13.4. Изготовление ампул
В нашей стране выпускаются ампулы шприцевого и вакуумного наполнения разных типов с различными обозначениями. Ампулы вакуумного наполнения: В - без пережима, ВП - с пережимом. Ампулы шприцевого наполнения: ШП - с пережимом, ШПР - с пережимом и раструбом, ШВ - с воронкой, ШПВ - с пережимом и воронкой. Ампулы для глицерина обозначаются - Г, для хлорэтила - ХЭ.
Наряду с буквенным обозначением указывается вместимость ампул, марка стекла и номер стандарта. Например, ампула из стекла НС-3 вакуумного наполнения с пережимом вместимостью I мл, изготовленная по ОСТ 64-2-485-85, должна обозначаться следуюпшм образом (ВП-1 НС-3 ОСТ 64-2-485-85).
Для удобства заполнения соответствующим способом ампулы имеют разную форму и диаметр капилляра. Пережим на капилляре препятствует попаданию раствора в верхнюю его часть при запайке и улучшает условия вскрытия ампул перед инъекцией.
Производство ампул осуществляется из стеклянных трубок (дрот медицинский) и включает следующие основные стадии: изготовление дрота, калибровка, мойка и сушка дрота, выделка ампул.
Дрот выпускается на стекольных заводах (ТУ 64-2-5-76 с изменениями) из медицинского стекла двух групп: А и А-1 - для флаконов, пробирок и других изделий. Качество дрота жестко регламентируется по следующим показателям: конусность, разностенность, прямолинейность, овальность, изогнутость, отмываемость загрязнений. Должны отсутствовать механические включения, пузырьки и другие дефекты стекла. Допуски в толщине стенок устанавливаются в зависимости от наружного диаметра. Так, трубки группы А с наружным диаметром от 8,00 до 13,50 мм должны иметь толщину стенок 0,4-0,6 мм, от 13,50 до 16,50 (0,5-0,7 мм), от 16,50 до 21,00 (0,6-0,8 мм), от 21,00 до 23,00 (0,7-0,9 мм) и от 25,00 до 27,00 мм (0,8-1,00 мм).
Изготовление дрота. Дрот производится из жидкой стеклянной массы на специальных линиях АТГ 8-50 путем вытягивания в горизонтальном положении (рис. !3.1), освоено также производство вертикально-горизонтальным способом. Длина трубок должна составлять 1500+50 мм, их отрезка производится механико-термическим методом.
Рис. 13.1. Устройство машины для горизонтального вытягивания дрота.
1 - питатель стекловаренной печи; 2 - корпус; 3 - колеса для перемещения машины по рельсам; 4, 5, 6 - регуляторы;
7-шпиндель машины; 8 - электродвигатель для сращения шпинделя; 9 - гибкий шланг для подачи воздуха внутрь вытягиваемой трубки, Ш - труба из жароупорной стали; 11 - вращающийся керамический мундштук; 12, 13 - струя стекломассы, льющаяся из питателя печи па керамический мундштук; 14 - роликовый конвейер.
Калибровка дрота. Трубки выпускаются разного наружного диаметра от 8,00 до 27,00 мм (через 0,25 мм). Это очень важно для получения из соответствующих трубок ампул, однородных по размерам, заданной вместимости и одинаковых для всей серии. Поэтому их калибруют по наружному диаметру в двух сечениях на расстоянии 350 мм от середины трубки на машине Н.А.Филипина (рис. 13.2). На вертикальной раме машины укреплено пять калибров по 2 каждого размера на расстоянии между ними в 700 мм, щели которых увеличиваются снизу вверх на 0,25 мм. С помощью захватов трубки ступенчато подаются снизу к первым калибрам, если размеры позволяют, трубка проходит их и скатывается в накопитель. Если диаметр трубки больше щели, трубка поднимается выше на следующие калибры с большим зазором. Поизводительность - 130 кг трубок в час.
Сортировка трубок по нескольким показателям осуществляется на более сложных машинах, в которых последовательно происходит отбраковка по длине, наружному диаметру, кривизне и конусности. Весовое устройство набирает в 6 накопителей отсортированные трубки в пучки заданной массы.
Важным показателем качества трубок является толщина стенок, которую определяют косвенно по массе. Для этого трубки предварительно калибруют по наружному диаметру. Затем на специальной машине их сортируют по длине и с помощью взвешивающего устройства распределяют в приемные лотки на 8 групп, каждая из которых имеет соответственно одинаковый наружный диаметр и толщину стенок.
Мойка и сушка дрота.После изготовления и сортировки дрот подвергается мойке. К основным загрязнениям относится стеклянная пыль. Она образуется при резке трубок термическим ударом на стадии их изготовления и во время транспортировки. Для уменьшения загрязнений дрота стеклянной пылью предлагаются другие способы резки, оплавление концов трубок и упаковка их пучков в картон вместо бумаги. При мойке дрота легче освободиться от основной массы загрязнений, чем при ее удалении через узкие капилляры готовых ампул.
Рис. 13.2. Устройство установки для калибровки дрота по наружному диаметру.
1 - направляющие; 2 - накопитель; 3 - калибр; 4 - общая планка; 5 - захваты; 6 - упор; 7 - привод;
8-10 - стеклянные трубки; 11 -этажерка ял я калибровки дрота.
Известно несколько способов мойки. Самым распространенным является камерный. Мариупольский завод технологического оборудования серийно выпускает установку для мойки и сушки трубок камерного типа 129 (рис. 13.3). Работа установки осуществляется следующим образом. 250-350 кг трубок загружается в контейнер в вертикальном положении и он закатывается внутрь камеры с помощью пневмопривода. Двери камеры герметизируются и включается система автоматического управления режимом мойки. Камера с трубками заполняется водой или раствором моющего средства. Жидкость нагревается до кипения. После замачивания проводится подача пара или сжатого воздуха через барботер. Барботаж повышает эффективность мойки за счет создания турбулентных потоков и кавитационных эффектов. Затем жидкость из камеры сливается, в душирующее устройство подается обессоленная вода под давлением. С помощью пневмоцилиндра форсунки душирующего устройства перемещаются в горизонтальной плоскости, обеспечивая интенсивное и равномерное по всему сечению камеры споласкивание трубок. Для сушки внутрь камеры подается горячий фильтрованный воздух.
В зависимости от диаметра трубок и степени их загрязненности режим работы выбирается эмпирически. Так, например, трубки для мелкоемких ампул моются следующим образом: замачивание горячей водопроводной водой при температуре 60°С в течение 1 ч, барботаж - 40 мин, душирование обессоленной водой под давлением в течение 30-60 мин, сушка горячим профильтрованным воздухом с температурой 60°С-15-20 мин. Мойка дрота для крупноемких ампул: душировка водопроводной водой с температурой 40°С в течение 15 мин, замачивание водой, обессоленной и барботаж с помощью острого пара -20 мин, душированне под давлением 392 266 Н/м2 обессоленной водой с температурой 40°С- 15 мин, сушка горячим фильтрованным воздухом при 60°С - 15 мин.
Поточная линия Ленинградского, производственного объединения «Октябрь» обеспечивает автоматическую многостадийную мойку (рис. 13.4). Пучки трубок подаются на загрузочный столик в горизонтальном положении с помощью штангового транспортера с крючковыми захватами передаются последовательно с одной позиции на другую. В начале мойки пучки замачиваются в ванне с кипящей водой. Затем подаются в ванну для турбулентной промывки, которая создается гребными винтами, расположенными с двух торцовых сторон трубок. Следующая ванна предназначена для струйной промывки. Специальное устройство вызывает спиралеобразное движение сопла от центра к периферии. Струя воды с температурой 60 - 70°С под давлением 6 кг/см2поочередно осуществляет равномерную мойку с двух торцовых поверхностей пучка трубок. Вымытые трубки сушатся в туннеле фильтрованным, нагретым до 75-80°С воздухом.
Недостатками камерного способа мойки является большой расход воды, недостаточная скорость ее потока - порядка 10 см/с (для преодоле-ния сил адгезии необходимо около 100 см/с). Повышение эффективности мойки этим способом добиваются за счет барботажа, создания турбулентных потоков и струйной подачи воды.
Рис. 13.3. Установка для мойки и сушки трубок,
1 - вентилятор; 2 - пневмоцилиндр перемещения душирующего устройства; 3 - пневмоцилиндр перемещения тележки;
4- дозировочный бак; 5 - бак для воды с моющим раствором; 6 - сборник воды после мойки тру бок;
7 - сборник регенерированной обессоленной воды (схема)
Более эффективным и перспективным является способ мойки с помощью ультразвука, который используется в нескольких вариантах. Так, на Харьковском производственном химико-фармацевтическом объединении «Здоровье» установка такой мойки трубок работает следующим образом. Трубки в горизонтальном положении с загрузочного лотка подаются на транспортные диски, подходят к газовым горелкам для оплавления с одной стороны и погружаются в барабан ванны, заполненной водой дистиллированной, нагретой до температуры 50°С. На дне ванны расположен ряд магнитно-стрикционных генераторов ультразвука с частотой 22 кГц и интенсивностью облучения 1,5 Вт/см2. Время озвучивания - около 2 мин. Воздействие ультразвука сочетается со струйной мойкой. В этой же ванне в отверстия трубок из сопел подается струя воды со скоростью 0,18 м/с. Загрязнения удаляются в два отстойника. Вымытые трубки сушатся воздухом при температуре 270°С в течение 5 мин.
Рис. 13.4. Устройство поточной линии для обработки трубок.
1 - лоток загрузки; 2 - ванна для кипячения трубок; 3 - ванна промывки пучков трубок турбулентным потоком;
4 - привод гребных винтов; 5 - ванна для струйной промывки пучков трубок; 6 - устройство для перемещения сопла струйной промывки; 7 - туннель для сушки трубок; 8 - лоток выгрузки; 9 - транспортная система шагающего движения для перемещения пучков трубок в линии; 10 - захваты для пучков трубок; 11 - пневмоцилнндры вертикального перемещения транспортной системы; 12 - пневмоцилиндры продольного перемещения транспортной системы;
13 - привод конвейера туннеля для сушки трубки.
Контактно-ультразвуковой способ значительно улучшает эффективность мойки, так как к специфическим факторам- воздействия ультразвука: кавитация, давление и ветер добавляется механическая вибрация трубок с высокой частотой. В установке, работающей по этому принципу, трубки по одной подаются на транспортирующую цепь и плотно подводятся к вибрирующей поверхности магнитно-стрикционных излучателей, расположенных в нижней части ванны с водой.
При этом колебания поверхности излучателей передаются непосредственно моющимся трубкам. Озвучивание ведется в течение 7 с при 20 кГц и интенсивности 1,2 Вт/см2. В верхней части ванны трубки обрабатываются струей профильтрованной воды под давлением 5-6 кГс/см2. Затем трубки собирают в пучки, подвергают сушке в отдельных воздушных сушилках, обертываются с торцовых сторон плотной бумагой и оставляются в специальных камерах для передачи на стеклодувный участок.
Рис. 13.5. Принцип работы полуавтомата для выделки ампул.
1 - верхний патрон; 2 - горелка; 3 - ограничительный упор; 4 - нижний патрон; 5 - ролик; 6 - копир;
7 - горелка с острым пламенем; 8 -- стеклянная трубка; 9 - готовая ампула.
Качество мойки проверяется визуально путем осмотра внутренней поверхности при освещении пучка трубок с противоположной стороны. При этом поверхность должна быть ровная без заметных механических включений.
Выделка ампул. В зависимости от назначения, способа наполнения и свойств ампулируемых препаратов (растворы, вязкие жидкости, порошки) ампулы выпускают вместимостью от 0,3 до 50 мл. Они имеют разную форму и диаметр капилляра.
Все типы ампул изготавливаются на роторных стеклоформующих автоматах. На отечественных заводах широко применяют автоматы ИО-8 «Тунгсрам» (Венгерская республика). На рис. 13.5 представлена схема получения ампул на автоматах этого типа. На роторе вращается 16 пар верхних и нижних патронов. Трубки загружаются в накопительные барабаны, предназначенные для каждой пары патронов, и проходят 6 позиций:
1) трубки подаются из накопительного барабана внутрь патрона. С помощью ограничительного упора устанавливается их длина. Верхний патрон сжимает трубку, оставляя ее на постоянной высоте на всех позициях;
2) к вращающейся трубке подходят горелки с широким пламенем и нагревают их до размягчения стекла. В это же время нижний патрон, двигаясь по копиру, поднимается вверх и зажимает нижнюю часть трубки;
3) нижний патрон, продолжая движение по копиру, опускается вниз и размягченное стекло трубки вытягивается в капилляр;
4) к верхней части капилляра подходит горелка с острым пламенем. На этой позиции происходит отрезка капилляра;
5) одновременно с отрезкой капилляра происходит запайка донышка следующей ампулы;
6) нижний патрон освобождает зажимы и полученная ампула опускается на наклонный лоток. Трубка с запаянным донышком подходит к ограничительному упору 1-й позиции и цикл работы автомата повторяется.
Недостатком такого способа изготовления ампул является образование внутренних напряжений. Опасность использования таких ампул связана с тем, что при тепловой стерилизации в местах наибольших внутренних напряжений могут образоваться микротрещины, обнаружить которые обычно применяемыми методами контроля невозможно. Поэтому после изготовления происходит снятие напряжений с помощью отжига ампул в специальных печах.
Нежелательным свойством ампул, полученных этим способом, является также то, что при изготовлении они герметически запаиваются в момент, когда внутри амп\'лы находится нагретый воздух. После охлаждения ампул до комнатной температуры внутри них образуется вакуум. При вскрытии капилляра в месте излома образующаяся стеклянная пыль засасывается вакуумом внутрь ампулы, удаление которой является сложным и трудоемким процессом.
Для уменьшения этого явления на Московском химико-фармацевтическом заводе № 1 предложена приставка к автомату, которая располагается в непосредственной близости от лотка в позиции 6. Ампула, еще находящаяся в нагретом состоянии после падения в лоток, тотчас подается» на приставку к автомату и вскрывается. Для этого на капилляре ампулы делается круговая насечка с помощью алмазного диска, на месте которой он отламывается под действием двух пружин. Это снижает температуру воздуха в ампуле и вакуум при запаивании не образуется. Количество стеклянной пыли внутри ампулы резко уменьшается.
В последнее время используется несколько вариантов работы роторных стеклоформующих автоматов, которые при сохранении общей принципиальной схемы позволяют получать безвакуумные ампулы.
Так, в одном варианте на позиции 6 (см. рис. 13.5) в момент отрезки капилляра корпус ампулы нагревается специальной дополнительной горелкой. При этом воздух внутри ее, нагреваясь, расширяется, возникает его избыточное давление и в месте отпайки, где стекло находится в расплавленном состоянии, из ампулы прорывается воздух, оставляя в этом месте небольшое отверстие. Наличие отверстия приводит к тому, что при дальнейшем охлаждении вакуум внутри ампулы не образуется.
Другой вариант основан на том, что в позиции 6 при отпайке (см рис. 13.5) нижний патрон освобождает зажимы и под действие-.- силы тяжести ампулы в месте отпайки вытягивается очень тонкий капилляр, который при одновременном падении и вращении ампулы отламывается. Герметичность внутри ампулы за счет этого капилляра нарушается и они получаются безвакуумными.
На химико-фармацевтических заводах применяются роторные стеклоформующие автоматы, позволяющие за один оборот ротора получить две безвакуумных ампулы. Общий принцип работы авюмата, описанный выше, сохраняется. Различие состоит в том, что участок обогрева оттяжными горелками с широким пламенем значительно больше, чем у автоматов, выпускающих за цикл одну ампулу, кроме того, с помощью специального устройства капилляр в средней его части отрезается в нагретом состоянии, поэтому получаются безвакуумные ампулы.
Ампулы с пережимом производят на таких же автоматах, оснащенных специальным устройством с роликами.
В зависимости от марки стекла, диаметра и толщины стенок трубки выбирается режим работы горелок, скорость вращения ротора и др. Оптимальная температура лежит в пределах 1250-1350°С, что достигается подачей в горелки смеси природного газа, воздуха и кислорода в определенном соотношении. Нагрев до более высоких температур и увеличение его времени понижают химическую устойчивость и повышают остаточные напряжения в ампулах.