Средства механизации в технологии твердых лекарственных форм

Из номенклатуры твердых лекарственных форм, приготавлива­емых в аптеках, наибольший объем занимают порошкообразные лекарственные средства. Измельчение, просеивание, смешивание, расфасовка и упаковка порошков недостаточно механизированы.

Измельчение и смешивание лекарственных веществ приходится выполнять вручную с применением ступок (описание приведено в главе «Порошки»). Данная операция недостаточно производитель­ная и быстро утомляет работающего. Проведенные исследования показали, что при измельчении большинства крупнокристалличес­ких порошкообразных лекарственных веществ в фарфоровой ступке их основная фракция содержит частицы размером 70 мкм и более. Смеси же различных порошков характеризуются степенью их рас­пределения по фракциям. Коэффициент измельчения в ступке бор­ной кислоты, например, обычно не превышает К₁ = 2,6, а стрептоци­да — К₂ = 3,9. В то же время при использовании средств малой

механизации — центробежных измельчителей — коэффициенты измельчения соответственно со­ставляют К₁ = 13,3 и К₂ = 12,6.

Аппаратура в технологии порошкообразных лекарствен­ных средств. Выбор аппаратов, приспособлений, машин и дру­гих средств механизации, при­меняемых для измельчения и смешивания, определяется свой­ствами веществ и требуемой степенью дисперсности.

Наиболее распространенным приспособлением для этих целей являются фарфоровые ступки, которые целесообразно при работе крепить к столу. Для этого применяют ступкофиксаторы различ­ной конструкции.

В настоящее время разработаны два комплекта ступкодержате-лей: один — для ступок № 1, 2, 3; другой — для ступок № 4, 5. Разработана новая конструкция н а с т о л ь н о г о с т у п к о д е -р жат ел я, которая представлена на рис. 35.

Он изготавливается трех типоразмеров для ступок № 5, 6 и 7, имеет вид кольца с тремя ножками, в которые вмонтированы резиновые присоски. Ступка удерживается от поворота в кольце тремя эластич­ными вкладышами, вмонтированными в паз кольца. Для предотвра­щения скольжения присосок по их поверхности рекомендуется пери­одически промывать водой с нейтральным мылом. В настоящее время настольный ступкодержатель планируется к промышленному про­изводству.

При внутриаптечных заготовках порошков по часто повторяю­щимся прописям целесообразно использовать ступки на механичес­ком приводе.

Представленная на рис. 36 машина предназначена для крупных фарфоровых ступок диаметром 300—400 мм. Ступка укрепля- ется на вращающейся столешни- це. Пестик фарфоровый (или де- ревянный) вращается совершенно свободно, причем в зависимости от растираемой мас- сы его можно утяжелить наса- живаемыми на него гирями. Ло- паточка целлулоидным вкладышем плотно прилегает к стенке ступки и беспрерывно подводит измельчаемый матери- ал от ее краев к середине. Ма- шина приводится в движение электромотором.

Для измельчения твердых лекарственных веществ взамен Рис. 36. Ступка на механическом

приводе

ступок предложено большое количество различных конст- рукций малогабаритных аппара- тов — мельниц, в которых из- мельчение осуществляется ло- пастными мешалками-ножками, вращающимися со скоростью до 24000 об/мин. К их числу отно- сится аппарат М. X. Исламгу- лова (рис. 37). Рис. 37. Аппарат для измельчения и сме-

Э_то_т аппара_{т н}апо_минае_т шивания твердых лекарственных форм электрическую кофейную мель­ницу, в которой измельчающая камера укорочена до уровня ножа, вращающегося со скоростью до 1800 об/мин. На эту камеру на­винчивают крышку, имеющую форму перевернутой ступки. Все ин­гредиенты смеси для приготовления порошка помещают в крыш­ку-ступку, накрывают мельницей в положении сверху вниз, затем мельницу переворачивают, включают электродвигатель и в тече­ние 1—2 минут производят измельчение с одновременным смеши­ванием. После измельчения мельницу вновь переворачивают (при этом измельченный материал пересыпается в крышку-ступку, ко­торую отвинчивают). При необходимости порошок, оставшийся около ножа, сметают в крышку щеточкой. В комплекте имеются крышки-ступки трех размеров вместимостью: 1 — 70 см³, в ней из­мельчают от 1,0 до 11,0 г вещества; 2 — 150 см³ — от 11,0 до 40,0 г вещества; 3 — 360 см³ — до 100,0 г вещества.

Измельчение изрезанных лекарственных растений, поступающих в аптеку, производят с помощью малогабаритных (лабораторного типа) дисковых или шаровых мельниц. Из дисковых часто используют мельницы типа «Эксцельсиор» с диском диаметром 90—100 мм. Од­нако они не дают очень мелкие порошки. Обычно после мельницы приходится еще дополнительно измельчать в ступке.

Освоен промышленный выпуск а п п а р а т а д л я и з м е л ь ч е-н и я и с м е ш и в а н и я порошков, таблеток и растительного сырья. Агрегат состоит из пластмассового или ме­таллического корпуса, в котором вмонтированы высокоскоростной электродвигатель, камеры измельчения, специальный нож и реле времени до 1 минуты.

Камера измельчения цилиндрической формы имеет разъем в горизонтальной плоскости, при этом нижняя ее часть выполнена в виде чаши, в центре которой на валу электродвигателя укреплен нож, а верхняя представляет собой сменные стаканы различной вместимости. Скорость измельчения зависит от продолжительнос­ти работы аппарата. Время полного измельчения составляет от 10 до 30 секунд. Все детали аппарата, соприкасающиеся с измельчае­мым веществом, изготовлены из нержавеющей стали, а стаканы — из алюминиевого сплава.

Очистку камеры измельчения можно осуществлять с помощью капроновых щеток и кисточек над листом бумаги или ступкой.

Камера измельчения протирается влажным тампоном, затем включается мотор на 10—15 секунд для ее просушки. Электропи­тание аппарата — от сети пере­менного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В.

Наряду с этим, считаем целе­сообразным привести описание некоторых технических средств для механизации отдельных тех­нологических операций.

Так, в аптеках Крыма ис­пользуется э л е к т р о и з м е -льчи-тель крупнокри­сталлических порошков (рис. 38).

Прибор состоит из следующих основных элементов: съемного стального ци­линдра 2, который накрывается пластмассовой крышкой 1. Внизу по окружности днища цилиндр имеет три штифта 4, которые входят в гильзы стола и придают ему необходимую устойчивость; электродвигателя 5 марки УВО 51-Ц мощнос­тью 65 Вт и скоростью вращения вала 7000 об/мин. Электропитание осуществля­ется от сети напряжением 220 В. Электродвигатель четырьмя болтами прикреп­лен к нижней стороне крышки тумбочки-приставки из комплекта ассистентской мебели. Для уменьшения вибрации на болтах крепления имеются резиновые втул­ки. Защита от перегрузки осуществляется тепловым реле РТ-2, заземление — через нулевой провод розетки. Электродвигатель закрыт кожухом, для его пуска установлен двухполюсный переключатель. Электрическая проводка электроиз­мельчителя выполнена проводом ПВ-2,5 в полихлорвиниловых трубках.

Измельчение лекарственных веществ проводится двухлопастным ножом 3 с переменным шагом, который изготовлен из нержавеющей стали; нож закреп­лен на валу электродвигателя с помощью вращающейся головки.

Предложенная конструкция ножа позволяет быстро измельчать различные лекарственные вещества до степени дисперсности со­гласно требованиям соответству­ющих статей ГФ.

Съемный цилиндр упрощает работу с электроизмельчителем. Для извлечения полученного по­рошка достаточно снять цилиндр и высыпать содержимое в ступку, которую накрывают пластмассо­вой крышкой и передают фасов­щику для развешивания. Разовая загрузка составляет 100,0 г; вре­мя измельчения лекарственных веществ — до 1 минуты. Частота включения электроизмельчителя не ограничена.

Аналогичное по назначению приспособление для из-мель-чения и смешивания

^{порошков (рис. 39) внедрено} Рис. 39. Приспособление

в некоторых аптеках г. Симфе- для измельчения

рополя. и смешивания порошков

Приспособление состоит из основания 1 , изготовленного из текстолита, на котором установлен электромотор 4 от пылесоса. Для регулирования вылета вала установлен фланец 3. В целях предохранения вала от биения используется фланец 21, в который вмонтирован подшипник 2. Шарикоподшипник накрыт крышкой 19. К концу фланца 21 при помощи гайки 16 и винтов 15 и 14 крепит­ся чашка 17 для засыпки порошков. Отверстие в чашке закрывается резиновой пробкой 20. Винт 14 ввернут в подставку 13, установленную на резиновых по­душках 12, что предохраняет приспособление от вибрации. Подставка закреп­лена гайкой 11, которая навернута на стойку 9, что удерживает основание, зак­репленное колпачной гайкой 8. Электромотор накрыт металлическим кожухом 6 от пылесоса и закреплен винтами 7. Фланец 21 закреплен при помощи шпильки 10, длина которой подбирается в зависимости от применяемого электромотора. Электромотор крепится к фланцу 3 при помощи винтов 5. Измельчение и сме­шивание порошков производится при помощи крыльчатки 18, которая закреп­лена на конце вала электромотора.

Размельчители тканей. Предназначены для диспер­гирования животных тканей. Могут применяться также для при­готовления эмульсий, суспензий и для измельчения растительного сырья (корней, листьев, травы). Размельчители тканей выпуска­ются промышленностью двух марок: РТ-1 с емкостью сосуда 800 мл и микроизмельчитель тканей РТ-2 емкостью 100 мл. Их рекомен­дуется применять в аптеках всех категорий.

Инструмент механизированный для дробле­н и я с л е ж а в ш и х с я п о р о ш к о в предназначен для дробле­ния слежавшихся кристаллических или аморфных порошков при извлечении из тары, например из бочек, барабанов и др. Прибор представляет собой электродрель с приданным к ней специальным ножом-дробилкой, который закрепляют в конусном отверстии шпин­деля электродрели. В комплект инструмента входят: шнур элект­ропитания с вилкой и приводом заземления, защитные очки, рези­новые перчатки, специальный ключ. Инструмент используют на аптечных складах, а также в аптеках лечебно-профилактических учреждений. Производительность труда работника при использо­вании инструмента возрастает в 4—5 раз. При работе следует со­блюдать правила техники безопасности и пользоваться резиновы­ми диэлектрическими перчатками, защитными очками.

Кроме этого, для тонкого измельчения порошков применяют шаровые мельницы, которые представляют собой фарфоровый или металлический барабан, во внутрь которого закладывают сталь­ные или фарфоровые (для аптек лучше фарфоровые) шары различ­ного диаметра. Вещество, загруженное в барабан, истирается меж­ду шарами и внутренней поверхностью корпуса. В практике аптек применяются следующие марки мельниц.

Шаровая мельница типа «Лабор-2181» выпускается в Венгрии (рис. 40).

После загрузки в барабан фарфоровых шариков и измель­чаемого материала его закрыва­ют крышкой, прижимают вин­том для обеспечения герметичности. В комплект

^{мельницы входят фарфоровые} Рис. 40. Шаровая мельница

барабаны емкостью 0,9 л (2 шт.) типа «Лабор-2181»

и 0,5 л (1 шт.). Измельчение ве­щества происходит в течение 18—20 минут. Производитель­ность шаровой мельницы около 6 кг/ч.

Шаровая электричес-к а я м е л ь н и ц а типа КМ-25 (рис. 41).

Содержит чугунную станину,

опорные резиновые ролики, электродвигатель в защищенном кор­пусе и пульт управления с программным устройством. Шаровые мельницы используют в основном для измельчения и смешивания порошковых масс при приготовлении больших партий порошков и таблеток. Производительность труда при применении шаровых мельниц на этих операциях увеличивается в 2—3 раза. При этом в период работы шаровой мельницы фармацевт (фасовщик) может осуществлять другую работу. В аптеке целесообразно выделить сотрудника, постоянно обслуживающего шаровые мельницы, ко­торые устанавливают в отдельном помещении, так как они при работе создают повышенную запыленность и шум. При обслужи­вании шаровых мельниц рекомендуется защищать органы дыха­ния 4-слойными марлевыми повязками.

Крышки для предохранения порошков от рас-с ы п а н и я. После измельчения и смешивания порошковой массы ее отдельные ингредиенты, имеющие высокую степень дисперснос­ти, легко распыляются от циркулирующих потоков воздуха в ассис­тентской, фасовочной и других помещениях. Эти потоки возникают в результате воздухообмена, движения людей, работы вентиляторов и т. д. Они захватывают верхние слои порошковой массы и разносят ее по помещениям, что может привести к различным аллергичес­ким реакциям (дерматиты, конъюнктивиты) у сотрудников аптек. Для устранения этого явления А. И. Чирков предложил крышки, представляющие собой пластинку из органического стекла разме­ром 250x300 мм с бортиками высотой 300 мм и ручкой.

Устройство для автоматизированной расфа-сов-ки и упаковки лекарственных порошков в п о л и-м ерную пленку. Большинство порошков имеют пло­хую сыпучесть (фенацетин, кофеин-бензоат натрия, барбамил, бро-мизовал, фталазол) или совсем не сыпятся (папаверина гидрохло­рид, норсульфазол, анальгин, сульфадимезин, спазмолитин, фенобарбитал). Такие порошки содержат частицы небольших раз­меров анизодиаметрической формы и обладают большой контакт­ной поверхностью. Плохая сыпучесть лекарственных порошков может являться причиной значительного отклонения в массе отдель­ных доз порошка вследствие неравномерной подачи его в мерник при объемном методе дозирования. Для устранения этого П. П. Печер-ским было предложено автоматизированное дозирующее устройство (рис. 42), работающее по весовому принципу действия с принуди­тельной подачей порошка.

Важнейшим условием надежности и бесперебойности работы ве­сового дозатора является равномерность подачи порошка в дозиро­вочную чашку весовой системы. К основным деталям узла подачи

Рис. 42. Общий вид устройства для автома- Рис. 43. Общий вид роторно-вибраци-тизированной расфасовки и упаковки лекар- онной таблеточной машины для пря-ственных порошков в полимерную пленку мого прессования лекарственных по-

рошков

порошка относятся: бункер с выпускной воронкой, шнек, мешал­ка. Материалом для изготовления деталей была выбрана нержаве­ющая сталь Х18Н9, что позволяет проводить расфасовку порош­ков с различными химическими свойствами.

Роторно-в ибрационная таблеточная маш и -н а для прямого прессования лекарственных порошков. Для полу­чения таблеток методом прямого прессования П. П. Печерским была предложена 18-пуансонная роторно-вибрационная таблеточ­ная машина РВТМ-18 (рис. 43).

Для вибрационного прессования лекарственных порошков с различными структурно-механическими и технологическими харак­теристиками в разработанной таблеточной машине применен низко­частотный механический ротационно-импульсный вибратор, обеспе­чивающий независимую регулировку амплитуды и частоты.

Способ подачи энергии вибрации формуемому порошку от элемен­тов прессинструмента осуществляется по схеме «вибрирующий пуан­сон». При включении электропривода нижний вращающийся диск вибратора начинает вращаться и своими роликами набегает на роли­ки верхнего подвижного диска. Диск, поднимаясь на валу, перемеща­ет во втулках нижние пуансоны, которые своими фланцами сжима­ют возвратные пружины. Когда верхние ролики сходят с нижних роликов, пуансон вместе с верхним подвижным диском под воздей­ствием возвратных пружин возвращаются в исходное состояние. Фун­кция возвратных пружин заключается в том, чтобы возвращать ниж­ние пуансоны с верхним подвижным диском в первоначальное (до упора) положение. Это может качественно осуществляться только при условии, что в процессе нажима (в каждом цикле) пружины не отходят от фланцев нижних пуансонов. Поскольку это условие вы­полнимо только в том случае, когда собственная частота колебаний возвратных пружин выше рабочей частоты вибратора, то использо­вавшиеся пружины были рассчитаны на динамическую нагрузку.

Расфасовка порошков в аптеках до настоящего времени является одной из наиболее трудоемких и малопроизводи­тельных операций. Сложность механизации данной операции объяс­няется большой номенклатурой и небольшими партиями порош­ков, а также специфическими требованиями, которым должны отвечать дозирующие устройства.

С целью ускорения дозирования порошков в НИИФ России скон­струирован дозатор порошков, первая модель которого ДФ-2, вы­полненная с использованием стандартных ручных равноплечих ве­сов типа ВР, не обеспечивала необходимой долговечности дозатора и надежности его работы, так как опорные и грузоподъемные приз­мы коромысла весов быстро из­нашивались. Были выявлены так­же отдельные дефекты в работе электромеханической системы. Для их устранения институт раз­работал усовершенствованную модель весового дозатора порош­ков для аптек типа ДВА-1,5, предназначенную для порцион­ного дозирования лекарственных веществ с объемной массой 0,3— 0,8 г/см³ на дозы от 0,15 до 1,5 г.

Производительность дозатора 6—15 доз/мин в зависимости от величины массы дозы и сыпуче­сти дозируемого порошка. Об­щий вид д о з а т о р а ДВА- 1,5 показан на рис. 44.

На вертикально-шарнирной смонтиро­ванной стойке дозатора 1 укреплены мо­тор-редуктор 2 и бункер 3. На передней панели дозатора расположена весовая система 5, индуктивный датчик 4 и тумблер включения аппарата 7. В нерабочем состоянии весовую систему и индуктивный датчик закрывают колпаком из про­зрачной пластмассы. Под кожухом расположена электромеханическая система управления работой дозатора. В комплект входят трехполюсная вилка с розеткой для подключения аппарата к электрической сети и система заземления, а также четыре сменных шнека 6 и комплект разновесов.

Дозатор порошков ДВА-1,5 целесообразно использовать при фа­совке порошков в аптеках от 300 штук и более.

Помимо дозирования по массе используется дозирование порош­ков по объему. Оно менее точно, чем дозирование по массе, однако отличается большой производительностью. Примером дозатора по объему может служить л о ж е ч к а-д о з а т о р ТК-3 (рис. 45).

Дозатор порошков ТК-3 рассчитан на расфасовку порошков дозами от 0,2 до 1,0 г. Этот цельнометаллический прибор, напоминающий по форме ложечку, состоит из корпуса 3, сбрасывателя 2, дозатора 1 и винта настройки 5. Перед началом работы устанавливают заданную массу дозы. Для этого бункер дозато-

ра помещают в порошковую массу. Делая упор большим пальцем правой руки, продвигают сбрасыватель в сторону бункера и удаляют излишек порошка, дер­жа прибор над сосудом с порошковой массой. Не снимая пальца, сбрасыватель возвращают в исходное положение, открывая тем самым бункер. Дозу высыпают на весы и проверяют массу. При несоответствии массы дозы устанавливают необ­ходимый объем бункера вращением винта настройки. После этого прибор готов к работе. После работы каждый раз прибор надо хорошо очистить. При необходи­мости его следует разобрать. Для этого необходимо надавить на язычок — упор 4, находящийся в верхнем прямоугольном отверстии на верхней плоскости при­бора, и, продвигая сбрасыватель вперед, вынуть его из корпуса. Затем, вращая головку винта против часовой стрелки, вынимают дозатор. Сборка дозатора про­изводится в обратном порядке.

Недостатком дозатора ТК-3 является то, что каждый раз необ­ходимо для каждого порошка подбирать величину дозируемого объе­ма. Кроме того, этот прибор пригоден для дозирования не всех порошкообразных веществ, так как точность дозирования зависит от физических свойств последних.

Кристаллические порошки, такие, как глюкоза, кислота аце­тилсалициловая, фенилсалицилат и другие подобные вещества, до­зируются достаточно точно, а при дозировании аморфных порош­ков типа цинка оксида, магния оксида и т. п. отклонения получаются выше допускаемых фармакопеей.

В настоящее время дозаторы ТК-3 изготавливаются также из уда­ропрочного полистирола марки УП-1. Пластмассовый дозатор лег­че металлического, что облегчает работу с ним. Полистирол достаточно стойкий по от­ношению к порошкообразным лекарствен­ным средствам, за исключением камфоры (растворяет полистирол), бромкамфоры и ментола (при длительном контакте поли­стирол растрескивается). Пластмассовые до­заторы можно мыть щелочными раствора­ми (при температуре до 60 °С) и протирать этанолом любой концентрации.

Объемный дозатор поро ш-к о в ДПР-2 (рис. 46) устроен по прин­ципу дозатора ТК-3, но более усовершен­ствован.

Дозатор порошков ручной предназна­чен для объемного дозирования сыпучих лекарственных веществ в дозах от 0,1 до 2,0 г. Выполнен ДПР-2 в виде полого ци- ^{Рис. 46. Дозатор порошков}

ручной объемный ДПР-2

линдрического корпуса с под­вижно смонтированным внутри него штоком, ходовой гайкой и съемным наконечником. Прин­цип работы состоит в заполнении регулируемой мерной полости фасуемым порошком при погру­жении наконечника дозатора в этот порошок. Дозирование по­рошка осуществляется путем пе­ремещения штока.

Имеются более совершенные, чем ручные дозаторы (по точно-

сти и скорости дозирования), приборы для автоматического дози­рования порошков. Они бывают разных конструкций с произво­дительностью от 5 до 15 доз порошков в минуту с точностью дозирования ±2 %.

Технические средства в технологии сборов. В последнее время популярность сборов как одной из наиболее простых форм приме­нения лекарственных растений значительно возросла. При этом в лечебной практике все шире стали применять многокомпонентные сборы. Качество сборов определяется равномерностью смешения их составных частей, что в аптечных условиях является весьма трудоемким процессом, так как части различных растений отлича­ются толщиной, формой, массой, в результате чего сборы расслаи­ваются. Нередко значительная запыленность воздуха при техноло­гии сборов вызывает у персонала аллергические реакции.

В аптеках г. Киева (аптека № 64) внедрен в р а щ а ю щ и й с я с м е-с и т е л ь, который сводит до минимума выше упомянутые недостатки (рис. 47).

Корпус смесителя цилиндрической формы 2 свободно вращается на валу 4, закрепленном на станине 5. Для загрузки и выгрузки лекарственного сырья в корпусе имеется специальный люк 3. Фиксатор 1 корпуса закрепляет его в нуж­ное положение: в верхнее — при загрузке сырья, в нижнее — при выгрузке готового сбора, в среднее — при проверке качества смешения, очистки и т. д.

Смешивание сырья осуществляется при помощи лопастей, укрепленных на валу 4. Концы их соединены между собой металлической проволокой. Вал при­водится в движение ручкой. Станина смесителя 5 выполнена из железного угол­ка. В нижней части ее размещена сетка-подставка 6 для тары, в которую соби­рают приготовленный сбор.

Использование смесителя (при равных условиях работы) примерно в 5—6 раз снижает затраты труда при приготовлении сборов. Качество получаемой продукции соответствует требованиям ГФ.