Фармтехнология

Материальный баланс производства настойки пустырника

Материальный баланс производства представляет собой математическую модель технологического процесса , а именноколичественные взаимоотношения материальных потоков в процессе их движения и взаимодействия.

Данная модель создана в среде Microsoft Excel. Она позволяет получить количественные характеристики и отношенния исходного сырья и материалов по заданному объему готовой продукции (построение модели от «конца к началу»). Т.к. производство включает в себя два параллельных направления – подготовку стеклотары и укупорочных материалов и, непосредственно, сам процесс приготовления настойки, то целесообразно разделить математический баланс на две параллельные, зависящие друг от друга, ветви:

1. приготовление настойки

2. подготовка стеклотары и укупорочных материалов.

Описание производства настойки. Часть 6

Разлив, упаковка и маркировка настойки пустырника во флаконы по 25 мл.

Флаконы, пробки, крышки подвергаются осмотру, а потом передаются на стадию мойки, после чего они сушатся и передаются на стадию разлива.

Разлив настойки пустырника во флаконы по 25 мл проводят на машине универсальной фасовочной.

Перед разливом настойки пустырника мастер участка передает бригадиру необходимое количество этикеток на препарат для нанесения на них машиной для печатания объема препарата в миллилитрах во флаконе, номера серии и срока годности.

Настойку пустырника из мерной емкости по трубопроводу загружают в загрузочный бункер фасовочной машины, наклеивают этикетку с указанием наименования продукции, номера серии, даты разлива и номера анализа ОТК с подписью ответственного лица.

Инженер-технолог участка устанавливает на фасовочной машине необходимую дозу (25 мл или 100 мл) и проверяет ее соответствие заданному объему с помощью мерного цилиндра. В процессе фасовки выборочно проверяют правильность дозировки не менее 6 раз в смену. После точного отрегулирования дозы фасовщик на фасовочной машине проводит разлив настойки во флаконы. Каждый флакон на укупорочном автомате фасовщик укупоривает пробками полиэтиленовыми и навинчиваемыми пластмассовыми крышками. Укупоренные флаконы подаются на автомат, где просматриваются на наличие механических включений отклонения в объеме наполнения, и на этикеровочный автомат, где на каждый флакон с настойкой наклеивают этикетку[3].

Описание производства настойки. Часть 5

Определение плотности.

Плотностью называют массу единицы объема вещества:

clip_image002

Если массу m измерить в граммах, а объем V в кубических сантиметрах, то плотность представляет собой массу 1 см3 вещества: р г/см3.

Определение плотности проводят с помощью пикнометра и ареометра.

Методика определения.

Метод 1. Применяют в случае определения плотности жидкостей с точностью до 0,001. Чистой сухой пикнометр взвешивают с точностью до 0,0002 г, заполняют с помощью маленькой воронки дистиллированной водой наемного выше метки, закрывают пробкой и выдерживают в точение 20 мин в термостате, в котором поддерживают постоянную температуру воды 20°С с точностью до 0,1°С. При этой температуре уровень воды в пикнометре доводят до метки, быстро отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги. Пикнометр снова закрывают пробкой и выдерживают в термостате еще 10 мин, проверяя положение мениска по отношению к метке. Затем пикнометр вынимают из термостата, фильтровальной бумагой вытирают внутреннюю поверхность горлышка пикнометра, а также весь пикнометр снаружи, оставляют под стеклом аналитических весов в течение 10 мин и взвешивают с той же точностью.

Пикнометр освобождают от воды, высушивают, споласкивая последовательно спиртом и эфиром (сушить пикнометр путем нагревания не допускается), удаляют остатки эфира продуванием воздуха, заполняют пикнометр испытуемой жидкостью и затем производят те же операции, что и с дистиллированной водой.

Плотность r20 вычисляют по формуле

clip_image004

где т — масса пустого пикнометра В; граммах; т1масса пикнометра с дистиллированной водой в граммах; т2масса пикнометра с испытуемой жидкостью в граммах; 0,99703 — значение плотности воды при 20°С (в г/см3 с учетом плотности воздуха); 0,0012 — плотность воздух.а при 20°С и барометрическом давлении 1011 гПа (760 мм рт. ст.).

Метод 2. Применяют в случае определения плотности жидкостей с точностью до 0,01. Испытуемую жидкость помещают в цилиндр и при температуре жидкости 20°С осторожно опускают в нее чистый сухой ареометр, на шкале которого предусмотрена ожидаемая величина плотности. Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока не станет очевидным, что он плавает; при этом необходимо следить, чтобы ареометр не касался стенок и дна цилиндра. Отсчет производят через 3—4 мин после погружения по делению на шкале ареометра, соответствующему нижнему мениску жидкости (при отсчете глаз должен быть на уровне мениска).

Примечания

1. Определение плотности сильно летучих веществ ареометром не допускается.

2. В случае определения темно-окрашенных жидкостей отсчет производят по верхнему мениску.

Метод 3. Применяют для определения плотности твердых жиров и воска. Точно взвешивают пустой пикнометр, затем взвешивают тот же пикнометр, наполненный дистиллированной водой, температура которой 20°С. После этого воду удаляют и пикнометр высушивают. Все операции проводят, соблюдая условия, указанные в методе 1.

В пикнометр вливают при помощи: пипетки или небольшой воронки с тонко оттянутым концом расплавленный жир или воск в таком количестве, чтобы он занимал ‘/3—’/2 объема пикнометра. Пикнометр ставят на один час без пробки в горячую воду, затем охлаждают до 20°С и взвешивают; доводят до метки дистиллированной водой при 20°С, вытирают насухо и вновь взвешивают. В обеих фазах и на поверхности их раздела не должно быть пузырьков воздуха.

Величину плотности вычисляют по следующей формуле:

clip_image006

где т — масса пустого пикнометра в граммах; т1масса пикнометра с дистиллированной водой в граммах; т2масса пикнометра с жиром в граммах; т3масса пикнометра с жиром и водой в граммах.

Определение сухого остатка. 5 мл настойки помещают во взвешенный бюкс, выпаривают на водяной бане досуха и сушат два часа при 102,5±2,5°С, затем охлаждают в эксикаторе 30 мин и взвешивают.

Определение тяжелых металлов. 5 мл настойки выпаривают досуха, прибавляют 1 мл концентрированной серной кислоты, осторожно сжигают и прокаливают. Полученный остаток обрабатывают при нагревании 5 мл насыщенного раствора аммония ацетата, фильтруют через беззольный фильтр, промывают 5 мл воды и доводят фильтрат водой до объема 100 мл; 10 мл полученного раствора должны выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001 %) (ГФ XI, вып. 1, с. 165) [1].

При получении положительных результатов настойку пустырника передают в отделение разлива настоек.

Описание производства настойки. Часть 4

Контроль качества настоек

Методы испытания. В настойках определяют: содержание действующих веществ по методикам, указанным в частных статьях; содержание спирта (ГФ XI, вып. 1, с. 26) или плотность (ГФ XI, вып. 1, с. 24), сухой остаток и тяжелые металлы.

Определение содержания спирта.

Прибор для количественного определения спирта в настойках состоит из сосуда для кипячения 1, трубки 2 с боковым отростком, холодильника 3 и ртутного термометра 4 с ценой деления 0,1°С и пределом шкалы от 50 до 100°С (рис. 8).

clip_image002

Рис. 8. Прибор для количественного определения спирта в настойках (объяснение в тексте).

В сосуд для кипячения наливают 40 мл настойки и для равномерного кипения помещают капилляры, пемзу или кусочки прокаленного фарфора. Термометр помещают в приборе таким образом, чтобы ртутный шарик выступал над уровнем жидкости на 2—3 мм.

Нагревают на сетке с помощью электроплитки мощностью 200 Вт или газовой горелки. Когда жидкость в колбе начнет закипать, с помощью реостата в 2 раза уменьшают напряжение, подаваемое на плитку. Через 5 мин после начала кипения, когда температура становится постоянной или ее отклонение не превышает 0,l°C, снимают показания термометра. Полученный результат приводят к нормальному давлению. Если показания барометра отличаются от 1011 гПа (760 мм рт. ст.), вносят поправку на разность между наблюдаемым и нормальным давлением 0,04°С на 1,3 гПа (1 мм рт. ст.). При давлении ниже 1011 гПа поправку прибавляют к установленной температуре, при давлении выше 1011 гПа поправку вычитают.

Содержание спирта в настойке определяют при помощи таблицы.

Определение концентрации спирта в водно-спиртовых смесях по температуре кипения при давлении 1011 гПа (760 мм рт. ст.)

Температура кипения, °С

% спирта по объему

Температура кипения, °С

% спирта по объему

Температура кипения, °С

% спирта по объему

99,3

1

86,4

28

82,3

55

98,3

2

86,1

29

82,2

56

97,4

3

85,9

30

82,1

57

96,6

4

85,6

31

82,0

58

96,0

5

85,4

32

81,9

59

95,1

6

85,2

33

81,8

60

94,3

7

85,0

34

81,7

61

93,7

8

84,9

35

81,6

62

93,0

9

84,6

36

81,5

63

92,5

10

84,4

37

81,4

64

92,0

И

84,3

38

81,3

65

91,5

12

84,2

39

81,2

66

91Д

13

84,1

40

81,1

67

90,7

14

83,9

41

81,0

68

90,5

15

83,8

42

80,9

69

90,0

16

83,7

43

80,8

70

89,5

17

83,5

44

80,7

71

89,1

18

83,3

45

80,6

72

88,8

19

83,2

46

80,5

73

88,5

20

83,1

47

80,4

74

88,1

21

83,0

48

80,3

75

87,8

22

82,9

49

80,2

76

87,5

23

82,8

50

80,1

77

87,2

24

82,7

51

80,0

78

87,1

25

82,6

52

79,9

79

86,8

26

82,5

53

79,8

80

86,6

27

82,4

54

79,7

81

79,6

82

79,3

86

78,85

90

79,5

83

79,2

87

78,8

91

79,45

84

79,1

88

78,7

92

79,4

85

79,0

89

   

Описание производства настойки. Часть 3

Отстаивание и фильтрация настойки пустырника

Настойку, из сборника сливают в отстойник – осветлитель, который находится в холодильной камере. Отстаивание настойки пустырника проводят в течение 48 часов при температуре в холодильной камере не выше 10°С. По окончании процесса отстаивания настойку передают на фильтрацию.

Настойку пустырника из отстойника подают на фильтр, в котором в качестве фильтрующего материала используют марлю, бязь и бумагу фильтровальную. Фильтрацию ведут с помощью вакуума в мерную емкость. Осадок с фильтра вручную выгружают в отвал [3].

Описание производства настойки. Часть2

Настаивание и экстрагирование настойки пустырника.

Экстрагирование измельченной травы пустырника проводят методом настаивания в двух перколяторах (экстракторах).

Перколяторы оборудованы нижним спуском и съемной крышкой. На ложное днище перколяторов укладывается фильтрующий материал (марля, бязь). Перед началом работы проверяют чистоту и целостность аппаратов, надежность крепления всех узлов и деталей, исправность запорной арматуры, целостность фильтрующего материала на ложном днище.

В подготовленный перколятор вручную совком загружают измельченную траву пустырника. Сырье равномерно распределяют внутри перколятора, плотно укладывая. Сверху помещают перфорированный металлический диск.

Из реактора-смесителя для приготовления экстрагента в перколятор вакуумом затягивают спирт этиловый 70 %. Верх перколятора плотно закрывают крышкой и оставляют на 4 часа при комнатной температуре.

По окончании времени нaстaивaния набухшее сырье переводят в другой перколятор и проводят процесс экстрагирования оставляя заполненный перколятор для настаивания на 24 часа. По истечении указанного времени через нижний слив перколятора самотеком сливают извлечение в сборник – отстойник.

После первого слива загружают свежий экстрагент до образования "зеркала" и настаивают в течение 1,5-2 часов, после чего производят второй слив настойки в таком же количестве, как и первой. Таким же образом получают еще два слива (третье и четвертое экстрагирование). После четвертого экстрагирования жидкость сливают полностью. По окончании процесса экстрагирования краны нижнего слива перколятора оставляют открытыми, давая возможность максимально стечь настойке. Отработанное лекарственное растительное сырье выгружают из перколятора и передают в пресс винтовой, где проводят отжим остатков смеси, которые собирают в тот же сборник – отстойник.

Все сливы тщательно перемешивают в течение 20 минут в сборнике-отстойнике с помощью переносной мешалки.

Полученную настойку из сборника вакуумом передают на следующую операцию, а шрот вручную выгружают из перколятора. Общee время настаивания составляет 48 часов.

Описание производства настойки. Часть1

Технологический процесс производства настойки пустырника состоит из следующих стадий [3]:

1 — Санитарная подготовка производства.

2 — Подготовка сырья.

3 — Приготовление настойки пустырника.

4 — Разлив, упаковка и маркировка настойки пустырника.

5 — Регенерация экстрагента.

1 Санитарная подготовка производства.

Подготовка производства проводится согласно техническому регламенту на производство лекарственных средств (настоек, экстрактов, бальзамов) на основе лекарственного растительного сырья ТХР 64-01976358-005-01 и представлена в СТП 64-01976358-001-00 «Санитарная подготовка производства».

Санитарная подготовка производства включает следующие операции:

-приготовление моющих и дезинфицирующих растворов.

-подготовку вентиляционного воздуха.

-подготовку помещений.

-подготовку оборудования и инвентаря.

-подготовку обслуживающего персонала.

-подготовку специальной одежды.

2. Подготовка сырья.

Сырье и вспомогательные материалы: трава пустырника, спирт этиловый 96%, вода очищенная и другое сырье прежде чем использоваться в производстве согласно РД 64У-2-95 при поступлении на предприятие подвергается входному контролю на соответствие требованиям НТД.

Измельчение лекарственного растительного сырья

Трава пустырника в мешках подвозится к кормодробилке, где трава измельчается до размеров не больше 7 мм. После измельчения травы включают вибрационное сито и порциями по 3-4 кг пустырник загружают в бункер вибрационного cита.

После просева измельченную траву передают на стадию «Приготовление пустырника»-к перколятору.

3. Приготовление настойки пустырника
Приготовление экстрагента — 70% спирта.

Экстракцию действующих веществ из травы пустырника проводят 70 % спиртом этиловым при температуре 15-23°С.

Для приготовления спирта этилового 70 % в реактор-смеситель для приготовления экстрагента, загружают: с помощью вакуума определенное количество спирта этилового ректификованного, а из мерника добавляют очищенную воду. Далее в реактор-смеситель подают спирт-отгон, полученный после регенерации. По окончании загрузки экстрагент в реакторе-смесителе перемешивают с помощью вакуума в течение 10 минут и отбирают пробу для определения крепости водно-спиртового раствора, которая должна быть 70 %. При необходимости производят корректировку крепости полученного экстрагента спиртом этиловым 96 % или водой очищенной.

При получении положительного, результата анализа экстрагент с плотностью r = (0,8860-0,8830) г/см , что соответствует содержанию спирта этилового 70 % передают на следующую операцию.

Технологическая схема производства

clip_image002     clip_image002[5]

Настойки

Настойки (от лат. tincturae — погружать, мочить, красить) — это спиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья, получаемые без нагревания и удаления экстрагента. Они представляют собой прозрачные окрашенные жидкости, обладающие вкусом и запахом растений, из которых их готовят. Настойки — старейшая лекарственная форма, введенная в медицинскую практику Парацельсом (1495—1541), не утратившая своего значения до настоящего времени, является официнальной по ГФ XI.

Настойки делят на простые, приготовленные из одного вида сырья, и сложные — приготовленные из различных видов сырья, иногда с добавлением лекарственных веществ. Для их получения используют главным образом высушенный растительный материал, в некоторых случаях — свежее сырье.

Настойки получают методами: мацерации, мацерации с использованием турбоэкстракции, циркуляции экстрагента, дробной мацерации, перколяции, растворением густых, и сухих экстрактов. В качестве экстрагента применяют этанол в концентрации от 40 до 95 %. Для настоек принято массообъемное соотношение между сырьем и готовым продуктом. Обычно из 1 части по массе несильнодействующего растительного сырья получают 5 объемных частей готового продукта (1:5), а из одной части сильнодействующего — 10 объемных частей (1:10). В отдельных случаях настойки готовят 1 к 10 из сырья, не содержащего сильнодействующих веществ (настойка арники, боярышника, календулы) и в других соотношениях.

Технология настоек

Получение настоек состоит из следующих стадий: подготовка лекарственного растительного сырья и экстрагента, экстрагирование лекарственных веществ из растительного материала (растворение густых или сухих экстрактов), очистка извлечения, стандартизация готового продукта.

Подготовка растительного материала заключается в подсушивании, измельчении и освобождении от пыли. Экстрагент готовят разведением крепкого этанола водой до нужной концентрации.

При получении настоек методом мацерации растительный материал истощается неполностью, особенно, когда объем экстрагента ограничен, поэтому в настоящее время предложены различные, более совершенные его модификации. Наряду с ним часто используют метод перколяции. Растворением сухих экстрактов получают лишь отдельные настойки (например, чилибухи), растворением густого экстракта солодки — грудной эликсир.

Настойки по степени очистки являются одними из самых несовершенных препаратов. Очистка настоек заключается в отстаивании полученного извлечения в течение нескольких дней при температуре не выше 8 °С. В период отстаивания коагулируют и выпадают в осадок многие высокомолекулярные соединения, различные механические включения. Отстоявшуюся вытяжку сливают и фильтруют через друк- или пресс-фильтры, нутч-фильтры использовать не следует из-за возможной потери экстрагента.

Стандартизацию настоек проводят по этанолу, содержанию действующих или экстрактивных веществ, регламентируют тяжелые металлы (не более 0,001%)

Качество настоек, содержащих сердечные гликозиды или горькие вещества, определяют биологическими методами. Если количество действующих веществ в настойках выше установленного предела или большей биологической активности, их разбавляют добавлением чистого экстрагента или более слабой настойкой. При содержании действующих веществ ниже нормы, укрепляют добавлением более концентрированной настойки.

Содержание этанола устанавливают по температуре кипения или методом дистилляции с последующим определением плотности отгона пикнометром (ГФ XI).

Для примера приводим состав и технологию нескольких настоек, требующих особых технологических приемов.

Настойки мяты перечной (Tinctura Menthae piperitae).

Состав: листьев мяты 50,0 г, масла мяты 50,0 г; этанола 90 % до 1000 мл.

Настойку готовят методом дробной мацерации. Получают 950 мл извлечения, в котором растворяют 50,0 г масла мяты и доводят до объема 1 л 90 % -этанолом.

Настойка горькая (Tinctura amara).

Состав: травы золототысячника 60,0 г, листьев трифоли 60,0 г, корневищ аира 30,0 г, травы полыни горькой 30,0 г, кожуры мандарина 15,0 г, этанола 40 % до 1000 мл.

Особенность приготовления настойки заключается в подготовке растительного материала — измельчение каждого вида сырья в отдельности и получение однородной смеси, которую экстрагируют в экстракторе методом перколяции.

Эликсир грудной (Elixir pectoralae) или лакричный (Elixir cum extracta Glycyrrhizae) изготавливают растворением экстракта солодки густого или сухого в воде аммиачной (в течение 2 сут), с последующим добавлением раствора эфирного масла анисового в 90 % этаноле.

Экстракты (от лат extractum — вытяжка, извлекать, вытягивать) — это концентрированные вытяжки из лекарственного растительного сырья, известны за несколько тысячелетий до нашей эры. В зависимости от применяемого экстрагента их делят на 4 группы: водные (extracta aquosa), спиртовые (extracta spirituosa), эфирные (extracta aetherea), масляные (extracta oleosa). Кроме того, применяют экстракты стандартизированные — концентраты для приготовления настоев и отваров.

По консистенции различают экстракты: жидкие (extracta fluida), густые (extracta spissa), сухие (extracta sicca)

Жидкие экстракты представляют собой подвижные концентрированные водно-этанольные извлечения из лекарственного растительного сырья; густые — вязкие массы, содержащие не более 25 % влаги; сухие экстракты — сыпучие или пористые, губчатые массы, содержащие до 5 % влаги.

Технология экстрактов включает следующие стадии: экстрагирование лекарственного растительного сырья, очистка полученного извлечения, выпаривание, сушка, стандартизация.

Исходное сырье для получения экстрактов должно отвечать требованиям научно-технической документации (быть свежевысушенным, иметь определенную степень измельчения и т д.)

Процесс получения экстрактов 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.

Экстракты получают методами дробной мацерации, в различных модификациях, перколяции, реперколяции, противоточного и циркуляционного экстрагирования и т. д.

Водные экстракты.

По консистенции водные экстракты могут быть густыми и сухими. Номенклатура их весьма ограничена.

Водные извлечения подвергают очистке от сопутствующих веществ, различных ВМС (слизей, пектинов, крахмала, сахаров и др.), которые способствуют быстрому размножению микроорганизмов в извлечении.

Одним из способов очистки является термическая обработка вытяжки кипячением в течение определенного времени с последующим настаиванием с адсорбирующими веществами (экстракт корня солодки). Очищают вытяжки и настаиванием с адсорбирующими веществами при комнатной температуре в течение нескольких суток (экстракты одуванчика, трилистника водяного) В качестве адсорбентов используют тальк, каолин, бентонит и другие вещества. Применяется спиртоочистка, которая заключается в обработке упаренной до сиропообразной консистенции водной вытяжки этанолом в концентрации не ниже 60 % Под действием сильных дегидратирующих свойств этанола исчезает защитный гидратный слой полимеров, в результате чего происходит их коагуляция и выпадение в осадок.

После отстаивания в хорошо закрытой емкости в течение нескольких суток при температуре не выше 8 °С вытяжку сливают и фильтруют. Очищенные водные вытяжки сгущают в вакуум-выпарной аппаратуре при температуре 50—60 °С. При получении экстракта полыни горькой методом дробной мацерации применяют особый технологический прием: первый слив сразу упаривают в вакуум-выпарном аппарате до консистенции густого экстракта, два последующих — до 1/3 первоначального объема и после центрифугирования снова упаривают. Все сгущенные вытяжки объединяют.

При производстве сухого экстракта корня солодки упаренные вытяжки подвергают сушке в вакуум-вальцовых сушилках и массу измельчают в шаровых мельницах.

Стандартизуют густые экстракты по содержанию влаги, тяжелых металлов (допустимое количество — не более 0,01 %) В экстракте корня солодки определяют количество кислоты глицерризиновой. В густом экстракте должно быть не менее 14 %, в сухом — не менее 17 %.

Водные экстракты применяют в качестве наполнителей при изготовлении пилюль, экстракты корня солодки также для изготовления сиропа и эликсира лакричного. Экстракт травы полыни горькой используют как горечь для возбуждения аппетита и усиления деятельности пищеварительных органов.

Спиртовые экстракты.

Спиртовые экстракты по консистенции могут быть жидкими, густыми и сухими Для получения спиртовых экстрактов используют методы перколяции, реперколяции, дробной мацерации по принципу противотока и противоточного экстрагирования. В качестве экстрагента при получении жидких экстрактов применяют этанол в концентрации от 30 до 90 %, чаще 70 %, в производстве густых и сухих экстрактов — также спирты амиловый, пропиловый, иногда метиловый, которые в процессе производства готового продукта полностью удаляются. При получении густых экстрактов предпочитают использование этанола. Для полного истощения растительного материала при перколировании требуется 7—9 кратное количество экстрагента.

Жидкий экстракт 1:1 означает, что в одной объемной части готового продукта содержится столько же действующих веществ, сколько в единице массы растительного сырья. На фармацевтических предприятиях экстракт готовят по массе, т е. из единицы массы сырья получают единицу массы готового продукта. Наиболее предпочтительным методом получения жидких экстрактов является противоточный, исключающий стадию упаривания извлечения.

Очистка жидких экстрактов как аналогов настоек осуществляется длительным отстаиванием при температуре не выше 8 °С в хорошо закрытых емкостях, с последующим фильтрованием осветленной жидкости через пресс-фильтр.

Очистка вытяжек для густых и сухих экстрактов проводится различными способами: аналогично водным извлечениям — кипячением с добавлением адсорбирующих веществ или без них, если экстрагирование проводилось слабым этанолом (20—40 %) и в вытяжках много ВМС (водорастворимых белков, сахаров, ферментов); обработкой крепким этанолом, путем замены растворителя.

Сухие экстракты большей частью гигроскопичны Многие из них отсыревают в процессе производства и во время хранения Достаточно 1—2 раза открыть банку с сухим экстрактом, как он набирает влагу, сбивается в комки прилипает к стенкам, дозировать его невозможно

В связи с этим проводится поиск методов устранения их гигроскопичности. Установлено что этанол разной концентрации существенно влияет на гигроскопичность экстрактов, следовательно, необходимо подбирать такой экстрагент который не извлекал бы гигроскопичные побочные вещества. По этой же причине обращается внимание на подбор наполнителей при разбавлении экстрактов.

Эфирный экстракт

Получают один эфирный экстракт густой из корневищ папоротника мужского (Extractum Filicis man’s aethereum).

Используют метод циркуляционного экстрагирования в аппарате «Сокслет». В качестве экстрагента, кроме эфира этилового, могут применяться другие органические растворители, в частности, неогнеопасные — дихлорэтан и углерод четыреххлористый. Готовое извлечение собирается в испарителе аппарата, органический растворитель полностью отгоняется под вакуумом. Экстракт стандартизируется по содержанию действующего вещества — филицина, представляющего собой гидрофобный комплекс фенольных соединений. Сырого филицина в экстракте должно быть в пределах 25—28 %. При большем содержании филицина экстракт разбавляют маслом подсолнечным, парафином жидким или экстрактом с меньшим содержанием филицина. Экстракт с меньшим содержанием филицина укрепляют путем смешивания с более концентрированным.

Хранить экстракт следует в хорошо укупоренной таре, в защищенном от света месте, по списку Б. При хранении экстракт может загустеть, а филицин — выкристаллизоваться. В этом случае перед употреблением препарат следует разогреть на водяной бане и перемешать.

Масляные экстракты.

Масляные экстракты (медицинские масла) — это извлечения из лекарственного растительного сырья, приготовленные с использованием растительных или минеральных масел.

В настоящее время в медицинской практике применяют масляные экстракты из листьев белены (масло беленное), травы зверобоя, плодов шиповника (масло шиповника) и облепихи (масло облепиховое).

Экстрагирование растительного материала проводится методом мацерации подогретыми до температуры 60—70° маслами, а также методом противоточного экстрагирования — 70 % этанолом или другими органическими растворителями.

Экстракты стандартизованные — концентраты для приготовления настоев и отваров.

Это особая группа жидких и сухих экстрактов, предназначенная для быстрого приготовления настоев и отваров в условиях аптечного производства.

Жидкие экстракты готовят в соотношении 1:2, сухие — 1:1 из стандартного растительного сырья, т. е. из единицы массы растительного материала получают две объемные части жидкого или единицу массы сухого экстракта. В качестве экстрагента используют этанол в концентрации от 20 до 40 %, чтобы приблизить экстракты по составу экстрагируемых веществ к водным извлечениям. Применение этанола в концентрации менее 20 % невозможно, так как не обеспечивает антибактериальную стабильность препарата.

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.

Экстрагирование лекарственного растительного сырья проводится до максимального истощения материала методами перколяции, противоточного экстрагирования, дробной мацерации по принципу противотока. Очистка вытяжек сводится к отстаиванию и фильтрованию отстоявшегося извлечения. Жидкие экстракты для настоев и отваров получают, как правило, без управления вытяжки. Извлечение для приготовления сухих экстрактов упаривают и сушат под вакуумом при температуре не выше 50—60 °С, сухую массу измельчают в шаровой мельнице. Для высушивання вытяжки применяют также лиофильную (распылительную) сушку.

Стандартизуют экстракты для настоев и отваров по содержанию действующих веществ или биологической активности, жидкие экстракты — по сухому остатку и содержанию этанола, сухие по содержанию влаги. В качестве разбавителей жидких экстрактов применяется этанол; наполнителями для сухих экстрактов служат лактоза и декстрин.

Препараты из свежих растений

Галеновые и новогаленовые препараты обычно получают из высушенного растительного сырья. Однако действующие вещества многих растительных материалов во время сушки и последующего хранения подвергаются изменениям вследствие энзиматических процессов, испарения, действия кислорода воздуха и других факторов Так, например, исследования, проведенные отделом фармакогнозии ВИЛР, показывают, что после 1 года хранения биологическая активность травы ландыша уменьшается на 77 %, содержание эфирного масла в корнях валерианы — на 50 % и т.д. В ряде случаев препараты, полученные из свежих растений, обладают большей активностью, чем соответствующие препараты из высушенного сырья. Так, настойка из свежих корней валерианы в 2—3 раза активнее настойки, полученной из высушенных корней. Фитонцидная активность наблюдается, как правило, лишь в препаратах, приготовленных из невысушенного растительного сырья.

Указанные наблюдения приводят к выводу о целесообразности использования в ряде случаев препаратов из свежих растений. Однако массовая переработка свежесобранного сырья имеет трудности чисто технического порядка. Ввиду того что многие растения зацветают и созревают в одно и тоже время, причем время сбора их бывает весьма коротким, нужны большие производственные мощности для быстрой переработки свежего сырья. Так как свежее растительное сырье не может храниться, а транспортировка затруднена, заводы должны быть приближены к месту его заготовки. Эта проблема в нашей стране пока не решена. Поэтому препараты из свежих растений получают в небольших количествах, номенклатура их невелика, их можно разделить на три группы: экстракционные препараты (настойки, экстракты и соки)

Экстрагирование сжиженным углерода диоксидом

Экстрагирование сжиженным углерода диоксидом проводится в установках, имеющих экстрактор, испаритель и камеры для предварительной обработки сырья и удаления остатков растворителя из шрота. Установка снабжена конвейером, передающим контейнеры с сырьем из одной камеры в другую, снизу вверх.

Растительный материал, загруженный в контейнер, представляющий собой сетчатую емкость, поступает сначала в камеру для замачивания сжиженным газом под давлением 5,8—6,0 Н/м2, который подается из сборников, расположенных в верхней части установки. Стадия пропитки проходит при температуре 18—25 °С в течение нескольких минут. Затем оно передается в камеру измельчения с пониженным давлением. В результате разности давлений внутри твердого материала и на поверхности происходит взрыв, разрывающий его на мелкие куски. Далее сырье поступает в экстрактор, а на него сверху с помощью насоса подается сжиженный углерода диоксид. Полученное извлечение направляется на фильтры и далее в теплообменник, где происходит сбор очищенной вытяжки и удаление паров углерода диоксида, которые поступают в конденсатор на сжижение. Шрот поднимается в следующую камеру, обогреваемую паром через паровую рубашку, для удаления паров углерода диоксида из отработанного сырья, которые также попадают в конденсатор для сжижения. В него же отводятся пары из испарителя. Сжиженный углерода диоксид вновь поступает в производство. По выходе из камеры контейнеры с отработанным сырьем разгружаются. Многие экстракты, полученные с использованием сжиженного углерода диоксида, отличаются более высоким содержанием биологически активных веществ, устойчивостью при хранении, устойчивостью к микробной контаминации

Экстрагирование с помощью электрических разрядов

clip_image002

Рис. 7. Устройство электро-плазмолизатора импульсного.

Ускорение процесса экстрагирования лекарственного сырья может быть достигнуто применением электроимпульсивных разрядов в специальной установке (рис.7). Внутри экстрактора с обрабатываемым материалом помещают электроды, к которым поступает импульсивный ток высокой или ультравысокой частоты. Под воздействием электрического разряда в экстрагируемой смеси возникают ударные волны, создающие высокое импульсивное давление. Происходит интенсивное перемешивание обрабатываемой смеси, истончается или полностью исчезает диффузионный пристенный слой и возрастает коэффициент конвективной диффузии. Возникновение ударных волн способствует проникновению экстрагента внутрь клетки. Создаются условия для быстрого протекания внутриклеточной диффузии. В результате искрового разряда в жидкости образуются плазменные каверны, расширяясь, они достигают максимального объема и захлопываются. При этом за короткий промежуток времени в малом пространстве выделяется большое количество энергии и происходит микро взрыв, разрывающий клеточные структуры растительного материала. Процесс ускоряется за счет вымывания экстрактивных веществ из разрушенных клеток. Кроме того, образовавшиеся полости за время своего существования постоянно пульсируют, вызывая увеличение скорости движения жидкости около частиц сырья и ускоряя процесс экстрагирования за счет увеличения коэффициента конвективной диффузии.

Большое значение при воздействии на сырье электрического тока имеет мощность и длительность электрического импульса. На процесс экстрагирования оказывает влияние и число разрядов в единицу времени.

Импульсивная обработка материала с помощью высоковольтных разрядов имеет ряд преимуществ и достоинств, заключающихся в том, что электрическая |энергия непосредственно преобразуется в энергию колебательного движения жидкости. Возникающие в жидкости акустические колебания широкого спектра частот и амплитуд значительно сокращают время процесса экстрагирования и повышают выход биологически активных веществ.

Экстрагирование с использованием электроплазмолиза и электродиализа

Электроплазмолиз — обработка сырья электрическим током низкой и высокой частоты. Электроплазмолиз перспективен при получении препаратов из свежего растительного и животного сырья. Сущность метода заключается в разрушающем воздействии тока на белково-липоидные мембраны растительных тканей с сохранением целостности клеточных оболочек. При этом увеличивается выход сока, обогащенного действующими веществами и содержащего лишь небольшое количество сопутствующих веществ. Процесс проводят в специальных устройствах — электроплазмолизаторах, снабженных подвижными и неподвижными электродами.

читать полностью »

Экстрагирование с применением ультразвука

В производстве экстракционных препаратов ультразвук (УЗ) находит применение как средство, ускоряющее процесс экстрагирования лекарственного сырья и обеспечивающее полноту извлечения действующих веществ. При экстрагировании источник УЗ помещают в обрабатываемую среду в экстрактор. Возникающие ультразвуковые волны создают знакопеременное давление, кавитацию и «звуковой ветер». В результате происходит ускорение пропитки материала и растворение содержимого клетки, увеличение скорости обтекания частиц сырья, в пограничном диффузионном слое экстрагента образуются турбулентные и вихревые потоки. Молекулярная диффузия внутри растительного материала и в диффузионном слое практически меняется на конвективную, что приводит к интенсификации массообменных процессов. Возникновение кавитации вызывает разрушение клеточных структур. Ускорение процесса экстрагирования в данном случае происходит за счет вымывания экстрактивных веществ из клеток и тканей растительного материала. При озвучивании вытяжку можно получить в течение нескольких минут.

Поскольку УЗ не является индифферентным агентом по отношению к действующим веществам: может вызывать кавитацию, ионизацию молекул, изменять свойства биологически активных веществ, понижать или усиливать их терапевтическую эффективность, применение его требует тщательного экспериментального исследования.

Большое значение при ультразвуковом экстрагировании имеет определение оптимальных параметров процесса, интенсификация и экспозиция озвучивания, выбор экстрагента, удельная нагрузка (соотношение сырья и экстрагента) Особое внимание уделяется степени перемешивания материала, которое осуществляется путем подведения частиц к излучающей поверхности, числу экстракторов и их расположению. От этого зависит скорость процесса, которая может составлять 1,5—2 мин. При экстрагировании с помощью ультразвука рекомендуется поддерживать температуру не выше 30—60°С, во избежании образования пузырьков воздуха, рассеивающих ультразвуковые волны. В качестве экстрагента рекомендуется этанольно-водные смеси с высокой концентрацией этанола, который способен ингибировать окислительно-восстановительные реакции, возникающие в ультразвуковом поле. В качестве средств, задерживающих кавитацию и связанные с ней деструктивные изменения действующих веществ, предлагается в обрабатываемую среду добавлять ПАВ.

Для большинства видов лекарственного растительного сырья наиболее рациональной является интенсивность УЗ в пределах 1,5—2,3 Вт/см2 и минимальное время озвучивания.

Экстрагирование сырья на роторно-пульсационном аппарате

Экстрагирование с помощью РПА основано на циркуляции обрабатываемой среды при различной кратности твердой и жидкой фаз.

РПА состоит из корпуса — статора с патрубками для входа и выхода обрабатываемого материала. Внутри корпуса находится ротор с закрепленными на нем перфорированными цилиндрами, имеющими прорези. На крышке корпуса расположено такое же число аналогичных неподвижных цилиндров. При вращении ротора с цилиндрами, последние проходят между цилиндрами статора,. радиальный зазор между которыми может быть от 0,25 до 2 мм. В каждом отдельном случае расстояние между цилиндрами подбирается с учетом технологических требований и физико-механических свойств обрабатываемого материала. Частота вращения ротора 800 — 4000 об/мин, число прорезей в цилиндрах — от 5 до 40, ширина от 5 до 40 мм. Вместо цилиндров на статоре и роторе иногда устанавливают концентрически расположенные зубья, в полости ротора — лопасти или ножи для измельчения крупных частиц твердой фазы.

При работе РПА отмечается интенсивное механическое воздействие на частицы сырья, возникает эффективная турбулизация и пульсация потока. В технологической схеме РПА установлен в циркуляционном контуре, замкнутом на экстрактор с мешалкой Экстрактор и трубы циркуляционного контура могут быть снабжены паровой рубашкой для нагревания или охлаждения обрабатываемой среды. Сырье загружают на ложное дно экстрактора и заливают экстрагентом. При работе РПА жидкая фаза поступает в него из нижней части экстрактора, а сырье подается и дозируется шнеком — питателем, установленным на торце над его днищем. Из РПА пульпа поднимается вверх и через штуцер в крышке экстрактора вновь заполняет его. Процесс повторяется до получения концентрированного извлечения. При использовании РПА происходит совмещение операций экстрагирования и диспергирования. Это в ряде случаев позволяет исключить предварительное измельчение сырья и значительно сократить материальные потери. РПА дает возможность интенсифицировать процесс экстрагирования сырья. В качестве экстрагентов применяют: дихлорэтан, метилен хлористый, масла растительные и минеральные.

Эффективно использование РПА в производстве масла облепихи, настоек календулы, валерианы, танина из листьев скумпии, комплекса каротиноидов из плодов шиповника, оксиметилантрахинонов из коры крушины ломкой и других препаратов. Во всех случаях повышается производительность процесса и увеличивается выход действующих веществ.

Для экстрагирования лекарственного сырья предложена технология, включающая работу нескольких РПА и аппаратов для разделения твердой и жидкой фаз. Установка состоит из трех ступеней, каждая из которых представляет собой сочетание трех элементов: экстрактора с мешалкой, РПА и центрифуги. Она может работать периодически и непрерывно.

Турбоэкстракция (вихревая)

Метод вихревой экстракции, предложенный чешскими учеными в 1953 г., получил дальнейшую разработку в нашей стране. Он основан на интенсивном перемешивании и одновременном измельчении сырья в среде экстрагента с помощью быстроходных мешалок, снабженных острыми лопастями. Скорость вращения мешалок от 4000 до 15000 об/мин. В процессе экстрагирования в таких условиях изменяется способ обтекания частиц сырья экстрагентом, толщина ламинарного слоя становится минимальной (слой почти исчезает), конвективная диффузия протекает мгновенно. Высокая скорость перемешивания создает условия неравномерного давления на поток обрабатываемой смеси. В системе возникает эффект кавитации и пульсации, что положительно сказывается на скорости внутренней диффузии. Время экстрагирования материала сокращается до нескольких минут, вместо 7 суток при использовании классического метода — мацерации.

Недостатком турбулизации является повышение температуры при работе мешалок, что может влиять на сохранность действующих веществ и приводить к потере экстрагента. Кроме того, дополнительное измельчение растительного материала не всегда желательно, так как может произойти загрязнение вытяжки мелкими частичками растительного материала и осложниться ее очистка.

Интенсификация процесса экстрагирования

По мере развития производства экстракционных препаратов совершенствуются и разрабатываются более эффективные способы обработки лекарственного растительного сырья. Интенсификация методов экстрагирования осуществляется созданием колебательного движения системы твердое тело — жидкость в звуковом или в ультразвуковом диапазонах. Это приводит к изменению гидродинамических условий. Частицы среды подвергаются сильным механическим и гидродинамическим ударам, что способствует усилению капиллярного эффекта, внутренней и внешней диффузии и, следовательно, ускорению процесса массообмена.

С целью повышения эффективности извлечения действующих веществ из сырья, экстрагирование проводят в турбулентном потоке экстрагента, при вибрации, пульсации жидкости через слой сырья, с применением ультразвука, электрической обработки материала и т. д.

Циркуляционное экстрагирование

Сущность метода заключается в многократном экстрагировании растительного сырья одной и той же порцией летучего экстрагента. (эфир, хлороформ, метилен хлористый и т. д.). Экстрагирование осуществляется в замкнутом цикле в аппарате типа «Сокслет» (рис.6 ). Лучшие условия экстрагирования сырья создаются в нижней части экстрактора (4), так как оно находится там в контакте с экстрагентом более длительное время, чем в верхней. В связи с этим конструируются экстракторы, снабженные специальными приспособлениями для перемещения сырья внутри аппарата. Основными узлами установки для проведения циркуляционного экстрагирования являются: испаритель (1), снабженный паровой рубашкой, экстрактор (4), конденсатор (2) и сборник (3).

Во избежание засорения трубопровода растительный материал загружают в полотняном мешке, заливают экстрагентом и оставляют для настаивания на несколько часов. После этого вытяжку переводят в испаритель (1) и доводят до кипения. Образующиеся пары поступают в конденсатор и в виде дистиллята возвращаются на сырье в экстрактор. Циркуляция экстрагента повторяется 10—15 раз до истощения растительного материала. Полученную вытяжку концентрируют отгонкой экстрагента в приемник. В испарителе остается концентрированный раствор экстрактивных веществ.

clip_image002

Рис.6. Устройство циркуляционного аппарата «Сокслет».

1– куб; 2– конденсатор; 3– сборник; 4– экстрактор.

Ускоренная дробная мацерация по принципу противотока

Противоточное экстрагирование в модификации ЦАНИИ дает возможность значительно сократить время на выпуск готовой продукции.

Растительный материал в сухом виде загружают поровну в три экстрактора. Экстрагент подают в первый экстрактор «до зеркала» и настаивают в течение 2ч. Полученную вытяжку переносят на сырье во второй экстрактор, одновременно в первый снова заливают чистый экстрагент «до зеркала». Сырье в обоих экстракторах настаивают 2ч, после этого вытяжку из второго экстрактора переносят на сырье в третий, а из первого — на сырье во второй экстрактор. В первый экстрактор заливают весь оставшийся экстрагент. Загруженные экстракторы оставляют для настаивания сырья на 24ч. Затем из третьего экстрактора получают первый слив готового продукта. Вытяжку из второго экстрактора переносят на сырье в третий, сливом из первого — заливают сырье во втором экстракторе. Оба экстрактора оставляют на 2ч для настаивания сырья. В это время первый экстрактор отключают, сырье выгружают и отжимают. Через 2ч из третьего экстрактора получают второй слив готового продукта. Вытяжкой из второго экстрактора заливают сырье в третьем, второй экстрактор разгружают, сырье отжимают. После двухчасового настаивания из третьего экстрактора получают третью порцию готового продукта, сырье выгружают и отжимают Все сливы и отжимы объединяют.

Шнековый вертикальный экстрактор

clip_image002

Рис.5. Устройство экстрактора шнекового.

Он представляет собой аппарат, работающий по принципу противотока, в корпусе которого имеются два вертикальных и один горизонтальный шнеки для перевода сырья с одного вертикального шнека на другой.

Пружинно–лопастной экстрактор непрерывного действия

 
Рис.4. Устройство экстрактора пружинно-лопастного.shnek

 

1– корпус; 2– секции; 3– барабан; 4– пружинные лопасти; 5– камера для обогрева; 6– камера для сбора извлечения; 7– бункер для ввода сырья; 8– дозатор.

Он состоит из корпуса, разделенного на секции. В каждой секции на валу укреплен барабан с двумя дугообразными пружинными лопастями. Под дном аппарата расположен обогреватель. Сырье из бункера с помощью дозатора подается в начальную секцию аппарата, а экстрагент через трубу подается в конечную секцию. Сырье при помощи лопастей медленно погружается в экстрагент и постепенно передается дальше в следующую секцию, при этом оно прижимается к стенке аппарата и слегка отжимается. Готовую вытяжку получают, из первой секции. Выгрузка шрота осуществляется транспортером который находится в конце экстрактора. Процесс экстрагирования можно проводить в широком диапазоне температур.

Дисковый экстракционный аппарат цепного типа

 Он состоит из двух труб, расположенных под углом 30° и соединенных между собой камерой с вращающимся устройством. В трубах аппарата движется трос, с насаженными на нем на расстоянии 120 мм перфорированными дисками диаметром 100 мм. Экстрактор заполняется экстрагентом через патрубок с правой стороны. Слева из питателя на диски движущегося троса равномерно подается сырье. Скорость движения троса рассчитывается таким образом, чтобы за один оборот его в аппарате достичь максимального истощения материала. Готовая вытяжка вытекает из патрубка, расположенного под питателем слева, а шрот смывается с дисков при выходе из трубы в камере верхней части аппарата и собирается в сборник для отработанного сырья.

 disk Рис. 3. Устройство экстрактора дискового

1– две трубы, 2– вращающиеся звездочки, 3– трос с перфорированными дисками, 4– патрубок для ввода экстрагента, 5– бункер, 6– патрубок для вывода готового продукта, 7– сборник

 

Методы экстрагирования (продолжение)

Противоточное экстрагирование.

Метод заключается в многоступенчатом продвижении экстрагента с более истощенного на менее истощенное сырье до насыщения экстрактивными веществами. В промышленности противоточное экстрагирование проводится различными способами: в батарее экстракторов, когда сырье находится в неподвижном состоянии, а движется только экстрагент; в экстракторах непрерывного действия, диффузорах, где сырье и экстрагент движутся навстречу друг другу.

Экстрагирование в батарее экстракторов.

Процесс происходит таким образом, что в каждом экстракторе сырье настаивается определенное время, в первом — с чистым экстрагентом, в последующих—с вытяжками, полученными из предыдущих экстракторов Батарея экстракторов связана между собой с помощью штуцеров и трубопроводов. Получается замкнутая система позво­ляющая подавать экстрагент и получать вытяжку из любого экстрактора. Этот метод используется на крупных заводах, которые выпускают продукцию одного наименования в больших количествах. Батарея монтируется из 4-5 и одного запасного экстрактора для обеспечения ее непрерывной работы, которая может продолжаться длительное время. Число экстракторов в батарее и скорость движения экстрагента должны .обеспечить возможность его полного насыщения к моменту получения готовой вытяжки из последнего экстрактора и полного истощения сырья в первом. Принцип противоточного экстрагирования в батарее экстракторов можно проследить на (рис 2).

Батарея перколяторов

 

Рис.2. Батарея перколяторов (Схема)

 

Чистый экстрагент непрерывно подается на сырье в первый экстрактор. В момент получения готового продукта из последнего экстрактора (V) первый отключают и загружают запасной (VI). Чистый экстрагент подается на сырье во втором экстракторе, который становится первым, а готовый продукт получают из запасного экстрактора, который становится последним таким образом, готовый продукт получают с менее истощенного сырья. Во всей батарее поддерживается значительная разность концентраций. Метод позволяет истощить сырье в каждом экстракторе максимально.

 

Экстрагирование в экстракторах непрерывного действия (активный противоток).

 

Растительный материал при помощи транспортных устройств: шнеков, ковшей, дисков, скребков или пружинно-лопастных механизмов перемещается навстречу движущемуся экстрагенту. Сырье, непрерывно поступающее в экстракционный аппарат, встречает на своем пути экстрагент, насыщенный экстрактивными веществами, и по мере продвижения внутри аппарата истощается. На получение концентрированной вытяжки затрачивается от 20 мин до 2 ч.

 

 Экстрагирование проводится в экстракторах различной конструкции: дисковом, пружинно-лопастном, шнековом и др.

 

Методы экстрагирования

Мацерация (от лат maceratjo — вымачивание).

В фармацевтической промышленности используются следующие методы: мацерация, ремацерация, перколяция, реперколяция, противоточное и циркуляционное экстрагирование. Многие из этих методов применяются в различных модификациях, отличающихся временем экстрагирования, способом распределения сырья в экстракторах, аппаратурой. Их классифицируют на статические и динамические. В первом случае экстрагент поступает на сырье периодически, а вытяжку получают за один или несколько приемов. В динамических методах сырье и экстрагент загружают периодически, а сливают извлечение непрерывно или загрузка сырья, экстрагента и получение вытяжки идут непрерывно.