Карабинцева Фармацевтическая технология методички / Производство стерильных и асептических лекарственных форм учебно-методическое пособие. 2014

ИЗГОТОВЛЕНИЕ АМПУЛ

Производство ампул осуществляется из стеклянных трубок (дрот медицинский) и включает следующие основные стадии: изготовление дрота, калибровка, мойка и сушка дрота, выделка ампул.

Дрот производится из жидкой стеклянной массы на специальных линиях АТГ 8-50 путем вытягивания в горизонтальном положении (рис. 7), освоено производство вертикально-горизонтальным способом.Длинатрубокдолжнасоставлять1500±50мм,ихнарезка производится механико-термическим методом.

Рис. 7. 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 вращения шпинделя; 9 – гибкий шланг для подачи воздуха внутрь вытягиваемой трубки; 10 – труба из жароупорной стали; 11 – вращающийся керамический мундштук; 12, 13 – струя стекломассы, льющейся из питателя печи

на 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. 8). На вертикальной раме машины укреплено пять калибров

(3) по 2 каждого размера на расстоянии между ними 700 мм, щели которых увеличиваются снизу вверх на 0,25 мм. С помощью захватов (5) трубки (8) ступенчато подаются снизу к первым калибрам,

31

если размеры позволяют, трубка проходит их и скатывается в накопитель (6). Если диаметр трубки больше щели, трубка поднимается выше на следующие калибры с большим зазором. Производительность – 130 кг трубок в час.

Рис. 8. 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 для калибровки дрота

Важнымпоказателемкачестватрубокявляетсятолщинастенок, 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 одинаковые наружный диаметр и толщину стенки.

Мойкаисушкадрота. После изготовления и сортировки дрот подвергаетсямойке.Косновнымзагрязнениямотноситсястеклянная пыль. Она образуется при резке трубок термическим ударом на стадии их изготовления и во время транспортировки. Для уменьшения степенизагрязнениядротастекляннойпыльюпредлагаютсядругие способы резки, оплавление концов трубок и упаковка их пучков в картонвместобумаги.Примойкедроталегчеосвободитьсяотосновной массы загрязнений, чем при ее удалении через узкие капилляры готовых ампул (рис. 9).

Мойка дрота производится камерным, ультразвуковым или

контактно-ультразвуковым методами.

Камерныйспособ.Дротмассой250–350кгзагружаетсявконтей- нерввертикальномположенииизакатываетсявнутрькамеры.Двери камеры герметизируются, и включается система автоматического

32

Рис. 9. Установка для мойки и сушки трубок (схема):

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 трубок; 7 – сборник регенерированной обессоленной воды

управления режимом мойки. Камера с трубками заполняется водой илираствороммоющегосредства.Жидкостьнагреваетсядокипения. Послезамачиванияпроводитсяподачапараилисжатоговоздухачерез барботер. Затем жидкость из камеры сливается, в душирующее устройство подается обессоленная вода под давлением. С помощью пневмоцилиндрафорсункидуширующегоустройстваперемещаются вгоризонтальнойплоскости,обеспечиваяинтенсивноеиравномерное по всему сечению камеры споласкивание трубок. Для сушки внутрь камеры подается горячий фильтрованный воздух.

Возможнакамернаямойканапоточнойлинии,обеспечивающей автоматическую многостадийную мойку (рис. 10). Пучки 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 турбулентнойпромывки,котораясоздаетсягребнымивинтами,расположенными с двух торцевых сторон трубок.

33

Рис. 10. Устройство поточной линии для обработки трубок:

1 – лоток загрузки; 2 – ванна для кипячения трубок; 3 – ванна для 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 – пневмоцилиндры вертикального перемещения транспортной системы; 12 – пневмоцилиндры продольного перемещения транспортной системы; 13 – привод конвейера туннеля для сушки трубок

Следующаяваннапредназначенадляструйнойпромывки.Специальное устройство вызывает спиралеобразное движение сопла от центракпериферии.Струяводыстемпературой60–70°Споддавле- нием 6 кг/см2 поочередно осуществляет равномерную мойку с двух торцевых поверхностей пучка трубок. Вымытые трубки сушатся в туннеле фильтрованным, нагретым до 75–80 °С воздухом.

Недостаткамикамерногоспособамойкиявляютсябольшойрасход воды, недостаточная скорость ее потока – порядка 10 см/с (для преодоления сил адгезии необходимо около 100 см/с). Повышения эффективностимойкиэтимспособомдобиваютсязасчетбарботажа, создания турбулентных потоков и струйной подачи воды.

Ультразвуковой способ. Трубки в горизонтальном положении с загрузочного лотка подаются на транспортные диски, подходят к газовым горелкам для оплавления с одной стороны и погружаются

34

в барабан ванны, заполненной водой дистиллированной, нагретой до температуры 50 °С. На дне ванны расположен ряд магнитнострикционных 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. 11).

Рис. 11. Схема установки для мойки стеклодрота с помощью ультразвука:

1 – звездочки; 2 – распределительные звездочки; 3 – ведомый вал; 4 – ведущий вал; 5, 6 – питатели; 7 – шестерни; 8 – направляющие; 9 – цепной транспортер; 10 – неподвижный вал; 11 – ролики; 12 – приемник слитого; 13 – станина; 14 – душирующее устройство

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, работающейпоэтомупринципу,трубкипооднойподаютсянатранспортирующуюцепь,плотноподводятсяквибрирующейповерхности магнитнострикционных излучателей (3), расположенных в нижней части ванны с водой. При этом колебания поверхности излучателей передаются непосредственно моющимся трубкам. Озвучивание ведетсявтечение7спри20кГциинтенсивности1,2Вт/см2.Вверхней частиваннытрубкиобрабатываютсяструейпрофильтрованнойводы

35

поддавлением5–6кГс/см2 (рис.12).Затемтрубкисобираютвпучки, подвергаютсушкевотдельныхвоздушныхсушилках,обертываются с торцевых сторон плотной бумагой и хранятся в специальных камерах для передачи на стеклодувный участок.

3

Рис. 12. Схема установки для контактно-ультразвуковой мойки дрота:

1 – торец; 2 – несущая цепь; 3 – магнитострикционные излучатели; 4 – дрот под струей воды

Качество мойки проверяется путем осмотра внутренней поверхности при освещении пучка трубок с противоположной стороны. При этом поверхность должна быть ровная, без заметных механических включений.

Выделка ампул. Ампулы всех типов изготовляются на роторных стеклоформующих автоматах. На рис. 13 представлена схема получения ампул на автоматах этого типа. На роторах вращаются 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

ина всех позициях;

2)к вращающейся трубке подходят горелки с широким пламенем и нагревают ее 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;

36

Рис. 13. 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

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 подходиткограничительномуупору1-йпозиции,ициклработыав- томата повторяется.

Недостатком такого способа изготовления ампул является образование внутренних напряжений. При тепловой стерилизации таких ампул в местах наибольших внутренних напряжений могут образоваться микротрещины, обнаружить которые обычно применяемыми методами контроля невозможно. Поэтому после изготовленияпроисходитснятиенапряженийспомощьюотжигаампулвспециальных печах.

Нежелательнымсвойствомампул,полученныхэтимспособом, является также то, что при изготовлении они герметически запаиваются в момент, когда внутри ампулы находится нагретый воздух. Послеохлажденияампулдокомнатнойтемпературывнутринихоб-

37

разуется вакуум. При вскрытии капилляра в месте излома образующаясястекляннаяпыльзасасываетсявакуумомвнутрьампулы,удаление ее является сложным и трудоемким процессом.

Для уменьшения этого явления предложена приставка к автомату, которая располагается в непосредственной близости от лотка

впозиции 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.

Следующийвариантпредполагает,чтонапозиции6(см.рис.13)

вмоментотрезкикапилляракорпусампулынагреваетсяспециальной дополнительной горелкой. При этом воздух внутри ее, нагреваясь, расширяется,возникаетегоизбыточноедавление,ивместеотпайки, гдестеклонаходитсяврасплавленномсостоянии,изампулыпрорываетсявоздух,оставляявэтомместенебольшоеотверстие.Наличие отверстияприводитктому,чтопридальнейшемохлаждениивакуум внутри ампулы не образуется.

Другой вариант основан на том, что в позиции 6 при отпайке нижний патрон освобождает зажимы, и под действием силы тяжести ампулы в месте отпайки вытягивается очень тонкий капилляр, который при одновременном падении и вращении ампулы отламывается, герметичность ампулы нарушается.

Применяются также роторные стеклоформующие автоматы, позволяющие за один оборот ротора получить две безвакуумных ампулы. Общий принцип работы автомата, описанный выше, сохраняется.Различиесостоитвтом,чтоучастокобогреваоттяжными 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

внагретом состоянии, поэтому получаются безвакуумные ампулы. Ампулыспережимомпроизводятнатакихжеавтоматах,осна-

щенных специальным устройством с роликами.

В зависимости от марки стекла, диаметра и толщины стенок трубкивыбираетсярежимработыгорелок,скоростьвращениярото-

38

ра 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.

ПОДГОТОВКА АМПУЛ К НАПОЛНЕНИЮ

Процесс включает следующее: вскрытие капилляров, отжиг ампул, мойка внутренних и наружных поверхностей ампул, сушка истерилизация,оценкакачества,определениеглубиныразрежения.

Вскрытие капилляров. Операция проводится так, чтобы ампулы получались одинаковой высоты, что важно для точности их наполнения раствором вакуумным способом. Концы капилляров на месте вскрытия должны иметь ровные и гладкие края для уменьшения загрязнений ампул стеклянной пылью и качественной запайки. При выборе условий вскрытия обращается внимание на предотвращениезасасываниястекляннойпыливнутрьампулы.Герметически запаянные ампулы необходимо вскрывать в нагретом состоянии в процессеизготовлениянаавтоматеилинаприставкекнему.Вохлажденномсостояниицелесообразновскрыватьбезвакуумныеампулы.

Вскрытиеампулсостоитиздвухопераций:нанесениережущим инструментом риски на наружной поверхности капилляра и облом его по месту надреза. Надрез производится с помощью алмазных или карборундовых дисков или брусков. Для обрезки капилляров применяется автомат П. И. Резепина (рис. 14). Кассету с ампулами вставляютвбункер.Ампулыпоступаютвотверстиевращающегося наборного барабана, который подводит каждую ампулу к бруску дляподрезкикапилляра.Вэтотмоментдвижущийсявобратномнаправлении зубчатый резиновый диск придает ампуле вращательное движение,ибрусокнаноситнакапиллярровныйштрих.Послеэтого капилляробламываетсяобламывателем,ивскрытаяампулаполотку поступает в приемник.

Намногихприставкахкавтоматусочетаютсянесколькоопераций: дисковый нож делает на капилляре круговой надрез, на месте которого происходит вскрытие за счет термоудара при нагревании горелкой.Послевскрытиякапилляроплавляетсягорелкой,иампула поступает в бункер для набора в кассеты.

39

Рис. 14. Устройство машины Резепина:

1 – бункер;

2 – наборный барабан;

3 – брусок для подрезки капилляров;

4 – резиновый диск;

5 – обламыватель;

6 – лоток

Отжиг ампул. Отжиг проводится в туннельных печах. Отжиг проводится в 4 этапа:

1)ампулы нагревают до температуры размягчения стекла

600–700 °С (или 440–620 °С);

2)выдерживают при этой температуре 7–10 мин для исчезновения остаточных напряжений;

3)затем ампулы медленно охлаждают до 100 °С (или 200 °С) для того, чтобы снова не возникло остаточное напряжение;

4)ампулы быстро охлаждают до комнатной температуры (или

60 °С).

Ампулы помещают в лотки капиллярами вверх и подают на стол загрузки (5) (рис. 15). С помощью цепного конвейера они продвигаются через туннель, проходя поочередно камеры нагрева (2), выдержки (3) и охлаждения (4). В камерах нагрева и выдержки в верхней части размещаются газовые горелки с инфракрасными излучателями. Нижние чугунные плиты, составляющие под печи, обогреваются горелками инжекторного типа (7).

Качествоотжигапроверяетсяполяризационно-оптическимме- тодомизмеренияразностиходалучейнаполярископе-поляриметре. Не допускается остаточное напряжение, создающее удельную разность лучей более 8 млн–1.

Мойка внутренних и наружных поверхностей ампул. После

изготовления,вскрытиякапилляровиотжигавнутриампулостаются механические загрязнения, около 80 % – мелкие частицы стекла и

40