11.К директору крупного фармацевтического предприятия по производству жидких лекарственных форм

обратился представитель фирмы по реализации аппаратуры для получения воды очищенной (колонный трехступенчатый аппарат, аппарат "Грибок", термокомпрессионный дистиллятор, Финн-Аква, ДЭ-25) с предложением по приобретению.

Охарактеризуйте воду очищенную как экстрагент. Назовите требования к воде очищенной согласно действующей НД. Назовите основные методы получения воды очищенной. Дайте им сравнительную характеристику. Изложите принцип работы одного из аппаратов, который наиболее подходит для данного предприятия.

Характеристика воды очищенной как экстрагента.

Преимущества:

• Хорошо проникает через клеточные оболочки;

• Растворяет и извлекает многие вещества;

• Фармакологически индифферентна;

• Повсеместно распространена;

• Не горюча, не взрывоопасна;

• Дешевизна.

Недостатки:

• Не растворяет и не извлекает гидрофобные вещества;

• Не имеет антисептических свойств;

• Гидролизует многие вещества;

• В водной среде происходит ферментативное расщепление действующих веществ ЛРС.

Согласно ФС № 42-2619-97 вода очищенная может быть получена дистилляцией, ионным обменом, обратным осмосом или комбинацией этих методов. В этой статье изложены требования к воде очищенной. Она должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и вкуса, рН 5 – 7,0; сухой остаток не должен превышать 0,001%, вода не должна содержать восстанавливающих веществ, нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, кальция, тяжелых металлов, углерода диоксида, допускается наличие аммиака не более 0,00002%.

В ФС 42-2619-97 приведены требования к воде очищенной и по микробиологической чистоте: вода очищенная должна соответствовать требованиям на питьевую воду (не более 100 микроорганизмов в 1 мл) при отсутствии патогенных бактерий семейства кишечной палочки, стафилококка золотистого, синегнойной палочки.

Получение воды очищенной

Дистилляция – сбор воды каплями. Данный метод является самым распространенным.

Для получения воды очищенной используют питьевую водопроводную воду отвечающую всем санитарным нормам или воду, прошедшую водоподготовку. Аппарат для получения воды очищенной – аквадистиллятор - состоит из трех основных узлов: испарителя конденсатора и сборника.

Воду в испарителе нагревают до кипения. Образующиеся пары воды поступают в конденсатор, где они сжижаются и в виде конденсата поступают в сборник. Все нелетучие примеси, находящиеся в исходной воде, остаются аквадистилляторе.

Ионный обмен

Для обессоливания (деминерализации) воды применяют различные установки.

Основной частью установок для деминерализации воды являются колонки, заполненные катионитами и анионитами.

Активность катионитов определяется наличием карбоксильной или сульфоновой группы, обладающей способностью обменивать ионы водорода на ионы щелочных и щелочноземельных металлов.

Аниониты - полимеры, способные обменивать свои гидроксильные группы на анионы.

Установки имеют также емкости для растворов кислоты, щелочи и воды дистилированной, необходимых для регенерации смол. Регенерация катионитов осуществляется хлороводородной или серной кислотой. Аниониты восстанавливаются раствором щелочи (2-5%).

Обратный осмос

Обратный осмос - метод разделения растворов, заключается в том, что раствор под давлением подается на полупроницаемую мембрану, пропускающую растворитель и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного вещества.

Сравнительная характеристика методов получения воды

Методы очистки воды	Преимущества	Недостатки
Дистилляция	высокая степень очистки; возможность получения горячей воды; возможность обработки оборудования паром; надежность.	высокая стоимость; неэкономичность.
Обратный осмос	высокая степень очистки	возможность микробной контаминации; мембрану необходимо менять 2-4 раза в год; вода холодная; невозможность обработки оборудования паром; необходимость обработки оборудования формальдегидом.
Ионный обмен	высокая степень очистки	возможность микробной контаминации; частая регенерация; небольшой срок использования ионообменных колонок; невозможность обработки оборудования паром.

Для такого крупного предприятия не подойдут такое оборудование как аппарат «Грибок» и ДЭ-25, так как их производительность до 450 литров воды в час и 25 литров в час соответственно.

Термокомпрессионный аквадистиллятор и аквадистиллятор «Финн-аква» применять не целесообразно, т.к. нет необходимости в получении воды для инъекций.

Поэтому для данного предприятия подойдут колонный трехступенчатый аппарат (производительность их может достигать 1000 л/час).

Трехступенчатый колонный аппарат состоит из колонны А, автома­тических регуляторов уровня воды Б, конденсатора В и сборника Г. Колонна представляет собой стальной цилиндр /, разделенный днища­ми 2 на три ступени (испарителя). В каждой ступени находятся змее­вик 3 и кран 10 для спуска воды. Греющий пар в змеевик первой сту­пени поступает через вентиль 13. Мятый пар из змеевика поступает в конденсационный горшок 4. Образовавшийся в первой ступени пар поступает в змеевик второй ступени и доводит до кипения находя­щуюся здесь воду. Образующийся при этом конденсат поступает сна­чала в отделитель воздуха 5, а затем в трубу, соединяющую колонный аппарат с конденсатором. Образовавшийся во второй ступени пар по­ступает в змеевик третьей ступени, доводит воду до кипения и в конденсированном состоянии уходит в трубу 6 через отделитель воздуха. Пары, образовавшиеся в третьей ступени, по трубе 6 непосредственно направляются в конденсатор. Для того чтобы вода могла закипеть в парообразователях, температура греющего пара в змеевике должна быть соответственно выше. Это достигается перепадами в давлении греющего пара, о которых судят по манометрам 8, установленным на первой и второй ступенях. Чтобы давление в этих ступенях не превы­сило установленной нормы, имеются предохранительные клапаны 7.

Испарители питаются водой, поступающей из конденсатора по тру­бе 9. Вначале испарители заполняют холодной водой, которая поступа­ет в конденсатор из водопровода через кран 11. После открытия вен­тилей 12 вода заполняет все три испарителя до определенного уровня (по водоуказательным трубкам, не указанным на схеме). После этого вентили 12 перекрывают, и колонный аппарат включают в работу. В дальнейшем питание парообразователей проводится уже горячей во­дой (до 80°С) из верхних горизонтов конденсатора. Уровень воды в ступенях поддерживается автоматическими регуляторами 9, в которые вода поступает через вентили 15. Для создания необходимого давления в трубопроводах, которое позволило бы воде преодолеть давление пара в ступенях, имеется клапан 16. Излишек воды выводится через от­вод 17.

12.Молодому специалисту на фармацевтической фабрике поручили принять партию сырья травы пустырника. Предложите проект технологической схемы производства настойки пустырника с указанием и краткой характеристикой соответствующего оборудования.

Настойка пустырника готовится в соотношении 1:5 с использованием в качестве экстрагента 70% спирт этиловый. При изготовлении используем метод перколяции.

Технологическая схема производства настойки пустырника:

ВР-1: ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА:

ВР 1.1 подготовка помещения и оборудования

ВР 1.2 подготовка персонала

ВР 2. Кт. ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ И ЭКСТРАГЕНТА

ВР 2.1 измельчение лекарственного растительного сырья (барабанная соломорезка)

ВР 2.2. просеивание лекарственного растительного сырья (сито-трясунок)

ВР 2.3. приготовление экстрагента

ВР 2.3.1 Получение воды очищенной (термокомпрессионный аквадистиллятор)

ВР 2.3.2 Отмеривание воды очищенной (мерник II класса)

ВР 2.3.3 Отмеривание спирта (мерник I класса)

ВР 2.3.4 Смешивание спирта и воды (реактор-смеситель с лопастной мешалкой)

ТП 3. Кт. ПОЛУЧЕНИЕ НАСТОЙКИ

ТП 3.1. Намачивание лекарственного растительного сырья (мацерационный бак 4-5 часов)

ТП 3.2. Настаивание (24-48 часов в перколяторе)

ТП 3.3Собственно перколяция (перколятор)

ПО Рекуперация спирта(барботажная тарельчатая (колпачковая) ректификационная колонна)

ТП 4. Кт. Кх. ОЧИСТКА

ТП 4.1 Отстаивание (отстойник периодического действия)

ТП 4.2 Фильтрование (фильтр-пресс)

УМО 5. Кт. Кх. Км/б. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ОТРГУЗКА

УМО 5.1 Фасовка настойки во флаконы

УМО 5.2 Упаковка, маркировка в пачки.

На склад.

Характеристика оборудования:

Мерники I и II класса. Представляют собой, установленный вертикально цилиндрический сосуд с выпуклым днищем. Имеет патрубки для набора и спуска раствора. В стенке мерника I класса установлены смотровые стекла, на рамках которых нанесены деления. У мерника II класса имеется выносная трубка с градуированной шкалой, для отмеривания растворов.Имеются краны для отбора проб. Мерники I класса предназначены для отмеривания спирта, II класса – для воды.

Реактор – смеситель. Реактор предназначен для смешивания густых ком­понентов с вязкостью до 200 Н-с/см². Он имеет корпус, крышку с вмонтированной в нее загрузочной воронкой, смотровое окно, клапаны, штуцера и патрубки для введения различных компо­нентов. Внутри корпуса расположена якорная мешалка, корпус имеет «рубашку» для подвода горячей или холодной воды.

Измельчитель. В качестве измельчителей используют траво- или соломорезки. В барабанных соломорезках ножи изогнутые с лезвиями, расположенными по винтовым линиям с углом подъема до 30°. Травя­нистое сырье подается по лотку-транспортеру, затем изрезанное сырье выгружается по лотку.Установка смон­тирована на станине

Сито-трясунок. Материал, подлежащий просеиванию, на­сыпается на рабочую поверхность через воронку.Просеянный порошок ссыпается в воронку,а оттуда в тару . Во избежание распыления ма­териала во время работы тара устанавливается в специальный кожух, прикрепленный к корпусу и закрываемый дверцами .

Мацерационный бак. Бак, который изготавливают из алюминия, нержавеющей стали и железа. Необходим для проведения мацерации сырья.

Перколятор. Представляет собой цилиндрический сосуд из луженой меди или железа и алюминия, сверху закрывается крышкой с патрубком для ввода экстрагента; внизу у перколятора находится спускной кран, над которым помещается ситовидное дно, застилаемое слоем фильтрующей ткани. Имеются патрубки для подачи жидкости, паровая рубашка.

Рекуперация спирта.Барботажная тарельчатая (колпачковая) ректификационнеякалонна выполнена в виде стальной или медной трубы, внутри которой горизонтально расположены диски – тарелки, которые имеют в центре патрубок, сверху они покрыты колпачками. В пусковой момент пары спирта и воды поступают в нижнюю часть колонны, проходят через патрубок под колпачком в нижние тарелки, где происходит частичная конденсация паровой смеси. Конденсат скапливается на тарелке. Легко летучие компоненты поступают выше и, аналогично, далее. Таким образом происходит заполнение всех тарелок колонны. Внизу скапливается конденсат труднолетучих компонентов, сверху – легколетучих. Избыток конденсата стекает через сливные трубки на нижележащие тарелки. На самых верхних тарелках образуется азеотропная смесь, имеющая концентрацию спирта 97% и температуру кипения 78^оС. Таким образом в процессе ректификации пары наиболее летучей жидкости проходят через всю колонну, обогащаются спиртом и выходят из колонны. На тарелках увеличивается содержание воды.

Отстойник. Различают отстойники периодического и непрерывного действия. Периодически работающие отстойники представляют собой низкие бассейны без устройств для перемешивания. Отстойник заполняется суспензией, которая отстаивается в неподвижном состоянии. После отстаивания спускают осветленную жидкость и удаляют вручную или смывают осадок водой, после этого снова наполняют отстойник суспензией.

Фильтр – прессы– аппараты с большой фильтрующей поверхностью, состоящие из ряда попеременно чередующихся пустотелых чугунных рам и сплошных с обеих сторон рифленых плит с желобами.

Фильтр - прессы состоят из ряда попеременно чередующихся пустотелых чугунных рам и сплошных с обеих сторон рифленых плит с желобами. Рамы и плиты снабжены сбоку ручками, опираясь на которые они висят на двух направляющих стерж­нях станины. Рамы и плиты плотно придвигаются друг к другу и по­следнюю плиту, так называемую подвижную головку фильтр-пресса, с силой прижимают упорным винтом с маховичком и рычагами. Плиты перед зажатием покрывают с обеих сторон салфетками из фильтрующей ткани (бельтинг). Таким образом, внутри рамы полу­чается полость, отгороженная от желобоватых плит салфетками

Вакуум-выпарной аппарат .Шаровой или овальной формы корпус аппарата в нижней части снабжен паровой рубашкой , а в верхней — шлемом , соеди­няющимся с конденсатором. Корпус аппарата разъемный и состоит из двух частей, соединяющихся между собой разбортованными краямис помощью болтов. Верхняя полусфера снабжена лазом,который служит для очистки внутренней поверхности аппарата, воздушным кра­ном , термометром вакуумметром и двумя смотровыми стекла­ми Греющий пар в паровую ру­башку подают через штуцер , а конденсат отводят через штуцер . Вытяжку для сгущения подают в вакуум-аппарат через штуцер , а сгу­щенную, еще подвижную жидкость спускают через трубу .

Поверхностный конденсатор. Конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, в котором пар охлаждается холодным теплоносителем, например холодной водой, и таким образом сжижается. Охлаждение пара может производиться двояко: 1) непосредственным смешением паров с холодной водой и 2) через стенку теплообменника. Конденсаторы, ра­ботающие по первому принципу, называются конденсаторами смеше­ния по второму — поверхностными конденсаторами. В последних кон­денсирующий пар и охлаждающая его вода разделены металлической стенкой. В зависимости от направления движения воды и пара конден­саторы смешения и поверхностные конденсаторы могут быть прямоточ­ными, когда вода и пар движутся в одном направлении, и противоточными, когда вода и пар движутся навстречу друг другу.

13.Провизору технологу галенового цеха с целью расширения номенклатуры выпускаемой продукции дано указание предложить проект технологической схемы производства сухого экстракта солодки, предложите соответствующее оборудование. Дайте характеристику распылительным сушилкам.

Экстракт солодкового корня сухой (ExtractumGlycyrrhizaesiccum)

Получают методом бисмацерации из корней и корневищ солодки. Экстрагент - 0,25% водный раствор аммиака. 1-е настаивание 5 кратным количеством растворителя на протяжении 48 часов. 2е - используют трехкратное количество растворителя на протяжении 24 часов. Полученные объединенные вытяжки осветляют кипячением (3 часа) с добавкой 5% бентонита.

Получают вытяжку для этого экстракта также экстракцией сырья в батарее диффузоров по принципу противотоки горячей водой.

Содержание глицирризиновой кислоты не менее 17%. Отхаркивающее, противовоспалительное, противоязвенное средство. Входит в состав сиропов и элексиров.

Распылительная сушилка предназначена для быст­рого выпаривания и сушки растворов и вытяжек, со­держащих термолабильные биологически активные ве­щества (сухие растительные экстракты, препараты из животного сырья и др.). В распылительных су­шилках (лиофильная сушка) жидкость диспергирует­ся механическими или пневматическими форсунками или быстровращающимися дисками (центробежные распылителе) с целью увеличения поверхности испаре­ния влаги в\ потоке нагретого воздуха. Диаметр ка­пель тончайшего аэрозоля составляет 10—50 мкм.

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

Достоинство распылительных сушилок состоит в том, что сушка осуществляется быстро, при низкой температуре (не выше 40—60 °С за счет интенсивного процесса испарения и кратковременного контакта с горячим воздухом), материал не требует дальнейшего измельчения и обладает хорошей растворимостью.

Распылительная сушилка