Составьте технологическую схему производства порошка, как лекарственного препарата

1.Подготовка материала- исходный материал взвешивают

2. Измельчение(на машинах среднего, мелкого, тонкого или сверхтонкого дробления)

3.Просеивание

4.Смешение(сложные порошки)-в смесителях

5.Просеивание и вторичное смешение(сложные порошки)

6.Контроль качества(подлинность, колич. содержание, степень дисперсности)

7. Упаковка(в зависимости от физ-хим св-в.) с помощью специальных дозаторов,чаще шнековых и вакуумных, работающих по объёмному прнципу

Аппаратурная схема:

Вытяжной шкаф с аспирацией --- весы --- просеиватель вибрационного типа действия --- шаровая мельница --- сита --- весы

А) Критерии выбора способа измельчения

Кристаллические порошки предназначенные для растворения перед употреблением(сульфат магния, борная кислота) подвергают средне-мелкому, средне-крупному и даже крупному измельчению.(0,2-0,3 мм) Порошки присыпки для лечения повреждений кожи или слизистых подвергают очень мелкому измельчению с целью увеличения суммарной поверхности.

Критерии выбора измельчающего оборудования.

При выборе измельчающего оборудования учитывают в первую физико-химические свойства измельчаемого материала (хрупкость, твердость, волокнистость для сырья с кле-точной структурой, влажность, требующиеся размеры частиц).

При ситовой классификации порошков проводится по существу двухмерное фракционирование. Метод предназначен для фракционирования индивидуального порошка или гранул (фиксированной смеси порошков), но не пригоден для физической смеси порошков, так как в этом случае количество той или иной фракции может определяться соотношениями компонентов. Метод быстр, удобен, при сухом разделении он пригоден для крупных производств при граничных размерах частиц 1-3 мм. При снижении размеров частиц разделяемого материала до 0,5 мм разделение не полное.

Для ситового разделения мелких порошков применяют плетеные сита, позволяющие отделять наименьшие частицы.

Гидравлическая классификация материала основана на зависимости скорости оса-ждения частиц в жидкой среде от массы (размеров) и подчиняется общим закономерностям осаждения.

Осущетвляется в потоке жидкости, скорость которого подбирается таким образом, чтобы из классификатора выносились частицы менее определенного размера, частицы с большим размером осаждаются в аппарате. Для повышения эффективности используют комбинацию с ситовым разделением и/или в поле центроб.сил.

Пневматическое разделение осуществляют в воздушном потоке, при этом тяжелая (более крупная) фракция осаждается (или выводится), а легкая (мелкая) уносится потоком воздуха в циклон, который компонуется вместе с сепаратором. Пневматическую классификацию используют при измельчении на мельницах для отделения мелкой фракции и возврата крупных частиц для повторного измельчения, а также в пневматических сушилках для отделения высушенных (более легких частиц) от недосушенных.

Машины для тонкого измельчения

Барабанные мельницы. Материал измельчается внутри вращающегося корпуса (барабана) под воздействием мелющих тел. В зависимости от вида мелющих тел различают шаровые и стержневые мельницы В зависимости от формы барабана и отношения его длины / к диаметру d различают короткие (l/d = 1,5 2,0), трубные (l/d = 3,0 6,0), цилиндро-кони-ческие мельницы (барабан имеет форму двух усеченных конусов, широкие основания которых соединены цилиндрической частью) и др

Шаровые мельницы. В химико-фармацевтической промышленности для тонкого измельчения наиболее широко применяются шаровые мельницы периодического действия Они представляют собой пустотелый вращающийся барабан, в который через загружают измельчаемый материал и мелющие тела стальные шары диаметром от 25 до 150 мм (приблизительно на 40 45% объема барабана) Наилучший эффект измельчения в шаровых мельницах достигается, когда скорость вращения (число оборотов барабана) является оптимальной и соответствует определенному режиму ее работы.

Шары, поднявшись на максимальную высоту, падают по параболическим траекториям. Материал в процессе соударения с шарами измельчается в основном ударом, а также истиранием и раздавливанием. При скорости вращения меньше оптимальной шары поднимаются на незначительную высоту и скатываются параллельными слоями вниз, измельчая материал лишь раздавливанием и истиранием, без участия удара.

Значительное увеличение числа оборотов приводит к тому, что центробежная сила

становится настолько большой, что прекращает падение шаров, которые вращаются

с барабаном, не производя измельчения.

Рабочее число оборотов барабана праб в большинстве случаев принимается равным 75 % от критического

Достоинствами шаровой мельницы являются простота конструкции и эксплуатации, отсутствие распыления порошка при работе. К недостаткам относится неоднородность конечного продукта (гранулометрического состава). Это требует проведения дополнительных операций просеивания и измельчения.

Получение продукта однородного гранулометрического состава после однократного измельчения обеспечивает вертикальная шаровая мельница. Она представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с рубашкой для водяного охлаждения или нагрева. В цилиндре размещен ротор, состоящий из вала с насаженными на него дисками. Цилиндр заполнен шариками диаметром 0,8 2 мм из базальта или кварцевого стекла. Измельчаемый продукт с помощью насоса подается через нижнее отверстие в цилиндре. При вращении ротора твердые частицы материала измельчаются в результате трения о мелющие тела и друг о друга. Готовый продукт выходит через патрубок в верхней части цилиндра. Небольшие размеры мелющих тел и их большое количество обусловливают высокую эффективность измельчения, степень которого зависит от времени пребывания продукта в мельнице и регулируется изменением скорости подачи материала в цилиндр.

Стержневые мельницы. По конструкции эти мельницы близки к шаровым, но отличаются формой мелющих тел. Оли имеют короткий барабан, в который вместе с материалом, подлежащим измельчению, загружают стальные стержни диаметром 40 100 мм и длиной на 25 50 мм меньше длины барабана. При небольшом числе оборотов барабана (12 30 об/мин) стержни не падают, а перекатываются в нем, измельчая материал раздавливанием, ударом и истиранием. При этом стержни соприкасаются с материалом во многих точках и в первую очередь дробят крупные его частицы, защищая от переизмельчения мелкие. Поэтому продукт в стержневой мельнице получается более равномерной крупности, чем в шаровой.

Мельницы для сверхтонкого измельчения

Вибрационные мельницы. Цилиндрический корпус мельницы примерно на 80% объема заполнен мелющими телами шарами, иногда стержнями. Внутри корпуса установлен вибратор. Это вал с дебалансом или эксцентриковый механизм, который при работе мельницы совершает 1500 3000 колебаний в минуту при амплитуде 2 4 мм При этом мелющие тела и измельчаемый материал приводятся в интенсивное движение. Частицы материала, вибрируя во взвешенном слое, измельчаются под действием частых соударений с мелющими телами и истираются. Для предотвращения вибрации пола корпус мельницы установлен на пружинах.

Мельницы могут измельчать как сухие, так и влажные продукты. В вибрационных мельницах весьма быстро достигается высокая дисперсность и большая однородность размеров частиц измельчаемого

Недостатком их является низкая производительность, быстрый износ мелющих тел.

Струйные мельницы. Измельчение материала происходит в струе энергоносителя (воздух, инертный газ, перегретый пар), подаваемого в мельницу со скоростью, достигающей нескольких сотен метров в секунду.

В струйной мельнице с плоской помольной камерой энергоноситель из распределительного коллектора, через сопла отдельными струями поступает в помольно-разделительную камеру. Оси сопел расположены под некоторым углом относительно соответствующих радиусов камеры, вследствие чего струи газа внутри камеры пересекаются. Материал на измельчение подается инжектором (струйный компрессор) через штуцер, увлекается струями газа, получает усконение и измельчается под действием многократных соударений и частично истиранием частиц в точках пересечения струй Так как струи энергоносителя входят в зону измельчения под некоторым углом, вся масса пылегазовой смеси приобретает вращательное движение в направлении струй. В результате такого движения частицы оказываются в поле центробежных сил и разделяются на фракции. При этом более крупные сосредоточиваются в периферийной час!и зоны измельчения, а мелкие оттесняются к центру. Измельчившись до определенных размеров (16 мкм), частицы вместе с нисходящим газовым потоком, непрерывно вращаясь, вытекают из зоны измельчения в корпус циклона-осадителя, осаждаются на его внутренней поверхности и удаляются в приемник. Наиболее мелкие частицы, содержание которых 5 10% увлекаются восходящим потоком отработанного воздуха, уносятся через штуцер и улавливаются в дополнительных циклонах или матерчатых фильтрах.

Метод измельчения материалов в струйных мельницах имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими, так как позволяет сочетать измельчение и классификацию с сушкой, смешиванием и другими технологическими процессами. К достоинствам метода относится: возможность получения продукта с очень высокой степенью измельчения; при измельчении элементы мельницы практически не изнашиваются,

не вносят примеси в готовый продукт; материал в процессе измельчения не изменяет своей начальной температуры, что позволяет перерабатывать термолабильные вещества. Недостатком струйных мельниц является большой расход энергоносителя и, следовательно, высокая энергоемкость процессов, необходимость равномерной подачи материала и поддерживания постоянного аэродинамического режима работы.

Б) Критерии выбора сеток для сит

Колосниковые сита применяются редко, устанавливают в мельницах работающих по принципу удара(сочетание металлических пластин), очень прочные.

Штампованные сита-металлические листы толщиной 2-12 мм, с пробивными отверстиями различной формы, прочные и широко применяются,но имеют крупные отверстия- не менее 0,3мм.

Плетёные сита-переплетение тонких нитей или прволок(шёлк, капрон, сталь, латунь),малопрочные, вытягиваются, нити сдвигаются.

3. Сколько кг 96,3%) этанола потребуется для укрепления 15 л 12% рекуперата, чтобы получить 40% этанол?

96,3 28 х

\ /

12 / \56,3/84,4 15 л

х=28*15/56,2=6, 67 л

по ГФ1 плотность 96, 31=0, 8062

м=0,8062*6,67 л=5,28 кг

№23. 1) составьте технологическую схему получения высокоочищенного экстракционного органопрепарата на примере препарата «инсулин»

Технологическая схема получения препаратов.

Инсулин – гормон поджелудочной железы (в-клетки островков Лангерганса). Белок: цепи А – 21 аминокислота и В – 30, соединенные дисульфидными мостиками. Сырье – поджелудочная железа рогатого скота и свиней.

Iстадия. Подготовка сырья и экстрагента.

Измельчение заморож. поджел. жел

На мясорубках-волчках, превращая в фарш + низкая температура + высокое давление + использование ультразвука = очень тонкое измельчение.

IIстадия. Экстракция методом бисмацерации.

Экстракция этанолом подкисленный кислотой ортофосфорной до рН 2,8 (для инактивации ферментов разрушающих инсулин) (80% для первой мацерации и 57% этанол для второй) в реакторе-мешалке

IIIстадия. Очистка. (осаждение балластных белков (рН 7,5) и освобождение от липидов)

1 Фильтрование.

Вытяжки оставляют на холоду на 48ч (в осадке белок), фильтруют или центрифугируют в центрифуге фильтрующего действия (ротор перфорирован, внутри него укреплен фильтрующий материал и под действием ценробежной силы происходит фильтрование).

2 Ионобменная хроматография

Сорбция на макропористом сульфокатионате при рН 3 в режиме псевдоожижения. Жир удаляют промывкой катионита 65% этанолом, балластные белки – 0,3М ацетатным буфером (рН 5,3)

3. Депротеинизация.

Осуществляется быстро с пом. 0,01М аммонийного буфера (при рН 10) и немедленно подкисляют HCl до рН 4,5 (т.к. инсулин не устойчив щелочной среде), доб ацетон.

Выпавший осадок центрифугируем (центрифуга).

4. фильтруют (возможно нутч-фильтр).

4 стадия Осаждение инсулина и Кристаллизация (в реакторе с мешалкой).

4.1. Добавляют ацетат цинка с рН 6,0 – выпадает осадок цинк-инсулина.

4.2. осадок растворяют в воде подкисленной кислотой лимонной до рН 2,8.

43. отстаивают 1ч и осадок балластных белков фильтруют через кизельгут (намывной фильтрующий материал возможно используется на нутч-фильтрах).

4.4. к фильтрату + ацетон + хлорид цинка + фенол + Т=0 = медленная кристаллизация инсулина.

4.5. Медленное изменение рН:

раствор до рН 8,0 + 2мин;

рН 6,7 + 1ч перемешивают;

рН 6,5 2ч перемешивают и отстаивают 20ч;

рН 5,8 перемешивают 2ч и отстаивают 2-4суток Т=5;

выпавшие кристаллы отделяют центрифугированием;

4.6. промывают на воронке Бюхнера ледяной водой дистиллированной, ацетоном и эфиром.

4.7. досушивают инсулин на воздухе, в вытяжном шкафу, эксикаторе.

Или после ионообменной хроматографии применяют гель-хроматографию и получают 3 фракции:

- белки с Мм более15000

- белки с Мм 9000-12000

- инсулин (Мм 6000) + инсулиноподобные белки.

3-ю фракцию очищают электрофорезом и получают высокоочищенный инсулин (примесей 0,01%)

Vстадия. Стандартизация.

Биологическим методом по способности понижать сахар в крови здорового кролика. 1ЕД=0,04082мгкристаллического инсулина. В 1мг препарата д.б 24-26ЕД.

VI стадия. Получение ГЛФ.

Растворы инсулина фильтруют, консервируют (нипагин), стерилизуют (радиационный метод), хранят при Т=+4 - +8