ФТ

Технологические свойства лекарственного растительного сырья. Плотность, пористость, порозность, коэффициент поглощения. Влияние свойств сырья на выбор режима/метода экстрагирования. Зависимость параметров процесса экстракции от видов ЛРС

Лекарственное растительное сырье (ЛPC) – представляют собой части лекарственных растений, иногда целые растения, используемые в высушенном, реже в свежем виде в качестве лекарственного средства или для получения лекарственных средств

Технологические свойства обусловливают пригoдность сырья к тому или иному способу обработки и изменение его массы, объема, формы, консистенции, цвета и дрyгих показателей в ходе обработки, т.е. формирование качества готовой продукции

Пористость сырья – величина пустот внутри растительной ткани. Определяет гидродинамическое сопротивление растительного сырья при экстрагировании. Пористость слоя экстрагируемого сырья состоит из внутренней микропористости частиц и внешней – объема между частицами.

При решении гидродинамических вопросов микропористость частиц не учитывают, т.к. жидкость движется в основном по каналу между частицами. Пористость прямопропорциональна количеству внутреннего сока.

Порозность сырья – определяет величину пустот между кусочками растительного сырья и характеризует количество внутреннего сока. Является важнейшей характеристикой при решении гидродинамических вопросов, т.к. жидкость движется в основном по каналу между клетками.

Анатомическое (или гистологическое) строение ЛРС Стенки клеток являются преградой для прохождения жидкостей. Поры клеток имеют ультрамикроскопические размеры,

и через них путем ультрафильтрации проникают только истинные растворы. Кроме того, клеточная оболочка имеет несколько крупных пор, через которые происходит медленное протекание жидкости.

Длительность экстракции Количество вещества, продиффундировавшего через слой сырья прямо пропорционально длительности процесса. Однако во время экстракции в извлечение переходят не только БАВ, но и сопутствующие вещества.

Часто действующие вещества имеют малую молекулярную массу и диффундируют быстрее ВМС, поэтому в ряде случаев увеличение длительности

процесса экстрагирования нецелесообразно, так как содержание балластных веществ в извлечении увеличивается.

Степень и характер измельчения растительного материала Для каждого ЛРС оптимальная степень измельчения и его характер зависят

от анатомического строения и химического состава экстрагируемого сырья. Степень измельчения определяет поверхность соприкосновения фаз – чем она больше, тем скорее протекает диффузия.

Разность концентраций Разность концентраций является основной движущей силой экстракции.

Диффузионный процесс при экстракции

протекает до установления динамического равновесия в системе твердое тело – жидкость.

Поэтому в процессе экстракции необходимо поддерживать максимальную разность концентраций. Для этого применяют циркуляцию экстрагента или замену извлечения чистым экстрагентом

Природа экстрагента Выбор оптимального экстрагента в технологии экстракционных ЛС имеет большое значение.

К экстрагентам предъявляются следующие требования:

1.Экстрагенты должны обладать избирательностью действия, максимально извлекать комплекс БАВ из ЛРС;

2.Экстрагенты должны хорошо смачивать растительный материал, обладать необходимым десорбирующим действием для проникновения через клеточные стенки;

3.Экстрагенты не должны вступать в

химическое взаимодействие с лекарственными веществами и не должны изменять их фармакотерапевтических свойств;

4.Экстрагенты должны быть фармакологически индифферентными;

5.Экстрагенты должны быть безопасными (не горючими, не взрывоопасными) и не должны оказывать вредных воздействий на организм обслуживающего персонала;

6.Экстрагенты должны быть дешевыми, доступными, экономичными.

Температурный режим Температурный режим необходимо подбирать в зависимости от характера ЛРС и свойств лекарственных веществ.

Под влиянием температуры усиливается процесс диффузии и диализа, материал быстрее набухает, что может привести к разрыву клеток, гибели микрофлоры, инактивации ферментов, а при экстракции свежего растительного материала – разрушению

плазмы, свертыванию белков, что значительно ускоряет процесс экстракции.

Поверхностно-активные вещества

Для увеличения скорости экстракции и большего извлечения БАВ к экстрагенту добавляют ПАВ, которые снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз, тем самым улучшают смачиваемость клеток растительного материала,

увеличивают поверхность растворителя и глубину его проникновения в клетку. ПАВ

могут повышать растворимость экстрагируемых веществ (например, эфирных масел)

Многократная экстракция - предполагает последовательную обработку сырья одним и тем же экстрагентом с последующим получением суммарного экстракта

Последовательная экстракция - предполагает последовательную обработку сырья различными экстрагентами с определением содержания экстрактивных веществ в каждой фракции

Промышленный регламент

Промышленный регламент - технологический документ действующего серийного производства лекарственного средства.

Основной технологический документ.

Используется также для проектирования промышленного производства лекарственных продуктов (если они вводятся вновь) или внесения необходимых изменений в действующее производство.

Область применения

На основе промышленного регламента осуществляется серийный выпуск товарной продукции.

Регламент является основным документом производства и отступление от него недопустимо.

Пример области применения:

Настоящий отраслевой стандарт устанавливает общие требования к порядку разработки, содержанию, согласованию и утверждению технологических регламентов производства лекарственных средств и их полупродуктов, производимых специализированными предприятиями в соответствии с требованиями ОСТ 42-510-98 "Правила организации производства и контроля качества лекарственных средств (GMP)"

Разделы промышленного регламента

1.Характеристика конечной продукции производства;

2.Химическая схема производства;

3.Технологическая схема производства;

4.Аппаратурная схема производства;

5.Характеристика сырья, материалов, полуфабрикатов;

6.Изложение технологического процесса;

7.Материальный баланс;

8.Переработка и обезвреживание отходов производства;

9.Контроль производства и управление технологическим процессом;

10.Техника безопасности, пожарная безопасность и производственная санитария;

11.Охрана окружающей среды;

12.Перечень производственных инструкций;

13.Технико-экономические нормативы;

14. Информационные материалы.

Характеристика готового продукта

наименование продукта;

категория и номер действующего нормативного документа;

сведения об организации (юридическом лице или физическом лице) – производителе (поставщике);

основное назначение продукта и его потребительские свойства;

условия безопасности применения, хранения, транспортирования, утилизации;

требования к упаковке и маркировке;

срок годности.

Технологическая схема производства

-общая схема технологического процесса;

-схемы стадии и операции;

-план производственного цеха (участка).

Аппаратурная схема производства

Должен состоять из чертежа аппаратурной схемы производства и спецификации оборудования, закрепленного за данным конкретным производством.

Характеристика оборудования должна содержать информацию о материале рабочей зоны оборудования, контактирующей с продуктом в процессе работы.

Материальный баланс

Должен содержать полную информацию о теоретическом значении выхода продукции на каждой стадии производства с указанием максимального и минимального показателей выхода

Для новых производств составляется по данным проекта, для действующих – по данным регламента, полученным по результатам испытаний установочных серий продукта.

Контроль производства

Перечень точек производства, контроль которых обеспечивает надежное соблюдение установленного режим технологического процесса.

В понятие контрольной точки включают место (шифр стадии или операции технологического процесса), объект контроля, наименование определяемого параметра и его норматив, методы и средства контроля.

Примеры обязательных для контроля точек:

требования к оборудованию и помещениям при их подготовке к работе (герметичность, стерильность, целостность антикоррозийного покрытия и др.);

контроль сырья и материалов перед использованием в процессе производства

контроль качества полученных промежуточных продуктов и тд..

Перемещение жидкостей, трубопроводы, компрессоры

Применяемые в химической технологии жидкости часто необходимо транспортировать по трубопроводам как внутри предприятия (для подачи в аппараты и установки, из цеха в цех и т.п.), так и вне его (для подачи исходного сырья или готовой продукции и т.п.). Эту задачу можно решить довольно просто, если жидкость перемещается с высокого уровня на низкий самотеком. Но чаще в технике приходится решать обратную задачу транспортирования жидкости с более низкого уровня на более высокий. Для этой цели используют гидравлические машины — насосы, в которых механическая энергия двигателя преобразуется в энергию транспортируемой жидкости вследствие повышения ее давления.

Основными параметрами насоса, по которым выбирают из каталогов-изготовителя насос любого типа, являются производительность, напор, мощность.

Производительность( или подача) Q (м3/ч), определяется объёмом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод за единицу времени и находится для двух групп насосов по-разному: для динамическойопытными исследованиями, для объёмных – по конструктивным размерам.

Напор(H)( метры перекачиваемой жидкости) – характеризует удельную энергию, которая сообщается насосом единице веса перекачиваемой жидкости.

Виды.Насосы делятся на поршневые, центробежные и насосы других типов (шестеренчатые, вихревые, монтежю).

Поршневые насосы

Они работают следующим образом. При движении насоса слева направо в пространстве клапанной коробки создается разряжение, всасывающий клапан 2 открывается и по всасывающему трубопроводу 1 жидкость поступает в цилиндр 5.

При движении поршня справа налево открывается нагнетательный клапан 3 и жидкость за счет уменьшения объёма цилиндра подаётся в нагнетательный трубопровод 4. Таким образом, в насосе простого действия за один оборот вала происходит одно возвратно-поступательное движение поршня, то есть одно всасывание.

По числу всасываний или нагнетаний, осуществляемых за один оборот кривошипа или за два хода поршня, поршневые насосы делятся на насосы простого и двойного действия.

Взависимости от конструкций поршня различает поршневые и плунжерные.

Впоршневых насосах основным рабочим органом является поршень 6 или 1, снабженный уплотнительными кольцами 7, пришлифованными к внутренней зеркальной поверхности. Такая

конструкция позволяет уменьшить потери перекачиваемой жидкости через движущийся поршень по цилиндру.

В плунжерных насосах плунжер не имеет уплотнительных колец и отличается от поршня значительно большим отношением длины к диаметру. При этом происходит незначительная утечка жидкости из-за большого гидравлического сопротивления жидкости, пытающегося пройти между цилиндром и плунжером на большой длине сопротивления последних.

Центробежные насосы

В центробежных насосах всасывание и нагнетание жидкости происходит одновременно, чем достигается равномерная подача. Это происходит за счёт действия центробежной силы при вращении рабочего колеса с лопатками, заключенного в спиралеобразный корпус.

Центробежный насос состоит из копуса 2, имеющего спиралевидный канал, в котором вращается рабочее колесо 3, укрепленное на валу 4. На рабочем колесе 3 укреплены лопасти 5, между которыми располагаются каналы для прохода жидкости. Подача жидкости в насос осуществляется через всасывающий штуцер 1, соединенный с центральной частью рабочего колеса. Под действием центробежной силы жидкость проходит по каналам рабочего колеса и отбрасывается к периферии, приобретая при этом кинетическую энергию.

В спиралевидном канале корпуса насоса кинетическая энергия жидкости превращается в энергию давления и жидкость выбрасывается в нагнетательный штуцер 6.

Давление, развиваемое центробежным насосом, зависит от скорости вращения рабочего насоса. Вследствие значительных зазоров между насосом и корпусом, обеспечивающих безопасную работу насоса, разряжение, возникающее при вращении колеса, недостаточно для подъема жидкости по всасывающему трубопроводу. Особенностью центробежного насоса заключается в том, что для начала его работы необходимо заполнение жидкостью внутренней полости корпуса с рабочим колесом. Только в этом случае при запуске насоса возникает центробежная сила, которая вызовет перемещение жидкости и создаст перепад давления. Направление вращения рабочего колеса насоса необходимо строго соблюдать, иначе насос не будет создавать должного перепада давления.

Насосы других типов

Шестеричные насосы состоят из пары шестерен 2 с внутренним или внешним закреплением, которые помещены в корпус 1. При вращении шестерен в месте выхода их из зацепления создается разрежение и жидкость из приемного трубопровода 3 поступает в корпус насоса. В том месте, где шестерни входят в зацепление, жидкость выдавливается из пространства между зубьями и нагнетается в напорный трубопровод 4. Шестерёнчатый насос прост по конструкции, в нём отсутствуют клапаны, он непосредственно присоединяется к двигателю и обеспечивает большую высоту напора при колебании производительности от десятых долей м3/ч до 50 м3/ч.

Пластинчатые насосы имеют вращающийся ротор 1 , установленный эксцентрично в корпусе2 и снабжённый подвижными пластинами3 . Пластины прижимаются к корпусу силой пружины, центробежной силой или давлением подводимой по оси насоса жидкости. Отсекаемые между пластинами и корпусом объемы жидкости при вращении ротора вытесняются в напорный трубопровод. Пластин может быть две и более.

Вихревые насосы состоят из корпуса 1, рабочего колеса 2, имеющего лопасти 3 со скосами4.

Монтежю. Подъём химически агрессивных жидкостей на сравнительно небольшую высоту часто производят сжатым воздухом( или инертными газами) при помощи так называемых монтежю.

Чугунные трубы. Чугунные трубы применяются главным образом для подземных трубопроводов.

Железные (стальные) трубы. Железные трубы применяются очень широко. Однако они обладают слабой химической стойкостью.

Трубы из нержавеющей стали. Эти трубы нашли широкое применение в отраслях промышленности, где обычно требуется большая коррозийная стойкость трубопроводов и конструкционных материалов.

Алюминиевые трубы. Малый удельный вес алюминия и его хорошая теплопроводность особенно ценны для фармацевтической аппаратуры. Алюминий способен покрываться окисной пленкой уже при действии на него кислорода воздуха. Эта пленка предохраняет алюминий от дальнейшего окисления

Компрессоры Классификация:

1)Поршневые

2)Ротационные Пластинчатые компрессоры Водокольцевые компрессоры Ротационные газодувки

3)Компрессорные машины других типов

Поршневые компрессоры по принципу действия делят на компрессоры простого и двойного действия, а по числу ступеней на одно-,двух-, и многоступенчатых. Многоступенчатые компрессоры применяют для сжатия газов более 0,7 Мпа. Конструкция поршневых компрессоров полностью схожа с поршневыми насосами

На практике для контроля за работой компрессора пользуются индикаторной диаграммой, которая представляет собой зависимость между давлением и объемом газа, находящегося в компрессоре за один двойной ход поршня. Под идеальным компрессором понимают такую машину у которой отсутствуют пространство между крышкой цилиндра и поршнем, находящимся в крайнем левом положении. Это пространство получило название – вредное или мертвое.

1. Пластинчатые - применяются при производительностях не более 6000 м^3/ч и давлениях не выше 15 атм.

Недостатки – сложность изготовления и обслуживания, высокий износ пластин ротора приводит к нарушению герметичности рабочих камер и уменьшение степени сжатия.

Газ поступает через всасывающий патрубок и заполняет полностью камеры. Камеры образуются между ротором и корпусом, разделенные с помощью пластин на ряд не равных по объему

Конструктивно вакуумные насосы не отличаются от поршневых и ротационных компрессоров.

Особенность данных насосов в высокой степени сжатия (около 20), в то время степень сжатия поршневых не превышает 8.

Давление в вакуумных насосах подается под давлением ниже атмосферного, а выталкивается при давлении 1атм.

Производительность вакуумного насоса не постоянна, она уменьшается вместе с уменьшением давления всасывания.

Вентиляторы

Вентиляторы подразделяются на вентиляторы: низкого давления, среднего и высокого давления

По принципу действия вентиляторы будут разделяться на: центробежные и осевые. Осевые вентиляторы будут обеспечивать большую производительность при малых напорах.

Работа центробежного и осевого вентилятора будет аналогична работе центробежного и осевого насосов.

Перемещение сыпучих материалов. Способы, оборудование.

Перемещение сыпучих материалов. Классификация оборудования.

По характеру внешнего воздействия на твердый материал механические процессы подразделяют на перемещение, измельчение, классификацию, смешивание и дозирование сыпучих материалов.

Необходимость перемещения материала возникает на разных стадиях производственного процесса. В производственных условиях твердые материалы могут находиться в штучном виде или сыпучем состоянии.

Для перемещения сыпучих материалов в химическом производстве применяют транспортеры и установки различных конструкций. Классификация этого оборудования представлена в виде схемы:

Ленточный транспортер – распространенное решение для перемещении насыпных и кусковых грузов.

Его несущий орган – лента, натянутая между приводным и натяжным барабанами, которая движется по роликовым опорам

Ленточные конвейеры имеют тяговый орган (2), выполненный в виде бесконечной ленты, служащей одновременно и несущим элементом конвейера; приводную станцию (электродвигатель, редуктор), приводящую в движение приводной барабан (1); натяжную станцию с хвостовым барабаном (5) и натяжным устройством (6); опорные ролики (3) на рабочей ветви ленты и поддерживающие ролики (7) на холостой ветви ленты; загрузочное устройство (4) и устройство для очистки ленты (9). Все элементы конвейера смонтированы на металлической раме

(8).

Ленточные транспортеры и их преимущества:

Ленточные транспортеры зарекомендовали себя как надежный способ перемещения;

Простота конструкции и небольшое количество металла позволяют устанавливать его с меньшими затратами на опоры;

Возможность установки крышки на такие транспортеры позволяют эксплуатировать их на улице;

Малый шум от работы;

Хорошая производительность такого транспортера при малых габаритах достигается за счет большой скорости передвижения ленты.

Недостатки ленточных транспортеров:

Часто специалисты жалуются на некачественное соединение швов;

При износе ленты на нее начинает налипать материал, что приводит к повышенному загрязнению;

Ленточные транспортеры отлично работают при установке по прямой, а вот если нужно из точки А в точку Б проложить маршрут с поворотом, то придется устанавливать дополнительный транспортер, что довольно не выгодно;

Пластинчатый конвейер (рис. 4.) имеет две замкнутые тяговые цепи (1) с укрепленными на них поперечными пластинами (2), образующими сплошную чешуйчатую ленту, несущую загруженный на нее материал. Цепи приводятся в движение на одном конце конвейера приводными звездочками (3), получающими вращение от электродвигателя через редуктор. На другом конце конвейера цепи огибают звездочки (4), которые соединены с натяжным устройством винтового типа. Скорость движения настила обычно до 1 м/мин.

Классификация проводится по рекомендуемой области применения. Она выглядит следующим образом:

Транспортировка круглых грузов;

Перемещение штучных грузов;

Транспортировка насыпных грузов.

Высокая степень приспособленности к транспортировке горячих, острокромочных, крупнокусковых и других грузов, которые могут стать причиной повреждения поверхности;

Применение металла позволяет проводить транспортировку груза при высоких и низких температурах;

Конструктивные особенности позволяют создавать пластинчатые конвейеры наклонного и другого типа;

Высокая степень производительности;

Есть возможность использовать настил со специальными элементами крепления для транспортировки различных грузов;

Можно проводить загрузку непосредственно из бункера, за счет чего повышается эффективность.