Способы сушки: тепловые и специальные.

По способу подвода тепла сушка делиться на: конвективную и контактную.

При конвективной сушке материал обтекается потоком подогретого воздуха, а при контактной – контакт материала с нагреваемой поверхностью.

К специальным способам сушки относятся:

1. 
   Высокочастотная – под действием электрического поля высокой частоты (10000кГц)
   
2. 
   Радиационная – под действием инфракрасного излучения
   
3. 
   Сублимационная – удаление влаги из замороженного материала путем перевода из твердой фазы в пар. Основная часть удаляется при 0?, остальная при -30-40?
   

Выбор способа сушки проводят с учетом физического состояния высушиваемого материала, влагосодержания, влияния сушки на биофармацевтические характеристики активной субстанции материала, дисперсность, полиморфизм, химические модификации.

Контактные сушилки.

1. вакуум – сушильный шкаф

2. вальцовые сушилки: одновальцовые и двухвальцовые

Конвективные сушилки.

1. ленточная многоярусная сушилка – работает при атмосферном давлении, действие непрерывное

2. распылительная сушилка – используется для сушки жидкостей, непрерывного действия, бывают различных конструкций

3. с кипящим псевдожидким слоем, непрерывного действия

Специальные сушилки.

1. радиационная сушилка – удаление влаги происходит более интенсивно, чем в световом спектре, за счет интенсивной энергии ИК лучей. Сушка протекает при 50-70?

2. диэлектрическая сушилка – сушка осуществляется токами высокой частоты за счет свойств молекул диэлектрика (высушиваемый материал), который электризуется под действием электрического поля. Для каждого материала характерно действие определенных длин волн

3. ультразвуковая (акустическая) сушилка – создается псевдосжиженый слой за счет ультразвуковой сирены или газоструйного свистка

4. сублимационная (лиофильная) сушилка – сушка заключается в том, что материал помещают в сушильную камеру в замороженном состоянии, либо непосредственно замораживают в камере. Сублимация происходит за счет вакуума, созданного вакуум-насосом, а так же за счет прокачивания холодильного рассола (-10-40?) с помощью электрического насоса, через морозильную камеру и конденсатор. Применяют для высушивания термолабильных препаратов (антибиотики, гормоны, витамины, ферменты, плазма крови).

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКСТРАКЦИОННЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФИТОПРЕПАРАТЫ.

---

В настоящее время экстракционные препараты из ЛРС по технологии можно разделить на 3группы:

1. 
   Суммарные (галеновые)
   
2. 
   Новогаленовые (максимально очищенные), содержаться вещества определенной группы
   
3. 
   Препараты индивидуальных веществ
   

Теоретические основы процесса экстрагирования.

Основу производства экстракционных препаратов составляют процессы экстракции. В фармации они широко используются для получения препаратов из ЛРС и из сырья животного происхождения. Различают экстрагирование в системах «твердое тело - жидкость» и «жидкость - жидкость». Чаще всего в фармацевтическом производстве применяют экстрагирование в системе «твердое тело - жидкость». Процесс экстрагирования относится к массообменным процессам.

Экстракция – частный случай массообмена, в котором имеет место переход массы вещества из одной среды в другую. При экстракции осуществляется переход вещества из сырья (отдающая среда) в экстракт (принимающая среда).

Процесс экстракции включает в себя следующие процессы:

-диффузия

-диализ

-растворение

-десорбция

-осмос

-механическое вымывание

Все процессы идут одновременно и влияют друг на друга.

Основным процессом, обеспечивающим извлечение веществ из сырья, является диффузия.

Диффузия – процесс постепенного взаимного проникновения веществ, граничащих друг с другом. Она основана на выравнивании концентрации веществ в отдающей и воспринимающих средах. Движущей силой является разность концентраций. При выравнивании концентраций – диффузия приостанавливается. Различают диффузию молекулярную и конвективную, свободную и внутреннюю.

Молекулярная диффузия – обусловлена хаотическим движением молекул в неподвижной среде. Характеризуется коэффициентом молекулярной диффузии, который выражается уравнением Эйнштейна.

D = * или D = , где D – коэффициент молекулярной диффузии, R – универсальная газовая постоянная, N_o – число Авогадро, T – абсолютная температура по Кельвину, η – вязкость, r – радиус диффузных частиц, K – постоянная Больцмана.

Скорость молекулярной диффузии определяется уравнением Фика.

=DF , где – скорость диффузии (масса вещества, перешедшего из одной среды в другую за единицу времени), D – коэффициент молекулярной диффузии, F – поверхность контакта сред, dC – разность концентрации веществ в средах

---

, dx – изменение толщины диффузного слоя.

Скорость молекулярной диффузии прямо пропорциональна поверхности контакта сред, разности концентраций и температуры, и обратно пропорциональна толщине слоя, радиусу частиц, вязкости.

Конвективная диффузия – отличается от молекулярной диффузии тем, что перенос вещества осуществляется не отдельными молекулами, а всем объемом раствора; происходит в результате перемещения экстрагента относительно сырья. Скорость конвективной диффузии выражается следующим уравнением:

, где β – коэффициент конвективной диффузии – показывает количество вещества, переходящего через 1м² поверхности контакта в воспринимающую среду, при экстракции в течении 1 секунды при разности концентраций равной 1.

Скорость конвективной диффузии гораздо выше скорости молекулярной диффузии.

Молекулярную и конвективную диффузии можно отнести к свободной диффузии, если между отдающей и воспринимающей средами нет перегородки. В процессе экстракции ЛРС отдающая и воспринимающая среды разделены клеточной перегородкой. Если растительная клетка живая (свежее сырье), то она имеет пристеночный слой протоплазмы, который делает оболочку полупроницаемой, то есть проницаема для экстрагента и не проницаема для содержащихся в клетке веществ. Поглощение живой клеткой экстрагента представляет собой процесс осмоса.

Внутренняя диффузия. Клетка высушенного сырья вследствие гибели протоплазмы теряет характер полупроницаемости и приобретает свойства пористой перегородки. Характер диффузии составляет процесс диализа. Диализ можно считать внутренней диффузией, так как происходит внутри частичек сырья. Составным процессом экстракции является десорбция. Процесс противоположный десорбции – адсорбция.

Десорбция имеет место в клетках, когда в нее проникает экстрагент. Экстрактивные вещества находятся в адсорбированном состоянии, т.е. прочно связаны с силами адсорбции с внутриклеточным содержимым, экстрагент преодолевает эти силы.

Схема процессы экстракции:

1. 
   Экстрагент проникает в кусочки сырья по межклеточным каналам, достигает поверхности клетки и поступает внутрь клетки.
   
2. 
   Экстрактивные вещества десорбируются и растворяются в экстрагенте.
   
3. 
   За счет разности концентраций начинается диализ, т.е. переход веществ из клетки в перегородку.
   
4. 
   В результате диализа на поверхности растительного сырья образуется неподвижный диффузный слой, для которого характерна молекулярная диффузия. Толщина диффузного слоя зависит от движения экстрагента относительно сырья.
   
5. 
   Преодолев диффузный слой, экстрактивные вещества распределяются по всему объему экстрагента по законам свободной конвективной диффузии.
   

---

Процесс экстракции может быть выражен следующим математическим уравнением:

S = KF*dC*t, S – количество извлеченного вещества, K – коэффициент массопередачи, t – время экстракции, F – поверхность контакта сред, dC – разность концентраций.

Коэффициент массопередачи объединяет все виды диффузии:

K = 1/ D_в + β +, β – коэффициент конвективной диффузии, D_в – коэффициент внутренней диффузии, σ – толщина диффузного слоя, D_m – коэффициент молекулярной диффузии

В зависимости от метода экстракции значение коэффициента различно.

Факторы, влияющие на процесс экстракции:

1. 
   Гидродинамические условия – без перемешивания, при β = 0, а σ = толщине всего слоя экстрагента. Такое явление наблюдается при мацерации – настаивание без перемешивания. Самый продолжительный вид экстракции. При интенсивном перемешивании может отсутствовать 4-5 стадий. В последующее время предложено экстрагирование с применением ультразвука, электрозарядов, что позволяет ускорить процесс экстракции на самой медленной стадии.
   
2. 
   Поверхность раздела фаз: экстракция зависит от степени измельчения сырья, которая должна быть оптимальной.
   
3. 
   Разность концентраций: необходимо стремиться к максимальному перепаду концентраций, что достигается частой сменой экстрагента (вместо мацерации – ремацирация и принцип противотока).
   
4. 
   Измельченность сырья. При измельчении увеличивается суммарная поверхность сырья, контактирующая с экстрагентом. Однако степень измельченности сырья регламентируется, т.к. при тонком измельчении извлечение затрудняется балластными веществами и механическими примесями.
   
5. 
   Температурный режим экстракции. С увеличением температуры интенсивность диффузии увеличивается.
   
6. 
   Вязкость экстрагента – менее вязкие растворы обладают большей диффузионной способностью.
   
7. 
   Добавление поверхностно активных веществ – в концентрации 0,01 – 0,1% улучшается процесс экстрагирования, т.к. снижается поверхностное натяжение, вследствие чего увеличивается смачиваемость сырья.
   
8. 
   Воздействие вибраций, пульсаций, деформации. В результате достигается интенсивное перемешивание не только экстрагента, но и внутри отдельных клеток. Применяют локальное увеличение температуры – диффузный слой будет иметь малую толщину.
   
9. 
   Воздействие электроимпульсных разрядов.
   

Лекция 7. Экстракция. Методы экстрагирования лекарственного сырья.

---

На полноту экстракции из лекарственных средств, существенно влияет выбор экстрагента, который определяется свойствами извлекаемости вещества, а так же видом приготовления пр-та.

Требования к экстрагентам:

1. 
   Способность извлекать гр. действ. вещество (избирательность)
   
2. 
   Способность препятствовать развитию вытяжки микрофлоры
   
3. 
   Химическая и фармакологическая индифферентность
   
4. 
   Возможность регенераций
   
5. 
   Минимальная токсичность и огнеопасность
   
6. 
   Доступность по стоимости
   

Одним из наиболее часто применяемых экстрагентов является вода, которая обладает следующими преимуществами:

1. 
   Хорошая проникновенность через клеточную оболочку
   
2. 
   Раствор и
   
3. 
   Фармакологическая индифферентность
   
4. 
   Не горюча, не взрывоопасна
   
5. 
   Распространена
   
6. 
   Доступ по стоимости
   

Наиболее часто после воды применяется этиловый спирт. Качество регламентируется ГОСТом.

Спирт как экстрагент:

1. 
   Хороший растворитель, для соединений которые не извлекаются водой (жиры, гликозиды, эфирные масла. смолы).
   
2. 
   Обладает антисептическими свойствами
   
3. 
   Менее возможен гидролитический процесс
   
4. 
   Инактивирует ферменты
   
5. 
   Достаточно летуч
   
6. 
   Является лимитированным препаратом
   
7. 
   Труднее чем вода проникает через стенки клеток, т.к. денатурирует белки и забивает поры клетки
   
8. 
   фармакологически не индифферентен
   
9. 
   Горюч и опасен
   

Ацетон

Бесцветная жидкость с характерным запахом плотностью 0,798 гр/моль. Температура кипения 56,2. С водными и органическими растворителями смешивается во всех соотношениях. Применяется для смол, масел и др.

Этиловый эфир.

Бесцветная, легко подъемная жидкость, летуча. Пары ядовиты, стелятся по полу. При сопряжении согнем или горячими предметами могут дать взрыв большой силы, поэтому необходимо соблюдать особые меры безопасности.

Хлороформ.

Бесцветная прозрачная летучая жидкость, смешивающаяся во всех соотношениях со спиртом, эфиром, бензином, жиром, эфирным маслами. Хороший растворитель для алкалоидов, гликазидов, масел.

Дихлорэтан, хлористый метилен - для гидрофобных веществ, метиловый спирт- для кумаринов растительные масла (персиковое, миндальное). Масла смешиваются с эфиром и хлороформом, не смешиваются со спиртом и водой.

Перспективой для экстрагирования являются сжиженные газы: диоксид углерода, бутан, пропан, хладоны. Сжиженный углеродный диоксид хорошо извлекает эфирные масла, жирные масла и др. гидрофобные вещества. Используют наиболее часто. Процесс экстрагирования проводят под давлением, при снятии которого экстрагент улетучивается, а экстрактивные вещества остаются в чистом виде.

---

Смотрите также файлы

• Примерные задания к контрольной работе (второй семестр).docx

• Организация мероприятий по спасению терпящего бедствие звена газодымозащитной службы.doc

• Периодические Использование теоремы запаздывания для получения изображений сигналов.doc

• Учебное пособие для выс шего профессионального образования Е. Н. Артемова, Н. В. Мя сищева. Орел фгбоу впо Госуниверситет унпк.pdf

• Решение 59468 Ирина Эланс Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями.docx