Производство сухих экстрактов и экстрактов-концентратов. Технологические схемы. Производство. Оборудование. Номенклатура

Размещено на http://www.allbest.ru

Производство сухих экстрактов и экстрактов - концентратов. Технологические схемы. Производство. Оборудование. Номенклатура

Оглавление

экстракт концентрат технологический

Введение

Глава 1. Общие представления о сухих экстрактах и сухих экстрактах-концентратах

1.1 Характеристика сухих экстрактов

1.2 Номенклатура сухих экстрактов

1.3 Технологическая схема производства сухого экстракта

Глава 2. Технологические процессы в производстве сухих экстрактов и их аппаратурное оформление

2.1 Экстрагирование

2.2 Очистка извлечений

2.3 Сгущение вытяжки

2.4 Высушивание вытяжки

Выводы

Список литературы

Введение

В настоящее время прослеживается устойчивая тенденция к увеличению потребительского спроса на лекарственные растительные средства. При этом предпочтение отдается наиболее эффективным, безопасным и удобным в применении лекарственным формам.

Лекарственные препараты на основе сухих экстрактов отвечают данным критериям. К преимуществам сухих экстрактов по сравнению с другими лекарственными средствами из лекарственного растительного сырья относятся удобство применения, устойчивость при хранении, возможность более точного дозирования.

Перспективным направлением в разработке сухих экстрактов является совершенствование и создание новых прогрессивных ресурсосберегающих технологий переработки лекарственного растительного сырья, обеспечивающих максимальный выход биологически активных веществ. При этом особенно важен правильный выбор оптимального экстрагента, условий экстракции, сушки и показателей стандартизации.

Целью данной курсовой работы явилось изучение технологии производства сухих экстрактов и сухих экстрактов-концентратов.

Для достижения поставленной цели были решены такие задачи, как:

- описана общая характеристика сухих экстрактов и сфера их применения;

- рассмотрена номенклатура сухих экстрактов, зарегистрированных в Государственном реестре лекарственных средств, и лекарственных препаратов на их основе;

- составлена технологическая схема получения сухого экстракта и описано влияние отдельных стадий технологического процесса на качество конечного продукта;

- изучено оборудование, применяемое в производстве сухих экстрактов.

Глава 1. Общие представления о сухих экстрактах и сухих экстрактах-концентратах

1.1 Характеристика сухих экстрактов

Сухие экстракты -- это концентрированные извлечения из лекарственного растительного сырья, представляющие собой сыпучие массы с содержанием влаги не более 5%.

Их подразделяют на экстракты с лимитированным и нелимитированным верхним пределом действующих веществ.

Первые получают из сырья, содержащего высокоактивные в биологическом отношении соединения. Такие экстракты должны содержать действующие вещества в строго определенном количестве. Содержание действующих веществ регулируют путем добавления наполнителей (декстрин, сахара, аэросил и другие разрешенные к применению вспомогательные вещества) или смешиванием в определенных соотношениях экстрактов, содержащих действующие вещества больше и меньше нормы.

Экстракты с нелимитированным верхним пределом действующих веществ получают без добавления к ним наполнителей из лекарственного сырья, содержащих не сильнодействующие вещества.

Сухие экстракты являются наиболее рациональным типом экстрактов. Они удобны в использовании, имеют минимальную массу, содержат балластных веществ меньше, чем жидкие, они более транспортабельны.

К недостаткам сухих экстрактов относится их высокая гифоскопичность, вследствие которой они могут образовывать комкообразные массы, утрачивающие сыпучесть.

Сухие экстракты получают высушиванием густых экстрактов или непосредственно из очищенной вытяжки методами, обеспечивающими максимальное сохранение действующих веществ.

Стандартизация сухих экстрактов регламентируется общей фармакопейной статьей «Экстракты». Согласно требованиям ГФ XI издания, вып. 2, экстракты стандартизуют на содержание влаги, тяжелых металлов и действующих веществ (методики их определения приводятся в частных статьях).

Сухие экстракты-концентраты близки по характеристикам к сухим экстрактам и представляют собой стандартизированные сухие извлечения из лекарственного растительного сырья, используемые для быстрого приготовления водных извлечений (настоев и отваров) в аптечной практике. Из 1 части растительного сырья получают 1 часть по массе сухого концентрата. При получении экстрактов-концентратов в качестве экстрагента используют этанол низких концентраций (от 20 до 40%) для того, чтобы приблизить экстракты по составу экстрагируемых веществ к водным извлечениям. Применение этанола в концентрации менее 20% невозможно, так как не обеспечивает антибактериальную стабильность препарата.

Экстракты-концентраты позволяют быстро получать настои и отвары в условиях аптек, но вместе с тем имеют следующие недостатки:

- во время переработки сухих экстрактов-концентратов может происходить разложение действующих веществ;

- сухие концентраты содержат большой процент разбавителя, поэтому микстуры из таких концентратов подвержены микробной контаминации;

- не равноценны водному извлечению, приготовленному экстемпорально.

Ассортимент сухих экстрактов-концентратов невелик (Экстракт алтея сухой стандартизованный 1:1, Экстракт адониса сухой стандартизованный 1:1, Экстракт термопсиса сухой стандартизованный 1:1) и потребность в данных экстрактах сокращается по мере сокращения объемов изготовления лекарственных средств в аптечных организациях.

Технология стандартизованных экстрактов предусматривает те же стадии, что и общая схема получения экстрактов, а именно: экстрагирование лекарственного растительного сырья, очистка извлечения, выпаривание и сушка, стандартизация.

Стандартизуют сухие экстракты для настоев и отваров по содержанию действующих веществ или биологической активности, по содержанию влаги. Наполнителями для сухих экстрактов-концентратов служат лактоза и декстрин.

При хранении сухих экстрактов необходимо следить, чтобы они не отсыревали. Этого можно достичь герметической укупоркой сосудов. Гигроскопические сухие экстракты упаковывают в мелкообъемные широкогорлые банки емкостью не более 100 г.

1.2 Номенклатура сухих экстрактов

В Государственном реестре лекарственных средств зарегистрировано более 30 различных наименований сухих экстрактов.

Например, сухие экстракты с нелимитированным верхним пределом действующих веществ:

экстракт алтейного корня сухой;

экстракт бессмертника сухой;

экстракт горицвета сухой;

экстракт крушины сухой;

экстракт марены красильной сухой;

экстракт ревеня сухой;

экстракт сенны сухой;

экстракт солодкового корня сухой;

экстракт термопсиса сухой.

Сухие экстракты с лимитированным верхним пределом действующих веществ:

экстракт белладонны сухой;

экстракт горицвета сухой;

экстракт элеутерококка сухой.

Сухие экстракты в виде порошка чаще всего не используются в качестве самостоятельных лекарственных средств, а представляют собой полупродукты для дальнейших этапов производства различных готовых лекарственных средств: таблеток, капсул, гранул, мазей и т.п. (Таблица).

Таблица. Примеры лекарственных препаратов, содержащих сухие экстракты

Название препарата	Название сухого экстракта	Лекарственная форма	Применение
Простанорм	Сухой экстракт Зверобоя продырявленного трава+Золотарника канадского трава+Солодки корни+Эхинацеи пурпурной корневища с корнями	таблетки	средство для лечения хронического простатита
Сены экстракта сухого	Сенны экстракт сухой	таблетки	слабительное средство
Силимар	Расторопши пятнистой плодов сухой экстракт	таблетки	гепатозащитное средство
Мукалтин	Алтея лекарственного травы экстракт сухой	таблетки	отхаркивающее средство
Марены красильной экстракт	Марены экстракт сухой	таблетки	диуретическое, спазмолитическое средство
Алоэ	Алоэ экстракт сухой	таблетки	биогенный стимулятор
Сибектана	Березы экстракт сухой Зверобоя экстракт сухой	таблетки	гепатопротекторное желчегонное средство
Гипорамин	Облепихи кркшиновидной листьев экстракт сухой	таблетки, свечи, мазь, лиофилизированный порошок	противовирусное средство
Танацехол	Пижмы обыкновенной цветков экстракт сухой	таблетки	желчегонное средство
Экстракт элеутерококка	Элеутерококка экстракт сухой	таблетки	стимулирующее и адаптагенное средство
Эстифан	Эхинацеи пурпурной травы экстракт сухой	таблетки	иммуностимулирующее средство
Марелин	Золотарника канадского экстракт сухой Хвоща полевого экстракт сухой	таблетки	средство, способствующее выведению фосфатных и оксалатных конкрементов
Каланхин	Каланхоэ экстракт сухой	гранулы, линимент	противовоспалительное средство
Экстракт шиповника сухого	Шиповника экстракт сухой	гранулы	средство, обладающее витаминной и иммуностимулирующей активностью
Билобил форте	Гинго двулопастного листьев экстракт сухой	капсулы	ангиопротекторное средство
Сухая микстура от кашля для взрослых	Солодкового корня экстракт сухой	сухая микстура	противокашлевое, отхаркивающее средство

В настоящее время работа по созданию лекарственных форм, содержащих сухие экстракты, и их внедрению в промышленное производство продолжается.

1.3 Технологическая схема производства сухого экстракта

Промышленное производство сухих экстрактов может осуществляться двумя способами:

1) получение вытяжки > очистка вытяжки > сгущение вытяжки > сушка вытяжки;

2) получение вытяжки > очистка вытяжки > сушка вытяжки.

Наиболее наглядно объем и последовательность работ, а также специфику конкретного производства отображают технологические схемы, которые являются обязательным элементом промышленного регламента на производство (Рис. 1).

В технологической схеме используются следующие обозначения:

ВР - стадии вспомогательных работ

ТП - стадии основного технологического процесса;

ПО - стадии переработки отходов;

ОБО - стадии обезвреживания отходов;

ОБВ - стадии обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов в атмосферу;

УМО - стадии упаковывания, маркирования и отгрузки готового продукта.

К стадиям вспомогательных работ относят: водоподготовку, санитарную подготовку производства, оборудования, подготовку материалов и сырья.



Рис 1. Стадии технологического процесса получения сухих экстрактов их лекарственного растительного сырья

В свою очередь санитарная подготовка производства включает: подготовку воздуха, приготовление растворов антисептиков, подготовка помещений, подготовка технологической одежды и обуви, подготовка персонала. Переработка отходов или их обезвреживание обычно осуществляются как самостоятельные работы и не включаются в технологическую схему производства.

Подготовку сырья и вспомогательных материалов чаще всего относят к технологическим процессам. Именно начиная с этих технологических операций закладывается качество получаемого сухого экстракта.

Исходное сырье для получения экстрактов должно отвечать требованиям научно-технической документации (быть свежевысушенным, иметь определенную степень измельчения и т д.). Повышение дисперсности сырья увеличивает поверхность твердой фазы и уменьшает внутреннее диффузное сопротивление, что ускоряет экстракцию. Измельчение сырья вызывает также механическое разрушение клеток и способствует выделению действующих веществ за счет простого вымывания. Однако при сильном измельчении возможно чрезмерное уплотнение сырья в экстракторе, что вызывает затруднение прохождения экстрагента ввиду образования воздушных пробок. При этом в экстракт переходит значительное количество высокомолекулярных веществ. Недостаточное измельчение сырья также нецелесообразно, так как приводит к выходу большого количества балластных веществ и адсорбции действующих веществ шротом за счет увеличения времени экстракции.

Процесс получения экстрактов также связан с правильным выбором экстрагента, который в значительной степени определяет метод экстрагирования. В качестве экстрагентов используют воду, этанол различной концентрации, органические растворители, растительные и минеральные масла. Главным критерием выбора служит селективность растворения биологически активных веществ.

Кроме селективности, экстрагент должен также обладать высокими диффузионными способностями, химической, биохимической и фармакологической индифферентностью, доступностью и дешевизной. Немаловажное значение имеет диэлектрическая постоянная экстрагента, его вязкость и поверхностное натяжение.

Существенное влияние на скорость и качество экстракции оказывают гидродинамические условия получения экстракта. Ускорение экстракции происходит при совместном применении нагревания и механического перемешивания. Использование интенсивных методов экстракции -- противоточного, циркуляционного, вихревого, ультразвукового, импульсной обработки сырья, извлечения с помощью шаровых мельниц, роторно-пульсационного аппарата -- повышает выход биологически активных веществ.

Качество сухих экстрактов определяется не только методом получения, но и способом сушки, поскольку порошкообразные продукты, не обладающие соответствующими технологическими свойствами, при хранении имеют свойство уплотняться и слеживаться, что делает их непригодными для фармацевтического производства.

Для повышения сыпучести возникает необходимость дополнительной сушки экстрактов, использования вспомогательных веществ, гранулирования. Правильно подобранные для конкретного сухого экстракта условия сушки позволяют значительно повысить технологические характеристики экстракта.

Концентрированные экстракты сушат вакуумсушильным, распылительным, сублимационным способами. Наиболее распространена распылительная сушка, использование которой позволяет получить мелкодисперсные порошки с низким содержанием влаги, кроме того, распыление сопровождается эффектом охлаждения капель и позволяет свести до минимума потери действующих веществ, особенно термолабильных., различные способы сушки оказывают влияние на фармакологическое действие экстрактов. Большую активность проявляют экстракты, полученные сублимационным методом, чуть меньшую -- распылительной и вакуумполочной сушкой. Однако сублимационно высушенные экстракты более гигроскопичны и требуют специальных условий хранения.

Готовые сухие экстракты проверяют на соответствие требованиям фармакопейных статей и других НД и упаковывают.

Глава 2. Технологические процессы в производстве сухих экстрактов и их аппаратурное оформление

Промышленное производство сухих экстрактов включает следующие основные процессы:

- экстрагирование лекарственного растительного сырья и очистка полученного извлечения;

- выпаривание и/или сушка вытяжки.

При этом получение вытяжек и их очистка проводится теми же способами, что и в производстве жидких и густых экстрактов. Например, широко используют следующие способы:

- ремацерацию и ее варианты;

- перколяцию;

- реперколяцию;

- противоточное экстрагирование;

а также другие методы, включающие измельчение сырья в среде экстрагента; вихревую экстракцию; экстракцию с использованием электромагнитных колебаний, ультразвука и др.

Экстрагирование проводят до полного истощения сырья, но, в отличие от жидких экстрактов, без разделения на первичные и вторичные вытяжки, так как их подвергают сгущению и/или сушке путем выпаривания растворителя до требуемой концентрации.

2.1 Экстрагирование

Из методов экстрагирования при подготовке вытяжки для получения сухого экстракта наиболее широко применяют противоточное экстрагирование в батарее перколяторов (рис. 2). Оно позволяет получать при меньшем расходе чистого экстрагента более концентрированные вытяжки, поскольку в каждом перколяторе поддерживается значительная разность концентраций.

Рис. 2. Схема реперколяции в батарее перколяторов с циркуляционным перемешиванием

Экстрагент, попадающий в первый (хвостовой) перколятор, проходит последовательно через всю батарею и сливается в виде насыщенной вытяжки из последнего (головного) перколятора. В каждом перколяторе поддерживается значительная разность концентраций. Сократить время экстрагирования в батарее позволяет использование циркуляционного перемешивания в каждом перколяторе в процессе настаивания с помощью центробежного насоса 1. По мере истощения сырья в первом перколяторе хвостовым становится второй перколятор (т.е. в него будут подавать свежий экстрагент), а головным - бывший первый, из которого выгрузили истощенное сырье и загрузили свежее.

2.2 Очистка извлечений

Для очистки полученных извлечений в зависимости от количества и свойств балластных веществ используют следующие способы осаждения балластных веществ:

- кипячение, если извлекаемые биологически активные вещества являются термоустойчивыми. Происходит свертывание белков и их отслоение. Осадок затем отфильтровывают через фильтр;

- адсорбция. Очистку проводят при помощи адсорбентов: каолина, бентонитов, талька и других. Выбор адсорбентов зависит от характера и свойств балластных веществ. Адсорбент должен адсорбировать балластные вещества не адсорбируя действующих веществ;

- сочетание адсорбции и кипячения;

- спиртоочистка. Экстракт предварительно упаривают до половинного объема по отношению к массе исходного сырья. Концентрированный экстракт охлаждают и смешивают с двумя объемами 95-96% спирта. Смесь выдерживают в течение 5-6 дней при температуре не выше 10 °С. После отстаивания экстракт фильтруют от образовавшегося осадка и подвергают вторичному упариванию до требуемой концентрации;

- замена растворителя, например, для очистки вытяжек, полученных с применением хлороформа в качестве экстрагента. При этом экстракт также предварительно упаривают до половинного объема по отношению к массе исходного сырья, после чего смешивают с водой, взятой в количестве, равном массе исходного сырья. В результате замены растворителя вещества, растворимые в хлороформе - хлорофилл, смолистые вещества, выпадают в осадок при переходе в водную фазу. Экстракт отстаивают, фильтруют и подвергают дальнейшей обработке.

Затем очищенное извлечение подвергают выпариванию (сгущению) и/или сушке.

2.3 Сгущение вытяжки

Процесс выпаривания является промежуточным процессом в производстве сухих экстрактов и заключается в удалении части растворителя или экстрагента в виде пара при помощи нагревания. При выпаривании превращение жидкости в пар происходит при температуре ее кипения, которая находится в прямой зависимости от давления.

Выпаривание может быть проведено при атмосферном (используют при сгущении спиртовых вытяжек и вытяжек после спиртоочистки) и пониженном давлении (используют после удаления спирта).

Очищенные экстракты упаривают под вакуумом при температуре 50--60 °С и разрежении 600-650 мм рт. ст. до требуемой концентрации.

На рис. 3 представлена схема вакуум-выпарной установки, основным аппаратом которой является выпарной куб, снабженный паровой рубашкой.

Рис. 3. Схема вакуум-выпарной установки:

1 --выпарной куб; 2 - паровая рубашка

Для интенсификации процесса, а также для обеспечения равномерного нагрева в выпарных кубах устанавливают мешалки различных конструкций. Однако вследствие низкой циркуляции упариваемой жидкости выпарные кубы все же остаются малоэффективным оборудованием для сгущения вытяжек.

Более производительными являются аппараты с циркуляцией упариваемой вытяжки. Например, для выпаривания водных вытяжек нередко используют пенные выпарные аппараты (рис. 4), которые не снабжены системой конденсации вторичного пара.

Рис. 4. Схема пенного выпарного аппарата:

1 -- рабочая емкость; 2 - насос; 3, 10, 11 -патрубки; 4 -- распределительное устройство; 5 -- трубки нагревательного элемента; 6 -- испарительная камера; 7 -- вентилятор: 8 - сепаратор; 9 -- перегородка

Установка состоит из рабочей емкости 1, в которую загружают выпариваемый экстракт. Экстракт насосом 2 подается через патрубок 3 на распределительное устройство 4, из которого она стекает в виде множества струй на обогреваемые изнутри паром горизонтальные трубки 5 испарительной камеры 6. При контакте с нагретой поверхностью происходит интенсивное вскипание экстракта (вспенивание). Для дополнительной интенсификации процесса снизу камеры при помощи вентилятора 7 прокачивают сухой воздух, который, проходя сквозь аппарат, захватывает и уносит испаряемую влагу. В сепараторе 8 происходит отделение крупных капель влаги из воздуха за счет удара о перегородку 9. Насыщенный водными парами воздух покидает установку через патрубок 10. Отделившиеся капли из сепаратора истекают в рабочую емкость 1. Жидкий экстракт из испарительной камеры 6 возвращают в рабочую емкость 1 через патрубок 11, тем самым обеспечивая циркуляцию упариваемого экстракта.

Циркуляция экстракта также предусмотрена конструкцией роторного прямоточного выпарного аппарата (рис. 5), который работает как при атмосферном давлении, так и под вакуумом и представляет собой вертикальный корпус 1, снабженный паровой рубашкой 2. По центру корпуса расположен ротор -- вертикальный вращающийся вал 3 с закрепленными на нем при помощи шарниров скребками 4.

Экстракт подается через патрубок 5, расположенный вверху корпуса аппарата, в полость распределительного кольца 6, из которого экстракт вытекает в виде множества струек, орошающих вращающиеся скребки. Со скребков экстракт разбрызгивается на обогреваемую цилиндрическую поверхность корпуса в виде тонкой пленки, из которой происходит интенсивное испарение растворителя. Упаренный экстракт стекает в нижнюю коническую камеру, из которой непрерывно выводится из аппарата через патрубок 7. Вторичный пар поступает в сепарационную камеру 8, где происходит отделение капель жидкости при помощи каплеотбойника 9. Вторичный пар выводят из аппарата через патрубок 10 и направляют к конденсатору.



Рис. 5. Роторный прямоточный выпарной аппарат:

1 -- корпус; 2 - рубашка; 3 -- ротор; 4 - скребки; 5. 7. 10 - патрубки; 6 - распределительное кольцо; 8- сепарационная камера; 9- каплеотбойник

2.4 Высушивание вытяжки

Высушивание очищенных вытяжек может проводится по двум схемам:

1) через стадию сгущения с последующей сушкой;

2) без сгущения жидкой вытяжки.

В первом случае высушивание проводят в вакуум-сушильных шкафах, гребковых и вальцовых вакуумных сушильных установках.

Во втором случае сушку вытяжек осуществляют в распылительных и сублимационных сушилках.

Использование вакуума в сушилках периодического (сушильные шкафы и гребковые сушилки) и непрерывного (вальцовые) действия получило широкое распространение при производстве сухих экстрактов благодаря следующим преимуществам:

- сушка в условиях вакуума проходит при более низких температурах, что позволяет избежать перегрева термолабильных веществ;

- сушка протекает быстрее, чем при атмосферной сушке, при тех же температурных условиях;

- отсутствует контакт с сушильным агентом -- теплоподвод происходит кондуктивно через нагреваемую водяным паром или горячей водой поверхность, что снижает риск загрязнения и окисления продукта.

Схема вакуумного сушильного шкафа представлена на рис.6. Данная установка работает в периодическом режиме.

Вакуумный сушильный шкаф представляет собой цилиндрическую, реже прямоугольную камеру, в которой размещены полые полки 3, обогреваемые изнутри паром или горячей водой. Высушиваемый материал разливают в поддоны 2 и помещают на полки. Загрузку и выгрузку материала проводят вручную.

Во время работы камера герметично закрывается и подсоединяется к системе вакуумирования, например к конденсатору 4 и вакуумному насосу 5.

Рис. 6. Схема вакуумного сушильного шкафа:

1 - камера; 2 -- противни с высушиваемым материалом; 3 -- обогреваемые паром или горячей водой полки; 4 -- конденсатор; 5 - вакуумный насос

В процессе сушки объем экстракта увеличивается в несколько десятков раз. В результате получают очень рыхлую легкую массу в виде коржей, которые размалывают на шаровой мельнице.

Вакуум-сушильные шкафы имеют низкую производительность и эффективность, поскольку процесс ведется в неподвижном слое, а между поддонами и обогреваемыми полками возникают зазоры, которые снижают теплоперенос.

Гребковые вакуумные сушильные установки характеризуются вдвое большей производительностью и меньшей металлоемкостью по сравнению с вакуумными сушильными шкафами.

Установка (рис. 7) состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного паровыми рубашками 2, внутри которого расположен медленно вращающийся горизонтальный вал 3, к которому прикреплены гребки для перемешивания материала. Гребки в одной половине корпуса изогнуты в одну сторону, а во второй половине -- в противоположную. Вал каждые 5--10 мин меняет направление вращения. Все это обеспечивает хорошее перемешивание и равномерное распределение материала по длине корпуса, а также механическую выгрузку материала по окончании процесса сушки через люк 6, расположенный в нижней части корпуса.

Рис. 7. Схема гребковой вакуумной сушильной установки

1- корпус; 2-- паровая рубашка; 3 -- мешалка; 4-- загрузочный люк; 5-трубы, интенсифицирующие перемешивание материала; 6- разгрузочный люк

Вальцовые сушилки непрерывного действия различных конструкций также позволяют повысить эффективность процесса. Для достижения большей производительности применяют двухвальцовые сушилки, которые могут работать как при атмосферном давлении, так и под вакуумом. На рис. 8 приведена схема двухвальцовой вакуумной сушильной установки.

Рис. 8. Схема двухвальцовой вакуумной сушильной установки:

1 - валки; 2 -- наклонные стенки корпуса; 3 -- нож; 4 -- питательный бак: 5 - отвод парогазовой смеси к системе вакуумирования

В данном аппарате материал подается одновременно на два валка 1, вращающихся навстречу друг другу. Диаметр валков не превышает 1,5 м, а длина -- 2 м. Сухой материал срезается с валков ножами 3, ссыпается по наклонным стенкам 2 и отводится из аппарата. Валки изнутри обогреваются паром. Контакт материала с нагретой поверхностью валков кратковременен и не превышает 30 с.

Вальцовые сушилки отличаются высокой производительностью по испаренной влаге, но они металлоемки и сложны в обслуживании в связи с износом ножей и поверхности валков.

Несмотря на простоту устройства и широкую распространенность вакуумных сушильных установок, их применение теряет свою актуальность по следующим причинам:

- необходимость предварительного сгущения вытяжки;

-нежелательный контакт экстракта с нагревательной поверхностью;

- длительность процесса;

- металлоемкость оборудования;

- необходимость размола высушенного материала.

Для сушки вытяжек, содержащих термолабильные биологически активные вещества, более подходящими являются способы, позволяющие пропустить стадию выпаривания.

Распылительная сушка в производстве сухих экстрактов последние годы стала получать все большее распространение за счет универсальности и возможности сушки практически любых жидкотекучих объектов. Она позволяет получить порошкообразный продукт с заданными структурными, дисперсными и качественными характеристиками. При распылительном способе сушки достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент. При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения достигает столь большой величины, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно 10--30 с).

В условиях почти мгновенной сушки температура поверхности частиц материала, несмотря на высокую температуру сушильного агента (около 150 °С), лишь немного превышает температуру адиабатического испарения чистой жидкости. В результате достигается быстрая сушка в мягких температурных условиях, позволяющая получить качественный порошкообразный продукт, хорошо растворимый и не требующий дальнейшего измельчения.

Наиболее часто распыление осуществляется механическими и пневматическими форсунками, а также с помощью центробежных дисков.

Распылительные сушилки работают по принципу прямотока, противотока и смешанного тока.

На рис. 9 представлена принципиальная схема распылительной установки. Для очистки отработанного воздуха, отсасываемого из башни вентилятором, используются циклон 6. Насосы 1 и 2 нагнетают материал и воздух в пневматическую форсунку 4 (распыл производят в противоток сушильного агента).

Рис. 9. Принципиальная схема распылительной установки:

1 -- перистальтический насос; 2 -- компрессор; 3 -- воздушный фильтр; 4 -- пневматическая форсунка; 5 -- вентилятор; 6 - циклон; 7 - емкость для сбора продукта; 8-- насадка; 9 -- калорифер

Схема процесса следующая: высушиваемая вытяжка подается через пневматическую форсунку 4 в сушильную камеру. При распылении образуется большое количество полидисперсных капель. Распыленные частицы имеют большую поверхность, вследствие чего происходит интенсивный тепло- и массообмен с сушильным агентом, поступающим в камеру через насадку 8. Они быстро теряют влагу и за несколько секунд из обезвоженных во взвешенном состоянии капель взвеси образуются сферические пористые гранулы, которые падают на дно камеры и попадают в емкость для сбора продукта 7.

Специфика процесса обусловливает ряд характерных преимуществ способа сушки распылением:

- высокое качество сухого продукта;

- высокая интенсивность тепло- и массопереноса между диспергируемым материалом, и газом-теплоносителем, определяемая степенью дисперсности материала, температурой газа и гидродинамическими особенностями аппарата;

- возможность управления процессом;

- непрерывность сушки.

К недостаткам способа распылительной сушки следует отнести контакт термолабильного материала с горячим сушильным агентом, сложность и высокую стоимость оборудования для диспергирования жидкости и улавливания пыли.

В технологии получения сухих экстрактов также применяется сублимационная сушка, которая позволяет наилучшим образом сохранить полезные свойства высушиваемых продуктов.

Основным преимуществом и отличительной особенностью сублимационного обезвоживания является то, что процесс протекает при отрицательной температуре. Высушиваемый продукт предварительно замораживают, а удаление влаги происходит за счет сублимации -- фазового перехода из твердого состояния в парообразное, минуя жидкое.

Лиофильная сушильная установка состоит из сушильной камеры 1, конденсатора-десублиматора 2, холодильной установки 4 и вакуум-насосной системы 3,5 (рис. 10).



Рис. 10. Схема сублимационной сушилки с компрессионной холодильной установкой.

Объяснение в тексте

К основным недостаткам сублимационной сушки относятся: периодичность, длительность и энергоемкость процесса, сложность оборудования и высокая гигроскопичность высушенного материала.

В качестве альтернативы процесса вакуумной сублимации выступает атмосферная сублимационная сушка, которая позволяет получить продукт, не уступающий по качеству продукту, полученному с помощью вакуумной сублимационной сушки, а также дает возможность интенсифицировать обезвоживание и снизить производственные затраты.

Также изучаются перспективы применения совмещенной распылительной и сублимационной сушки.

Выводы

Сухие экстракты широко применяются в фармации, т.к. являются наиболее рациональной и качественной формой переработки растительного сырья. При их получении не нарушается стабильность и фармакологическая активность биологически активных веществ, что позволяет использовать сухие экстракты как самостоятельную лекарственные формы, так и полупродукт для получения других лекарственных форм.

В рамках курсовой работы изучена общая технология производства сухих экстрактов и сухих экстрактов-концентратов и выявлено, что при всем разнообразии номенклатуры сухих экстрактов, технологическая схема их получения практически едина.

Наиболее принципиальное отличие в технологии производства сухих экстрактов заключается в способе их сушки.

Наиболее востребованными на сегодняшний день оказались распылительная и сублимационная сушка. Данные способы сушки проходят в мягких условиях, позволяют исключить стадию упаривания, тем самым обеспечивая условия для сохранения фармакологической активности экстрактивных веществ.

Список литературы

Государственная фармакопея СССР Х издания.-М: Медицина, 1968.

Государственная фармакопея СССР ХI издания, вып.1, вып.2.-М.: Медицина, 1990

Давыдова, В. Н. Получение сухих экстрактов из растений и создание на их основе препаратов и БАД // Фармация, 2004. - № 1.- с.46.

Давыдова, В.Н. Современные технологии получения сухих экстрактов и их ассортимент // Новая аптека. Аптечный ассортимент. 2002. - № 4. - С. 67.

Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация / под ред. Багировой В.А., Северцева В.А. СПб.: СпецЛит, 2001. - 223 с.

Каухова, И.Е. Новая методика получения растительных препаратов // Фармация. 2006. - № 1. - С. 37.

Меньшутина, Н.В. Инновационные технологии и оборудование фармацевтического производства. Том 1./ Н.В. Меньшутина - М.: БИНОМ, 2012. - 328 с.

Меньшутина, Н.В. Инновационные технологии и оборудование фармацевтического производства. Том 2./ Н.В. Меньшутина - М.: БИНОМ, 2013. - 480 с.

ОСТ 64-02-003-2002 «Продукция медицинской промышленности. Технологические регламенты производства. Содержание, порядок разработки, согласования и утверждения»

Портнов В.В. Сушильные установки/ В.В. Портнов. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государ-ственный технический университет», 2012. - 110 с.

Реестр лекарственных средств Электронный ресурс // Сайт Министерства Здравоохранения Российской Федерации. - Режим доступа: http://grls.rosminzdrav.ru.

Самылина, И.А. Пути использования лекарственного растительного сырья и его стандартизации/ И.А Самылина, И.А. Баландина // Фармация. 2004. - № 2. -- С. 39.

Самылина, И.А. Перспективы создания сухих экстрактов / И.А. Самылина и др. // Фармация. 2006. - № 2 - С. 43-46.

Сокольская, Т.А. Методы стандартизации сухих экстрактов/ Т.А. Сокольская, В.Н. Давыдова, С.А. Пинеев //Новая Аптека, 2002. - № 4. - С.69-71.

Чуешов В.И. Промышленная технология лекарств. Том 1/ Н. И. Чуешов. - X.: НФАУ, 2002. -- 560 с. 

Чуешов В.И. Промышленная технология лекарств. Том 2 / Н. И. Чуешов. - X.: НФАУ, 2002. -- 716 с. 

Размещено на Allbest.ru