Измельчение смешивание и растворение веществ реферат

Обновлено: 02.07.2024

Растворение – спонтанный, самопроизвольный диффузионно-кинетический процесс, протекающий при соприкосновении растворяемого вещества с растворителем.

В фармацевтической практике растворы получают из твердых, порошкообразных, жидких и газообразных веществ. Как правило, получение растворов из жидких веществ, взаимно растворимых друг в друге или смешивающихся между собой, протекает без особых трудностей как простое смешение двух жидкостей.

Растворение твердых веществ, особенно медленно и трудно растворимых, является сложным и трудоемким процессом. При растворении можно выделить условно следующие стадии:

· Поверхность твердого вещества контактирует с раство­рителем, контакт сопровождается смачиванием и адсорбцией растворителя, проникновением в макропоры частиц твердого вещества.

· Молекулы растворителя взаимодействуют со слоями твердого вещества на поверхности раздела фаз.

· Сольватированные молекулы или ионы переходят в жидкую фазу

· Выравнивание концентраций вещества во всех слоях растворителя.

Длительность 1 и 4 фаз зависит от скорости диффузионного процесса, 2 и 3 фазы протекают мгновенно и достаточно быстро и носят кинетический характер. Из этого следует, что в основном скорость растворения зависит от диффузионных процессов.

Показатели растворимости веществ в различных растворителях и обозначение растворимости в Государственной фармакопеи Республики Беларусь.


Примечание: для определения растворимости навеску вещества вносят в отмеренное количество растворителя и непрерывно встряхивают в течение 10 минут при температуре 20±5°С. Предварительно образец может быть растерт. Для медленно растворимых образцов, требующих для своего растворения более 10 минут, допускается также нагревание на водяной бане до 30°С; наблюдение производят после охлаждения раствора до температуры 20±5°С и энергичного

встряхивания в течение 1-2 минут. Вещество считают растворившимся, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаруживаются частицы вещества. Для веществ, образующих при растворении мутные растворы, соответствующее указание должно быть приведено в частой фармакопейной статье. Если указано, что субстанция растворима в жирных маслах. то имеется в виду, что она растворима в любом масле, относящемуся к классу жирных масел.

Использование механического перемешивания в производстве медицинских растворов. Конструкции мешалок, их характеристики.

Наиболее распространенный способ перемешивания в жидких средах – механическое перемешивание.

В качестве основных составляющих оборудования для механического перемешивания используются: корпус, привод, уплотнение, вал и мешалка. Конструкция мешалки имеет наиболее важное значение в работе аппарата для перемешивания, в то время как тип используемого резервуара (сосуда) также может оказать значительное влияние на его работу.

В технике применяются различные типы аппаратов для перемешивания. Объем аппаратов составляет от 10 дм 3 до 2000 м 3 . Корпус резервуаров (сосудов) имеет обычно вертикальную цилиндрическую обечайку с крышкой, на которой крепится привод перемешивающего механического устройства и днище. Материалом корпуса служит сталь высоких сортов.

В промышленности для перемешивания в основном используют механические мешалки с вращательным движением. При работе таких мешалок возникает сложное трехмерное течение жидкости (тангенциальное, радиальное, аксиальное) с преобладающей окружной составляющей скорости.


Профиль жидкости при тангенциальном (а), радиальном (б) и осевом (в) течении.


Циркуляция жидкости при перемешивании лопастными мешалками


Объем циркулирующей жидкости в единицу времени в аппарате с мешалкой называют насосным эффектом, который является важной характеристикой мешалки: чем больше насосный эффект, тем лучше в данном аппарате идет процесс перемешивания.

При работе вращающихся механических мешалок на поверхности жидкости возникает воронка, глубина которой растет с увеличением частоты вращения мешалки (в пределе она может достигать дна сосуда). Это явление отрицательно сказывается на эффективности перемешивания и значительно снижает устойчивость работы мешалки. На глубину и форму воронки большое влияние оказывают диаметр мешалки и частота ее вращения.

Для предотвращения образования воронки у стенок аппаратов с быстроходными мешалками устанавливают радиальные отражательные перегородки, причем наиболее часто – на некотором расстоянии от стенки корпуса (для снижения возможности образования застойных зон). Экспериментальным путем найдено, что оптимальное число отражательных перегородок равно четырем, а их ширина составляет примерно 10% от диаметра аппарата.

Перемешивание жидкости в сосудах с перегородками


Основной деталью любой мешалки является одна или несколько различающихся по форме лопастей, закрепленных на вращающемся валу. Вал приводится в движение при помощи обычной зубчатой передачи, чаще всего непосредственно от электродвигателя.

Механические мешалки разделяются по устройству лопастей на следующие группы:

1) Лопастные – с плоскими лопастями

2) Пропеллерные – с винтовыми лопастями

4) Специальные (барабанная, дисковая и вибрационная)

Все применяемые мешалки могут быть разделены на быстроходные и тихоходные. Под быстроходными понимаются мешалки, используемые для перемешивания жидких сред при турбулентном и переходном режимах движения жидкости; под тихоходными – при ламинарином движении жидкости.

Лопастные мешалки

Лопастные мешалки являются наиболее старым типом перемешивающих механизмов. По своему устройству они наиболее простые вследствие чего широко распространены.

Достоинства лопастных мешалок

1) Простота устройства и дешевизны изготовления

2) Вполне удовлетворительное перемешивание умеренно вязких жидкостей

1) Малая интенсивность перемешивания вязких жидкостей

2) Непригодность для перемешивания легко расслаивающихся веществ.

Основные области применения лопастных мешалок

1) Перемешивание жидкостей небольшой вязкости

2) Растворение и суспендирование твердых веществ

3) Грубое смешение жидкостей

Лопастные мешалки простого типа наиболее эффективны при перемешивании маловязких сред.

Для перемешивания жидкостей с вязкостью выше более пригодны рамные мешалки или лопастные мешалки в сосудах с отражательными перегородками.

В указанных областях применения лопастные мешалки обеспечивают хорошее перемешивание при небольшом расходе энергии. Лопастные мешалки непригодны для быстрого растворения, тонкого диспергирования, а также для получения суспензий, содержащих твердую фазу большой плотности.

Аппарат с мешалкой с вертикальными лопатками.


Типы лопастных мешалок с вертикальными лопатками:

· Двухлопастная мешалка с прямыми вертикальными лопатками

· Трехлопастная мешалка с изогнутыми вертикальными лопатками

· Шестилопастная мешалка с наклонными лопастями

С целью уменьшения образования вокруг вала воронки и предупреждения выброса жидкости через край аппарата скорость вращения ограничивается 8 об/с.


Предотвращение выпадения осадков на стенках и днище

Диспергирование твердых частиц в вязких средах

Якорные мешалки. Устанавливаются в тех случаях, когда дно котла является сферическим. Скорость вращения до 80 об/мин.


аппарат с якорной мешалкой

Нижняя кромка якоря обычно соответствует форме дна реакционного сосуда. В стеклянных сосудах трущиеся о стенки и дно части мешалки должны быть обязательно снабжены протектором (покровом), например из резинового шланга или пластмассовых колец.


Особенно удобны в лабораторных условиях якорные мешалки со сменными лопастями, вырезанными из листовой пластмассы, например фторопласта или полиэтилена. Шарнирно закрепленные на оси они могут быть введены даже в колбу с узким горлом.

Предотвращение выпадения осадков на стенках и днище

Перемешивание твердых частиц в вязких средах


Производят перемешивание как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Планетарная мешалка вращается медленно, тем не менее, она весьма эффективна благодаря большому объему жидкости захватываемой мешалками. Планетарные мешалки пригодны для перемешивания мазей и суспензий, а также для изготовления эмульсий, которые легко образуются из их компонентов.

Пропеллерные мешалки

У пропеллерных мешалок лопатки имеют постепенно меняющийся наклон по длине радиуса, причем этот наклон изменяется почти от 0 0 у вала до 90 0 на конце лопатки. В связи с этим различные участки лопатки будут отражать частицы жидкости под разными углами. В результате возникают встречные токи, способствующие лучшему перемешиванию. Перемешивание пропеллерными мешалками происходит под действием движения жидкости, возникающего в результате сложения двух потоков: 1) аксиального, обусловленного напором пропеллера (основного) и 2) спирального вихревого потока всего содержимого вызванного разными скоростями слоев жидкости на различном расстоянии от мешалки.



Перемешивание пропеллерными мешалками также улучшается при установке в аппарате диффузора – короткого цилиндрического (иногда слегка конического) стакана, в котором помещается пропеллер. Диффузор направляет циркуляцию жидкости в осевом направлении и благоприятно влияет на перемешивание в аппаратах с большим отношением высоты к диаметру.

Пропеллерная мешалка с диффузором.


Для улучшения перемешивания массы жидкости по всей высоте применяют пропеллерные мешалки с несколькими пропеллерами и диффузором в виде змеевика с витками, плотно прилегающими друг к другу. Такое устройство диффузора позволяет легко регулировать температурный режим перемешивания.


Достоинства пропеллерных мешалок:

1) Интенсивное перемешивание

2) Умеренный расход энергии, даже при значительном числе оборотов

3) Невысокая стоимость

1) Малая эффективность перемешивания вязких жидкостей

2) Ограниченный объем интенсивно перемешиваемой жидкости

Пропеллерные мешалки применяются главным образом для следующих целей:

1) Интенсивное перемешивание маловязких жидкостей

2) Приготовление суспензий и эмульсий

3) Взмучивание осадков, содержащих до 10% твердой фазы, состоящей из частиц размером до 0,15 мм.

Турбинные мешалки

Турбинные мешалки состоят из одного или нескольких центробежных колес (турбинок), укрепленных на вертикальном валу и снабженных большим числом лопаток – от 6 до 16 и более. Лопатки турбинок могут быть плоскими (прямые или наклонные) или изогнутыми по кривой, как в пропеллерных мешалках. Выбор турбинки зависит от характера перемешиваемой жидкости. Так, при перемешивании подвижных жидкостей применяют турбинки с прямыми лопатками, а при более вязких жидкостях и содержащих взвесь твердых частичек более целесообразны турбинки с наклонными или криволинейными лопатками.




Достоинства турбинных мешалок:

1) Быстрота перемешивания и растворения

2) Эффективное перемешивание вязких жидкостей

3) Пригодность для непрерывных процессов

Недостатком турбинных мешалок является сравнительная сложность и высокая стоимость изготовления.

1) Интенсивное перемешивание и смешивание жидкостей различной вязкости, которая может изменяться в широких пределах

2) Тонкое диспергирование быстрое растворение

3) Взмучивание осадков и жидкостях, содержащих 60% и более твердой фазы (для открытых мешалок – до 60%); допустимые размеры твердых частиц: до 1,5 мм для открытых мешалок, до 25 мм для закрытых мешалок.

Специальные мешалки

К этой группе относятся мешалки, имеющие ограниченное применение. Некоторые мешалки, предложенные сравнительно недавно (исковые и вибрационные) приобретают в последнее время более широкое распространение.

Барабанные мешалки

Барабанные мешалка состоит из двух цилиндрических колец, соединенных между собой вертикальными лопастями прямоугольного сечения называемого беличьего колеса. Мешалки этой конструкции создают большую подъемную силу и потому весьма эффективны при проведении реакций между газом и жидкостью, а также при получении эмульсий, обработке быстро расслаивающихся суспензий и взмучивании тяжелых осадков.


Рекомендуемые условия применения барабанных мешалок: отношение диаметра барабана к диаметру сосуда от 1:4 до 1:6, отношение диаметра барабана к высоте должна быть 2:3, отношение высоты жидкости к диаметру барабана не менее 10.

Дисковые мешалки

Дисковые мешалки представляют собой один или несколько гладких дисков, укрепленных на небольшом расстоянии друг от друга на вертикальном валу и вращающихся с большой скоростью в направляющих цилиндрах.


© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.013)


Измельчение твердых веществ и смешивание как твердых, так и жидких веществ в практике лабораторий проводится часто. Все твердые материалы, поступающие в лабораторию для анализа, обязательно измельчают. Для отбора средней пробы неоднократно измельчают исследуемое вещество. Перед приготовлением растворов твердые вещества также полезно измельчить.

Измельчение

Измельчение небольших количеств веществ, порядка десятков граммов, можно проводить вручную.

Для ручного измельчения твердых материалов применяют различные ступки: стальные, чугунные, бронзовые, латунные, стеклянные, фарфоровые и агатовые. Выбор ступки зависит от твердости вещества, которое нужно измельчить. Твердость материала, из которого сделана ступка, должна быть больше твердости измельчаемого вещества. Это необходимо потому, что, если твердость последнего больше твердости материала ступки, она быстро срабатывает и измельчаемое вещество засоряется материалом, из которого сделана ступка. Грубое, предварительное дробление или измельчение больших кусков можно сделать в стальных ступках или даже ударами стального молотка, или же на стальных или чугунных плитах при помощи специально приспособленного тяжелого песта.

Фарфоровые ступки пользуются наибольшим распространением в лабораториях. Такие ступки представляют собой полушаровидную толстостенную чашку с фарфоровым пестиком. Перед работой ступку тщательно моют. Вещество, подлежащее размельчению, насыпают с таким расчетом, чтобы ступка была заполнена не больше чем на 1/3 ее объема. Осторожными ударами пестика разбивают крупные куски вещества, доводя их до размеров не больше горошины, а затем медленно растирают круговыми движениями, не очень сильно прижимая пестик к стенкам ступки. По мере размельчения скорость движения пестика можно увеличить, но так, чтобы частицы вещества не выбрасывались из ступки.

Никогда не следует насыпать полную ступку. Если насыпать в ступку измельчаемое вещество в количестве большем, чем указано выше, затрудняется измельчение и, кроме того, при растирании пестиком измельчаемое вещество будет высыпаться через края.

Во время измельчения вещество периодически счищают со стенок и пестика шпателем, собирают к центру ступки и только после этого продолжают измельчение. Когда будет достигнута нужная степень измельчения, шпателем счищают вещество вначале с пестика, затем с внутренней стенки ступки и пересыпают измельченное вещество в заготовленную заранее банку или же сразу используют полученный порошок для намеченной работы.

Ступку и пестик после работы нужно хорошо вымыть.

Если внутренняя стенка ступки и пестик не очищаются обычными приемами, то ступку очищают механическим путем. Для этого в ступке растирают немного поваренной соли. Через некоторое время соль удаляют и ступку с пестиком моют водой. Если и после такой обработки ступка не очищается, вместо соли берут чистый кварцевый песок и растирают его в ступке.

При измельчении сильно пылящих и особенно вредных веществ работу следует проводить в вытяжном шкафу. В этом случае ступку закрывают специальным чехлом из легкого, но пыленепроницаемого материала.

Нередко случается, что в ступке приходится растворять какое-либо твердое вещество. В этом случае общее количество жидкости и твердого вещества не должно занимать больше 1/3 емкости ступки. Вначале в ступку насыпают твердое вещество, а затем к нему постепенно, небольшими порциями, при постоянном растирании пестиком добавляют жидкость. Всю жидкость, которая нужна для растворения, употреблять не следует; не меньше 1/3 ее должно быть оставлено для того, чтобы после окончания растворения можно было сполоснуть ступку и обмыть пестик, добавив затем эту часть жидкости к полученному раствору. При работе со ступкой никогда не следует сильно ударять пестиком. Если имеющиеся крупные куски вещества не размельчаются от нажимания на них пестиком, то разбивать их нужно только осторожными ударами пестика.

В лабораториях иногда применяют стеклянные ступки, которые требуют более осторожного обращения.

Смешивание

Смешивание является ответственной операцией, так как от нее часто зависит успех работы. Поэтому всегда стремятся к тому, чтобы эта операция выполнялась особенно тщательно.

Существует много способов смешивания твердых веществ. Естественно, что для получения однородной смеси составные части ее должны быть измельчены приблизительно до одинаковой величины зерен. Чем тоньше было измельчение, тем однороднее может быть полученная смесь.

Перекатывание на листе фильтровальной бумаги

Измельченные вещества помещают в центр квадратного куска бумаги такого размера, чтобы смесь можно было вначале распределить слоем и, последовательно поднимая концы листа, перекатывать массу до тех пор, пока не будет достигнута однородность смеси. В этом случае большое значение имеет степень измельчения веществ. Если смешиваемые вещества будут измельчены недостаточно мелко, при перекатывании смеси происходит разделение частиц по крупности. Сверху собираются более крупные частицы, а внизу — наиболее мелкие. Если смешивают большие количества материалов массой в несколько килограммов, вместо бумаги применяют брезент, полотно или клеенку.

Пересыпание смеси из одной банки в другую

Смешивание твердых тонко измельченных веществ можно проводить путем пересыпания смеси из одной банки в другую. Для получения хороших результатов, т. е. однородности смеси, пересыпать нужно не меньше 10 раз. Так как при пересыпании возможно пыление, операцию следует проводить под тягой.

Нужно быть очень осторожным при смешивании тонко измельченных органических веществ, так как в этом случае пыль может быть взрывчатой. Поэтому при смешивании органических веществ пересыпанием поблизости от места работы не должно быть горящих горелок, включенных электронагревательных приборов и пр.

Перемешивание жидкостей

Перемешивание бывает необходимо при растворении твердых веществ в жидкости, при растворении жидкости в жидкости, при проведении многих работ.

При смешивании небольших объемов жидкостей перемешивание можно проводить при помощи стеклянной палочки, например в стакане.

При перемешивании в колбе ее вращают, придерживая за горло.

В закрытом сосуде перемешивают путем встряхивания или многократного перевертывания его.

Горячую жидкость перемешивают, обернув сосуд полотенцем, чтобы не обжечься.

Если приходится перемешивать вручную в закрытом сосуде жидкости с низкой температурой кипения, обязательно нужно придерживать пробку, так как в сосуде развивается повышенное давление вследствие испарения растворителя и пробка может выскочить.

Зав. Кафедры фармации доктор
фармацевтических наук
профессор Сампиев А. М.

Курсовая работа по фармацевтической технологии:

Процессы и оборудование для измельчения твердых материалов в фармацевтическом производстве. Классификация измельченных материалов.

Выполнил:
Студентка группы курса
Фармацевтическогофакультета

Краснодар 2009
ПЛАН

1. Введение 3
2. Способы измельчения и их классификация. Теоретические основы измельчения
5
3.1. Устройство и принцип работыизмельчающих машин: 9
3.2. Дробилки 10
3.3. ударно-центробежные дробилки 15
3.4. расчет шаровых барабанных мельниц 20
3.5. бегуны22.
3.6. сверхтонкое измельчение. 27.
3.7. изрезывающие машины. 37.
3. Заключение 40
4. Список использованнойлитературы 41

1. Введение.
Переработка материалов в измельченном виде позволяет значительно ускорить экстрагирование и тепловую обработку материалов, провести указанные процессы с незначительными потерями действующих веществ и меньшим расходом тепла.
Процесс измельчения широко применяется в химико-фармацевтическом производстве, особенно вфитохимических цехах. Измельчение представляет собой процесс механического деления твердых тел на части. В результате измельчения увеличивается поверхность обрабатываемых материалов, что позволяет значительно ускорить растворение, химическое взаимодействие, выделение биологически активных веществ из измельченного материала.
В настоящее время для измельчения фармацевтических материалов используют механизмы имашины различных конструкций, начиная от крупных щековых дробилок, измельчающих глыбы материала величиной до 2 м3, и кончая коллоидными мельницами, дробящими вещества на частицы величиной до 0,1 мк.
Поиск вида механического воздействия зависит от величины кусков и прочности материала. Чаще всего оптимальное измельчение достигается сочетанием различных усилий, например: раздавливания и истирания,удара и истирания и др.
Куски материалов до и после измельчения не имеют симметричной формы, их размеры определяются размером отверстий сит, через которые просеивают твердый сыпучий материал.
Для расчета среднего характерного размера кусков материал разделяют с помощью набора сит на несколько фракций. В каждой фракции находят средний характерный размер как полусумму характерных размеровмаксимального и минимального кусков: Практически размер максимальных кусков определяется размером отверстий сита, через которое проходит весь материал данной фракции, а размер минимальных кусков — размером отверстий сита, на котором данная фракция остается.
Найденные таким образом средние характерные размеры кусков исходного и измельченного материалов используются для расчета степениизмельчения. [1]
В зависимости от размера кусков исходного материала и конечного продукта различают два типа измельчения: 1) дробление; 2) размол (порошкование)
Крупное, среднее и мелкое дробления осуществляют в дробилках сухим способом, а тонкое и коллоидное измельчения — сухим или мокрым способом. При мокром дроблении уменьшается пылеобразование и.

Развитие фармацевтической промышленности, усложнение процессов производства лекарственных препаратов, требует больших затрат энергии и времени, что может быть оптимизировано путем автоматизации различных стадий технологического производства.
Интенсивность многих технологических процессов зависит от величины поверхности обрабатываемых твердых материалов; при этом увеличение их поверхности путем уменьшения размеров кусков повышает скорость процесса, а также увеличивает выход и повышает качество конечного продукта.

Содержание работы

Введение……………………………………………….………………….3
Глава 1 Измельчение. Теории измельчения……………………………4
1.1 Понятие об измельчении……………………………………4
1.2 Теории измельчения твердых материалов………………..5
1.2.1 Поверхностная теория П. Реттингера…………………5
1.2.2 Объемная теория В. Л. Кирпичева……………………6
1.2.3 Обобщенная теория П. А. Ребиндера…………………8
1.3 Машины и аппараты, используемые для измельчения материалов………………………………………………………………………9
Глава 2 Просеивание и смешивание измельченных твердых тел……19
2.1 Просеивание…………………………………………………19
2.2 Смешивание измельченных и просеянных материалов……………………………………………………………………..22
Заключение………………………………………………………………26
Список литературы………………………………………………………27

Файлы: 1 файл

Содержание.docx

Многоярусные качающиеся сита. Многоярусные сита имеют несколько сеток, расположенных одна над другой, причем верхняя имеет наибольшие отверстия, а нижняя — наименьшие. Такие сита позволяют разделить просеиваемый материал по крупности частиц на отдельные фракции.

Вибрационные сита. При помощи специального механизма (вибратора) вибрационные сита совершают частые колебания с небольшой амплитудой. Число вибраций сита находится в пределах 900—1500 в минуту (иногда до 3600) при амплитуде колебаний от 0,5 до 12 мм. При высокой частоте колебаний сита его отверстия почти не забиваются, так как сортируемый материал непрерывно подбрасывается на сетке. Поэтому вибрационные сита пригодны для просеивания разнообразных материалов (в том числе влажных), обеспечивают высокую производительность и точность просеивания [3].

Рисунок 13 - Устройство вращательно-вибрационного сита

Вращательно-вибрационное сито (Рисунок 13). Просеиваемый материал засыпают в бункер (5), откуда он поступает на сито (1), где за счет работы двух грузов вибратора (3) создается такое колебание, которое приводит всю массу порошка во вращательное движение по ситу и конусу приемника (2). Наличие двух дебалансов на разных уровнях вала сообщает всем точкам сетки круговые колебательные движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Частоту колебаний регулируют ременной передачей привода (4), а их амплитуду - углом раствора грузов вибратора. Сито в процессе работы герметизируется крышкой [3].

Готовый продукт просев и отсев поступают в разные лотки, с которых ссыпаются в заранее приготовленную тару. Производительность сита составляет 80—300 кг/ч [1].

Просеивание неотъемлемая часть процесса производства твердых лекарственных форм (порошки, таблетки, гранулы, драже и др.), так как от гомогенизации исходного материала будут зависеть многие показатели их качества (распадаемость, растворяемость, устойчивость к истиранию и др.).

2.2 Смешивание измельченных и просеянных материалов

Одной из промежуточных стадий при получении порошков, сборов, гранул, таблеток и других лекарственных форм является смешивание, которое осуществляют для получения однородной порошковой смеси.

Смешивание — процесс, при котором несколько раздельно находящихся порошкообразных компонентов после тщательного перемешивания и равномерного распределения каждого из них в смешиваемом объеме материала, образуют однородную смесь. Получение однородной смеси очень важно для обеспечения требования о равномерном распределении лекарственных веществ в объеме готовой лекарственной формы. Особенно возрастают требования к качеству смешивания для препаратов с сильнодействующими и ядовитыми веществами.

Для смешивания используются смесители различных конфигураций.

Смесители классифицируют: по характеру процесса смешивания (конвективного или диффузионного) конструктивному признаку (барабанные смесители с вращающимся корпусом и червячно-лопастные), способу воздействия на смесь (гравитационные, центробежные), характеру протекающего в них процесса смешивания (периодический или непрерывный) и другим признакам [3].

Смесители с вращающимся корпусом. К ним относятся барабанные смесители, применяемые для смешения сухих порошкообразных веществ. Барабанные смесители классифицируются по форме корпуса (шаровой(Рисунок 14,а); V-образный смеситель (Рисунок 14,б); двухконусный смеситель (Рисунок 14,в); кубический смеситель (Рисунок 14,г); турбула (Рисунок 14,д)) [3].

Рисунок 14 - Смесители с вращающимся корпусом.

Смесители просты по устройству, но требуют значительного времени для смешивания до нескольких часов. Поэтому аппараты этого типа вытесняются более эффективными смесителями.

Червячно-лопастные смесители. На химико-фармацевтических заводах работают универсальные смесительные машины этого типа, выпускаемые отечественной промышленностью. В них можно смешивать сухие сыпучие материалы и увлажненные порошки, поэтому эти машины широко применяются в таблеточном производстве. Червячно-лопастныи смеситель состоит из корытообразного корпуса и двух Z-образных роторов, вращающихся в противоположные стороны с различными скоростями. Мате-риалы, подлежащие смешиванию, загружают в корыто смесителя через крышку.. Для охлаждения или нагрева обрабатываемого материала корыто смесителя снабжено рубашкой [4].

Вследствие небольшой скорости вращения роторов, процесс смешивания в аппаратах с вращающимися лопастными рабочими органами продолжителен.

Аппараты с псевдоожижекием сыпучего материала. Данные смесители нашли широкое применение в таблеточном производстве. Они отличаются высокой эффективностью и малым временем смешивания, отсутствием вращающихся деталей, что обеспечивает высокую чистоту получаемого продукта. Кроме смешивания, в этих аппаратах выполняется ряд последующих технологических операций процесса приготовления таблеточной массы: гранулирование, сушка, опудривание [4].

Смесители центробежного действия с вращающимся конусом. В них достигается качественное смешивание сыпучих материалов при относительно небольшом расходе энергии, обусловленном малой длительностью смешивания и высокой производительностью единицы объема аппарата.

Центробежный смеситель (Рисунок 15) состоит из корпуса (1), на котором установлена емкость (2). Двигатель (3) и привод вращают рабочий орган — открытый полый конус (4), обращенный большим основанием кверху. В нижней части конуса имеются два диаметрально расположенных окна (5). Конус охватывается соосно установленной с ним рамной мешалкой (6), получающей вращение от привода (7), находящегося на крышке (8). Материал, подлежащий смешиванию, подается через люк (9), перемещается по внутренней поверхности конуса снизу вверх под действием центробежных сил инерции, выбрасывается из конуса и образует взвешенный слой, внутри которого происходит интенсивное смешивание компонентов. В пространстве между конусом и емкостью смесителя материал пересекает зону, через которую проходят лопасти рамной мешалки. Они дополнительно смешивают материал и направляют часть его через окна (5) вновь в конус. После перемешивания готовая смесь выгружается через лоток (10) с шибером (11) [3].

Рисунок 15 – Устройство смесителя центробежного действия

В смесителях этого типа достигается высокая однородность смеси, а продолжительность смешивания сокращается в несколько раз по сравнению с другими типами смесителей [3].

В современном фармацевтическом производстве многие технологические стадии полностью автоматизированы и нуждаются только в минимальном – контроле со стороны человека. Стадии измельчения, просеивания и смешивания не исключения. Для процесса измельчения существует множество типов устройств в зависимости от способа воздействия на измельчаемый материал (раздавливание, расклинивание, удар и др.). Просеивание осуществляется с помощью различных сит, имеющих такое устройство, которое позволяет просеивать материалы без помощи человека. Стадия смешивания так же автоматизирована, устройствами упрощающими смешивания являются различные типы смесителей.

Характеристика растворов: их преимущества и недостатки в сравнении с твёрдыми лекарственными формами; классификация растворов. Растворители, применяемые для изготовления растворов. Аппаратура, используемая для получения воды очищенной, аквадистилляторы.

Рубрика Медицина
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 03.10.2014
Размер файла 236,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ГБОУ ВПО "Уральская государственная медицинская академия"

Министерства здравоохранения Российской Федерации

по фармацевтической технологии

Растворы. Теоретические основы растворения. Вода очищенная

Студентки 5 курса 502 группы

Русиновой Алены Викторовны

Екатеринбург 2013 г.

Растворы - жидкая лекарственная форма, полученная растворением жидких, твердых или газообразных веществ в соответствующем растворителе. По дисперсологической классификации растворы - свободно дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой.

Преимущества растворов в сравнении с твердыми лекарственными формами:

· снижение раздражающих свойств;

· быстрое наступление терапевтического эффекта;

· возможность коррекции вкуса;

· простота и удобство применения.

Недостатки растворов в сравнении с твердыми лекарственными формами:

· непродолжительный срок хранения;

· требуют разработки состава вспомогательных веществ.

В аптечной практике на долю растворов приходится в среднем до 30% общей рецептуры аптек. Большой удельный вес растворов, как и всех жидких лекарственных форм, объясняется рядом преимуществ их перед другими лекарственными формами. Присущие растворам недостатки не влияют на широкое их применение.

Классификация растворов в зависимости от:

1) Применяемого растворителя:

2) Способа применения:

3) Вида дисперсной фазы:

· истинные растворы низкомолекулярных веществ,

· истинные растворы ВМС;

Истинные растворы низкомолекулярных веществ

Растворы глюкозы, натрия хлорида

Проходят сквозь фильтр, через диализирующую мембрану, не изменяют свойства при центрифугировании, нагревании. Возможно осаждение (высаливание) спиртом, ацетоном, насыщенными электролитами.

Истинные растворы ВМС

Раствор пепсина, желатина

Проходят сквозь фильтр, не проходят через диализирующую мембрану, изменяют свойства при центрифугировании, нагревании. Возможно высаливание (коацервация) спиртом, ацетоном, насыщенными электролитами.

раствор лекарственный растворитель аквадистиллятор

Теоретические вопросы растворения

Растворение - диффузионно-кинетический процесс, протекающий при соприкосновении растворяемого вещества с растворителем. В фармацевтической практике растворы получают из твердых, порошкообразных, жидких и газообразных веществ. Как правило, получение растворов из жидких веществ протекает без особых трудностей как их простое смешивание. Растворение же твердых веществ, особенно медленно- и труднорастворимых является сложным и трудоемким процессом. При растворении можно выделить условно следующие стадии:

1) контактирование поверхности твердого тела с растворителем, сопровождающееся смачиванием, адсорбцией и проникновением растворителя в микропоры частиц твердого тела;

2) взаимодействие молекул растворителя со слоями вещества на поверхности раздела фаз, сопровождающееся сольватацией молекул или ионов и их отрывом;

3) переход сольватированных молекул или ионов в жидкую фазу;

4) выравнивание концентраций во всех слоях растворителя.

Длительность 1 и 4 стадии зависит преимущественно от скорости диффузионных процессов, 2 и 3 часто протекают мгновенно или достаточно быстро и имеют кинетический характер, (механизм химических реакций). Из этого следует, что в основном скорость растворения зависит от диффузионных процессов.

Впервые диффузионный механизм растворения описан А.Н. Шукаревым в 1896 г. в виде уравнения, на основании которого скорость процесса зависит от разности концентраций и поверхности раздела фаз. Современная теория исходит из представления о том, что могут протекать как диффузионные, так и межфазные химические процессы. Эта теория развита в трудах советских ученых. Исходным положением диффузионно-кинетической теории следует считать наличие пограничного диффузионного слоя и его влияния на изменение скорости процесса, кинетика которого описывается следующим уравнением:

) · S · (C o - C t ) n

где dC/dt - количество вещества, растворяющегося в единицу времени (скорость растворения), кг/с; D - коэффициент диффузии; г - коэффициент скорости межфазного процесса; у - эффективная толщина пограничного диффузионного слоя, м; S - площадь поверхности твердой фазы, м 2 ; Со - концентрация насыщенного раствора, кг/м 3 ; Ct - концентрация раствора в данный момент времени, кг/м' 4 ; п - порядок реакции растворения, который в воде почти для всех лекарственных веществ равен единице (кинетическая область растворения).

Константа скорости растворения Kv при постоянном объеме жидкой фазы определяется выражением

В зависимости от соотношения диффузионных и кинетических (межфазных) механизмов возможны три основных типа растворения: диффузионный г > D/у; Kv > D/у; кинетический г г; и диффузионно-кинетический, когда значения коэффициента скоростей межфазного и диффузионных процессов являются сопоставимыми.

В производстве растворение желательно проводить, ускоряя диффузию за счет перемешивания жид-кон фазы. Однако для медленно- и труднорастворимых веществ межфазный процесс имеет место даже при интенсивном перемешивании.

Смачивание твердого тела зависит от полярности растворителя и поверхности, свойства которой могут изменяться за счет адсорбции воздуха, влаги или примесей, ее пористости и шероховатости, наличия дефектов кристаллической решетки и микротрещин. Для увеличения смачиваемости целесообразно измельчение проводить в среде растворителя, предупреждающего адсорбцию, например воздуха, или добавляя поверхностно-активные вещества. Молекулы или ионы твердой фазы и растворителя взаимодействуют, образуя соответствующие сольваты или их ассоциаты. Близкие по свойствам и структуре растворимые системы, например соединения гомологического ряда или изомеры, между собой почти не взаимодействуют, их свойства сохраняются, изменяется только концентрация веществ в растворе и иногда - агрегатное состояние. Однако чаще между растворителем и поверхностными молекулами твердых тел образуются водородные связи, происходит междипольное взаимодействие. Это приводит к образованию сольватов, ассоциированных комплексов с разной степенью устойчивости и диссоциации комплексов и молекул на ионы. В таких растворах вещество и растворитель находятся в измененном состоянии по сравнению с исходным.

Согласно молекулярно-кинетической теории гидратации при растворении веществ, дающих частицы с достаточно высокой плотностью заряда (ионы Li + , Са ++ , Mg ++ , F - и др.), молекулы растворителя, находящиеся вокруг этих частиц, притягиваются, их подвижность уменьшается, реже происходит обмен с другими молекулами. Это явление получило название положительной гидратации. Некоторые ионы, такие как К + , Na + , Rb + , Cs + , Br - , J - , Cl - , как бы отталкивают молекулы растворителя, что вызывает увеличение обмена между ними по сравнению с чистым растворителем, возрастает их неупорядоченность, происходит отрицательная гидратация, для которой характерен только определенный диапазон температур. При достижении предельных температур отрицательная гидратация переходит в положительную. Так, для ионов Na + , Cs + , Cl - , J - эти температуры соответственно равны +11°С, 89°С, 27°С, 75°С. Это объясняется тем, что с повышением вышеуказанной температуры преобладает тепловое движение молекул растворителя. Многообразие взаимодействий так велико, что до настоящего времени нет единой теории растворов.

Современные представления о процессе растворения позволяют уже сейчас на научной основе трактовать закономерности в изменении биологической доступности и терапевтической активности лекарственных веществ в растворах в зависимости от диэлектрической проницаемости, наличия постоянных и индуцированных дипольных моментов, поляризуемости ионов и молекул растворенного вещества. В технологии растворов становится понятной роль выбора среды, добавок электролита, высокомолекулярных соединений, ПАВ и т. д. При растворении разрушаются связи между молекулами или ионами в растворяемом веществе и растворителе, что связано с затратой энергии. Одновременно с этим начинается процесс комплексообразования, т. е. возникают новые связи между молекулами и ионами, образуются сольваты. Процесс сопровождается выделением энергии. Общее энергетическое изменение в системе может быть положительным или отрицательным. Так, при растворении этанола, многих щелочей, кислот и других веществ в воде выделяется тепло, поэтому дополнительное нагревание приводит к уменьшению растворимости и, наоборот, при поглощении тепла, нагревание увеличивает растворимость. Иногда растворение сопровождается изменением суммарного объема (явлением контракции). Это происходит при смешивании метанола, этанола, глицерина и других спиртов с водой. Очевидно, что данным процессом можно управлять, варьируя различными технологическими факторами. Так, для увеличения скорости растворения можно изменять температурный режим, увеличивать разность концентраций, уменьшать вязкость и толщину пограничного диффузионного слоя путем изменения гидродинамических условий, измельчать исходное вещество, увеличивая поверхность контакта с растворителем. Для реализации этих возможностей технологический процесс ведут в реакторах, имеющих рубашку для обогрева паром или охлаждения системы рассолом, и перемешивающее устройство. Перемешивание позволяет перемещать слои жидкости в реакторе, увеличивая разность концентраций и заменяя молекулярную диффузию в жидкой среде на конвективный и турбулентный массоперенос. Интенсивное перемешивание уменьшает толщину диффузионного пограничного слоя. В условиях гетерогенного массообмена жидкость обтекает частицы твердой фазы разными способами. Прямое обтекание происходит, когда жидкость перемещается между неподвижными частицами твердой фазы. Его скорость зависит от скорости движения жидкости. Гравитационное обтекание возникает при падении частиц твердой фазы в движущейся жидкости. Естественная циркуляция осуществляется за счет разности плотностей жидкости и твердой фазы. Инерционное обтекание происходит под действием сил инерции в тех случаях, когда поток или струя жидкости меняет свое направление, а твердые частицы, движущиеся в этой жидкости с определенной скоростью под действием инерции, не могут изменить направление движения. Скорость обтекания частиц в этом способе будет самой большой, а толщина диффузионного пограничного слоя у частиц твердой фазы - минимальной. В реальных условиях массообмен происходит с участием нескольких способов обтекания, наиболее благоприятные условия создаются при гравитационном и инерционном. Гидродинамический режим процесса связан не только со способом обтекания, но и со скоростью потока жидкости. При ламинарном движении скорость конвективной диффузии увеличивается только в направлении движения потока и зависит от молекулярной вязкости. При турбулентном (вихревом) потоке массоперенос может осуществляться даже в поперечном направлении и скорость массопереноса не зависит от молекулярной вязкости. Интенсивный массоперенос способствует быстрому завершению растворения.

Растворители

Растворители - индивидуальные химические соединения или их смеси, способные растворять различные вещества, т. е. образовывать с ними однородные системы - растворы.

Растворители разделяют на два класса:

- вода (очищенная или для инъекций);

- органические растворители (спирт, глицерин, хлороформ, эфир и др.).

Основные требования, предъявляемые к растворителям:

- химическая индифферентность и биологическая безвредность;

- отсутствие неприятного вкуса и запаха;

- низкая цена и доступность.

Вода очищенная

Правила получения воды очищенной:

1) Получение и хранение воды очищенной должно производиться в специально оборудованном для этой цели помещении с помощью аквадистилляторов или других разрешенных для этой цели установок. Существует три метода получения воды очищенной: дистилляция, обратный осмос, ионный обмен (см. стр. 260-261).

2) При получении воды с помощь аквадистиллятора ежедневно перед началом работы необходимо:

- в течение 10 - 15 минут проводить пропаривание дистиллятора и трубопроводов при закрытых вентилях подачи воды в конденсатор;

- в течение 15 - 20 минут первые порции воды отбрасывать.

3) Полученную воду очищенную и для инъекций собирают в чистые про стерилизованные или обработанные паром сборники промышленного производства, изготовленные из материалов, не изменяющих свойства воды и защищающих ее от инородных частиц и микробиологических загрязнений (в порядке исключения - в стеклянные баллоны). Сборники должны иметь четкую надпись: "Вода очищенная", "Вода для инъекций". На сборнике воды прикрепляется бирка с указанием даты ее получения, номера анализа и подписи проверившего. Если одновременно используют несколько сборников, их нумеруют. На этикетке емкостей для сбора и хранения воды для инъекций должно быть обозначено, что содержимое не простерилизовано.

4) Стеклянные сборники плотно закрывают пробками с двумя отверстиями: одно для трубки, по которой поступает вода, другое для стеклянной трубки, в которую вставляется тампон из стерильной ваты (меняют ежедневно).

5) Воду очищенную используют свежеприготовленной или хранят в закрытых емкостях не более 3 суток.

Аквадистилляторы

Аквадистилляторы ДЭ (рис. 1) предназначены для получения очищенной воды. Аквадистилляторы АЭ - для получения воды для инъекций. Корпус и основные детали выполнены из нержавеющей стали. Дистилляторы можно использовать для получения горячей (+80' С) воды. Технические характеристики представлены в табл. 1. Дистилляторы снабжены системой автоматического отключения. Легко объединяются со сборниками для хранения воды в единую систему.

Читайте также: