например, адсорбционная способность мелкоизмельченных глин больше, чем грубоизмельченных. Но жидкости через сильно диспергированные глины проходят очень медленно.

Отбеливающая способность глин может быть повышена путем их прокаливания. Адсорбция кислот и оснований является избирательной. При определенных концентрациях кислот или оснований частицы глин могут приобрести противоположный заряд, и тогда начинается процесс коагуляции.
Для получения хорошего отбеливающего эффекта при обработке растительного масла достаточно перемешивания его с глиной в течение 30 мин. С увеличением количества глины, вводимой в масло, эффект обесцвечивания усиливается, но одновременно возрастает потеря масла.

Тальк. Часто тальк служит для осветления некоторых растворов, настоек, сиропов и ароматных вод. То, что сказано о глинах, в большинстве случаев можно отнести и к тальку, который адсорбирует муть и оседает вместе с ней.

Фильтровальная бумага (бумажная ткань). Такая бумага в виде аморфной массы предварительно проваренных волокон является старинным средством для осветления. Эта масса хорошо адсорбирует положительно заряженные частицы, потому что, сама бумага заряжена отрицательно.

Для определения способности фильтровальной бумаги адсорбировать красящие вещества можно применять следующий способ: нарезают полоски бумаги и концы их погружают в данный раствор; при этом чем ниже адсорбционная способность бумаги, тем выше поднимется окрашенный столбик на смоченной бумаге.

Хорошим осветлителем является смесь бумажной массы с тальком и глиной.

Гидрат окиси алюминия. В последнее время он находит широкое применение при фильтровании вытяжек из растительного сырья, потому что он хорошо адсорбирует многие, балластные вещества и в незначительной степени -- алкалоиды и гликозиды.

Спирт. Крепкий спирт применяют для осаждения слизей, белков и других веществ. При добавлении к вытяжкам, обремененным биополимерами, спирта образуется осадок биополимеров. Спирт является сильногидрофильным веществом; при добавлении к водному раствору биополимеров он отнимает у их молекул защитную гидратную оболочку и при этом сам гидратируется. Спиртоочистка находит широкое применение при получении галеновых препаратов, причем эффект частичной очистки от биополимеров достигается уже в процессе экстракции сырья, если применяется в качестве экстрагента спирт концентрации не ниже 70%.

Кислоты и щелочи. Их используют для коагуляции белков, которые при доведении раствора до изоэлектрической точки выпадают в осадок и легко отфильтровываются. Растворимые осветлители неудобны для применения, потому что они остаются в растворе в виде посторонних примесей, которые необходимо впоследствии удалять.

Синтетические смолы (иониты). В последние годы эти смолы широко применяются для адсорбирования из жидкостей примесей. К числу таких адсорбентов относятся эспатит-I и II, вофатит-I, ПФСК и др.

Первичное осветление препаратов. Установка для работы галеновыми препаратами изготавливается с поддоном (высота борта у поддона не менее 5 см) и имеет колеса для удобства перемещения. Обвязка установки осуществляется таким образом, что установка может эксплуатироваться как в комплекте с фильтр-прессом на стадии первичного осветления после обработки холодом, когда в растворе присутствует значительные количество взвешенных веществ, так и самостоятельно, при перефильтрации настоек, хранившихся 2 - 4 суток и имеющих небольшое количество примесей. В комплектность данной установки мы предлагаем включить передвижной бачок, позволяющий отмывать насос и всю установку от остатков продукта моющими растворами (фото 5).

4. Центрифугирование.

Центрифугирование - разделение в поле центробежных сил жидких дисперсных систем с частицами размером более 100 нм. Используют для выделения составляющих фаз (жидкая - фугат или фильтрат, твердая - осадок) из двухкомпонентных (суспензии, эмульсии) и трехкомпонентных (эмульсии, содержащие твердую фазу) систем.

Методы и аппаратура. Различают два метода центрифугирования: центробежное осаждение и фильтрование. Центрифугирование проводят в центробежных машинах - центрифугах и жидкостных центробежных сепараторах. Основной рабочий орган этих машин - осесимметричная оболочка, или ротор (барабан), вращающийся с большой частотой с^-1, благодаря чему создается поле центробежных сил до 2 х 10⁴g в промышленных и до 35 х 10⁴ g в лабораторных машинах (g - ускорение свободного падения в гравитационном поле). В зависимости от метода центрифугирования осуществляется в сплошных (осадительных; рис. 1, а) или перфорированных (покрытых фильтрующим материалом; рис. 1, б) роторах.



Рис. 1. Роторы машин для центробежного осаждения (а) и фильтрования (б): С - суспензия, Ф - фугат (фильтрат), О - осадок; пояснение в тексте, r_ж -радиус свободной поверхности жидкости.

Центрифугирование характеризуется рядом технологических параметров, определяющих качество процесса и его кинетику. К ним относятся: фактор разделения (rрт - максимальный внутренний радиус ротора), отражающий интенсивность центробежного поля; скорость центрифугирования - производительность центробежной машины по исходной жидкой системе или составляющим ее компонентам; унос - содержание твердой фазы в фугате (фильтрате); насыщенность осадка жидкой фазой (в т. ч. влажность осадка) после центрифугирования; крупность разделения - минимальный размер частиц, улавливаемых при центробежном осаждении.

Центробежное осаждение включает осветление, сгущение, а также осадительное центрифугирование. Осветление - удаление твердой фазы из суспензий с содержанием частиц не более 5% по объему; используют для очистки нефтяных масел. Сгущение - процесс, при котором частицы дисперсной фазы группируются в относительно малом объеме дисперсионной среды; позволяет осуществлять концентрирование суспензий (например, водная суспензия каолина). Осадительное центрифугирование -разделение суспензий с содержанием твердой фазы более 5-10% по объему; применяют преимущественно для обезвоживания твердых компонентов (например, CaSO4). При центробежном осаждении движение твердых частиц происходит под действием центробежной силы (d - диаметр частицы;- разность плотностей твердой и жидкой фаз; r - расстояние от частицы до оси вращения ротора) и силы сопротивления жидкой среды S. Соотношение этих сил определяет скорость осаждения w.

Центробежное фильтрование происходит с образованием или без образования осадка на фильтровальной перегородке, а также при одновременном протекании в ее зонах обоих процессов; наиболее эффективно для получения осадков с минимальной влажностью. Процесс принято делить на три периода: образование осадка, удаление из него избыточной жидкости и удаление жидкости, удерживаемой межмолекулярными силами (механическая сушка осадка). Первый период охватывает центробежное осаждение и фильтрование через слой образовавшегося осадка.

Промышленные центрифуги различают: по принципу разделения -осадительные, фильтрующие и комбинированные; по конструктивному исполнению - преим. по расположению ротора и системе выгрузки осадка (шнек; толкатель, или поршень; с использованием сил инерции); по организации процесса -периодического или непрерывного действия.

5. Сорбция.

Методы очистки природных веществ сорбцией сейчас развиты очень широко. Сорбцией вообще называется процесс поглощения газов, паров, растворенных веществ твердыми и жидкими поглотителями. Различают несколько видов сорбции.

Адсорбция - поглощение вещества на поверхности сорбента. Поверхность сорбента обычно очень велика, так как на ней имеется огромное количество пор. Так, поверхность 1 г активированного угля имеет площадь, равную 600-1000 м². Процесс адсорбции имеет селективность и позволяет адсорбировать определенные вещества из раствора.

Абсорбция - поглощение вещества всем объемом твердой или жидкой фазы. Абсорбцию используют, например, при получении эфирных масел. При получении эфирных масел анфлеражем цветы помещают в закрытый сосуд над жиром, который всей своей массой абсорбирует эфирное масло.

Хемосорбция - поглощение веществ с образованием химических соединений. К хемосорбции относится ионный обмен.

В производстве новогаленовых препаратов чаще используется адсорбция, чем абсорбция. Процесс адсорбции протекает следующим образом. Вытяжку пропускают через колонку с адсорбентом. Высокомолекулярные примеси довольно прочно оседают обычно в верхней части колонки на адсорбенте. Так как они сильно загрязняют адсорбент, от них стараются освободиться еще до адсорбции с помощью спиртовой или других видов очистки. Затем на адсорбенте адсорбируются либо действующие вещества, либо примеси; все остальное проходит через колонку с током растворителя. Затем, в случае необходимости, действующие вещества элюируют, т. е. вымывают другим подходящим растворителем, и получают раствор очищенных веществ.

Адсорбент имеет ограниченную поглотительную способность, поэтому процесс адсорбции ведут до полного насыщения адсорбента.

Процессы адсорбции сопровождаются выделением тепла (чаще всего), поэтому снижение температуры благоприятно для сорбции, повышение - для обратного процесса, т. е. десорбции. Резкую границу между отдельными видами сорбции провести нельзя, поэтому при адсорбции наблюдаются элементы всех видов сорбции.

Адсорбция происходит вследствие взаимодействия сил межмолекулярного притяжения в неполярных адсорбентах и силами электрического взаимодействия в полярных адсорбентах. Например, адсорбция на активированном угле объясняется межмолекулярными силами, на силикагеле больше сказывается электрическое притяжение. Обычно вещество на адсорбенте адсорбируется в виде тонкого мономолекулярного слоя, и естественно, его количество зависит от поверхности адсорбента.

Движущей силой процесса адсорбции является разность между равновесной концентрацией адсорбируемого вещества и его рабочей концентрацией. Чем больше разность концентраций, тем активнее идет процесс адсорбции.

Количество адсорбируемого вещества g находят из уравнения массопередачи:

галеновый препарат очистка фильтрация

g = вДCtF,

где в - коэффициент массопередачи при адсорбции; ДС - движущая сила (разность концентрации); F - поверхность; ф- время.

6. Денатурация.

Почти во всякой растительной вытяжке имеются белки. Это сложнейшие органические соединения, весьма чувствительные к воздействию самых различных внешних факторов (нагрев, УФ-радиация, ультразвук и др.). Под воздействием указанных факторов белки видоизменяются, образуют осадки. Этот процесс называется денатурацией белков. Процесс денатурации необратим. Этим свойством пользуются для очистки растительных вытяжек от белков. Если вытяжку кипятить, то денатурированный белок выделится в виде осадка, который отделяют фильтрацией. Кипячение позволяет освободиться только от белков.

7. Жидкостная экстракция.

Жидкостная экстракция широко используется при очистке новогаленовых препаратов и при получении чистых природных веществ. В основе жидкостной экстракции лежит, переход вещества из одной жидкости (раствора) в другую, не смешивающуюся с первой. При жидкостной экстракции имеются всегда две фазы.

Переход из одной фазы в другую подчиняется законам массопередачи, растворимости и межфазного равновесия. В начале процесса жидкостной экстракции имеется жидкость с большим содержанием экстрагируемого вещества. При перемешивании с другой несмешивающейся или малосмешивающейся жидкостью происходит переход вещества в другую фазу. Эффективность перехода определяется коэффициентом распределения К=C1/C2, который показывает отношение содержаний вещества в обеих фазах при равновесии системы. Коэффициент распределения зависит прежде всего от растворимости вещества в каждой фале. Если вещество очень хорошо растворимо в фазе В, а в фазе А - хуже, то большее количество вещества перейдет в фазу В.

Если С2>С1 то K<1; если C2<C1 то K>1; если С1 = С2, то К = 1.

В процессе жидкостной экстракции возникает всегда тройная система: фаза А, фаза В и экстрагируемое вещество. Расчет тройных систем сложен. Он обычно проводится с помощью треугольных (триангулярных) диаграмм.

С помощью треугольной диаграммы можно определить составы трехкомпонентной смеси жидкостей при изменении содержания в ней того или иного компонента.

Жидкостная экстракция может идти ступенчато и непрерывно. Ступенчатую экстракцию можно разделить на одноступенчатую - экстракция проводится в одном аппарате, многоступенчатую - экстракция проводится в нескольких аппаратах. Многоступенчатая экстракция может быть прямоточной и противоточной.

Аппаратура для жидкостной экстракции может работать на принципе и использовании гравитации и механического перемешивания. В гравитационных аппаратах используется разность плотностей растворителей разных фаз. На принципе гравитации работают различные насадочные колонки, которые могут быть с ситчатыми Тарелками - перфораторами, полочного типа, распылительные и других конструкций. Из аппаратов с механическими перемешивателями нашли применение колонки с мешалкой и центробежные экстракторы, использующие центробежную силу для смешения и разделения фаз.

Распылительные экстракторы. Распылительный экстрактор представляет собой полую колонку, заполненную одной из жидкостей - сплошной фазой. На рисунке показан экстрактор, в котором сплошной фазой является тяжелая жидкость. Для создания большей поверхности контакта фаз другая жидкость распыляется при помощи распределительного устройства в сплошной фазе. На определенном уровне капли дисперсной фазы сливаются и образуют слой, отделенный от сплошной фазы поверхностью раздела. Сверху и снизу экстракционная колонка расширена, что способствует лучшему отстаиванию фаз.

8. Высаливание.

Высаливание заключается в том, что под действием значительных количеств насыщенного раствора сильного электролита высокомолекулярные природные соединения (белки, камеди, слизи, пектины) выпадают из вытяжек в осадок. Это происходит потому, что при добавлении в вытяжку раствора электролита образующиеся ионы электролита гидратируются, отнимая воду у молекул биополимера. Исчезает защитный гидратный слой молекул биополимера. Наблюдаются слипание частиц и осаждение биополимера. Высаливание довольно широко применяется для очистки белковых лекарственных препаратов, например пепсина. Термин «высаливание» получил название от процесса осаждения белков при добавлении к их растворам хлорида натрия.

Необходимо иметь в виду, что различные соли обладают разным высаливающим свойством, которое объясняется способностью анионов и катионов к гидратации. Высаливающая способность электролитов зависит в основном от анионов. Анионы по своей высаливающей силе располагаются в следующий лиотропный ряд.

S04-->цитрат->ацетат->Сl->NO3->СNS-

Для катионов имеется такой же лиотропный ряд:

Li+ > Na+ > K+ > Pb+ > Cs+.

Наибольшей высаливающей активностью обладает Li2SO4, однако обычно для этой цели используют хлорид натрия, который дешевле.

9. Диализ и электродиализ.

Явления диализа и электродиализа находят некоторое применение при очистке растительных вытяжек. Диализ основан на свойствах молекул биополимеров, имеющих большие размеры, не проходить через полупроницаемые мембраны, в то время как вещества с меньшими размерами молекул проходят через них довольно свободно. Для диализа используют пленки из желатина, целлофана, коллодия, нитроцеллюлозы.

Процесс диализа протекает обычно довольно медленно. Диализ ускоряется при повышении температуры, увеличении площади диализа и приложении электрического тока. В последнем случае наблюдается явление электродиализа, которому подвержены в основном вещества, распадающиеся на ионы.

Простейшая установка для электродиализа состоит из ванны, разделенной двумя полупроницаемыми перегородками на три отсека. В крайние отсеки опущены катод и анод, в средний отсек наливается диализуемая вытяжка. Катионы под действием электрического тока двигаются через полупроницаемые перегородки к аноду, анионы - к катоду. В среднем отсеке остаются вещества, которые не проходят через полупроницаемые перегородки. В процессе работы периодически или непрерывно производится отвод вытяжки растворов продиализованных веществ.

10. Ионный обмен.

В основе ионного обмена лежит реакция обмена ионами между неподвижным твердым ионообменным сорбентом и растворенным в растворителе веществом. Известны два типа ионообменных сорбентов: анионообменники - аниониты, обменивающие анионы, и катионообменники - катиониты, обменивающие катионы.

Пропустив через ионит растительную вытяжку, можно адсорбировать на ионите действующие вещества, а балластные вещества при этом будут проходить свободно через иониты. Затем с ионита снимаются действующие вещества при воздействии растворов кислот и щелочей. Ионным обменом можно очищать органические и неорганические кислоты и основания. На ионном обмене мы уже останавливались при деминерализации воды.

Заключение

Работа с галеновыми препаратами представляет собой достаточно сложный процесс, требующий зачастую умения перестраивать и корректировать технологический процесс в зависимости от качества исходного сырья. После проведения операций по экстракции и настаиванию растворы представляют собой жидкости с большим количеством взвешенных частиц. Перед фильтрацией для разделения сред чаще всего проводится отстаивание с последующей декантацией осветленной жидкости. Поскольку фитопрепараты являются биохимически нестабильными системами, то необходимо проводить их отстаивание в течение нескольких дней при температуре не выше 8°С. Понижение растворимости большого количества органических соединений приводит к выпадению их в осадок, что позволяет существенно повысить стабильность растворов в дальнейшем. Необходимо учитывать, что проводить фильтрацию желательно именно в холодном виде, поскольку при нагревании раствора часть выпавших в осадок веществ может опять перейти в растворенное состояние.

При производстве галеновых препаратов применяются экстрагенты широкого спектра (вода, спиртоводные смеси), извлекающие, кроме основных веществ, также в большем или меньшем количестве сопровождающие вещества. В самой сущности галеновых препаратов, как уже отмечалось, заложена мысль, что эти сопровождающие вещества не являются балластными, а играют определенную роль в лечебном эффекте препарата. В связи с этим галеновые препараты проходят только первичную очистку - осветление и частичное удаление сопровождающих веществ с целью повышения устойчивости при хранении.

Совершенно по-другому обстоит дело при производстве новогаленовых препаратов, когда лечебное действие рассчитано на чистые вещества и все, что их сопровождает, должно быть удалено. Очевидно, в этих случаях экстрагенты должны быть с максимально узким спектром и извлекать как можно меньше балластных веществ или, наоборот, извлекать только их с тем, чтобы потом извлечь из сырья нужные действующие вещества. В связи с этим при производстве новогаленовых препаратов нашел применение круг органических экстрагентов и растворителей, последовательность использования которых зависит от особенностей сырья и природы комплекса действующих веществ.

В заключении своей работы можно сделать вывод:

- в производстве галеновых препаратов используются более простые методы очистки: отстаивание и фильтрование;

- в новогаленовом производстве помимо отстаивания и фильтрования, используются более сложные методы очистки, так как в этой группе есть препараты инъекционного введения: осветление, центрифугирование, сорбция, денатурация, жидкостная экстракция, высаливание, диализ и электродиализ, ионный обмен.

Новогаленовые препараты являются максимально очищенными от балластных веществ.

Список литературы

1. Георгиевский В.П., Дихтярев С.И., Губин Ю.И., «Фитохимия в Украине -

итоги и перспективы», - Фармаком 3 - 1999, стр. 39-43.

2. Милованова Л.Н. Технология изготовления лекарственных форм. Ростов

на Дону: Медицина, 2002 - 448 с.

3. Конспект лекций по курсу « Технология лекарственных форм и галеновых

препаратов» для студентов специальности «технология фармацевтических

препаратов». Составитель: С.И. Марченко.

4. Соколов В. И., Центрифугирование, М., 1976; Шкоропад Д. Е., Новиков О.

П., Центрифуги и сепараторы для химических производств, М., 1987.

И. А. Файнерман.

5. С.А. Минина, И.Е. Каухова «Химия и технология фитопрепаратов»,

учебное пособие для ВУЗов, Москва изд.дом «Гэотар-Мед», 2004 г.

6. И.И. Краснюк, Г.В. Михайлова, Е.Т. Чижова «Фармацевтическая

технология», Москва 2004 г.

7. А.И. Тихонов, Т.Г. Ярных «Технология лекарств», Харьков изд. НФАУ

«Золотые страницы», 2002 г.

8. Интернет: http://fromserge.narod.ru/

9. Интернет: http://www.novaliga.ru/

10. Интернет: http://www.septech.ru/

11. Интернет: http://techlekform.ru/

Размещено на Allbest.ru

...