Особенности производства жидких экстрактов

 

 

Зарегистрировано «___»_____20___г.

________ __________________________

Подпись       (расшифровка подписи)

 

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НИУ «БелГУ»)

 

 

 

ФАКУЛЬТЕТ  ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ

 

КАФЕДРА ________________________________

Наименование кафедры

 

 

Особенности производства жидких экстрактов

 

 

 

Курсовая работа студента (ки)

 

дневного отделения 4курса 03031102группы

 

 

__________________________________________________________

(Фамилия, имя, отчество)

 

Научный руководитель

__________________________________________

(Ученая степень, звание, фамилия, инициалы)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БЕЛГОРОД 2014

 

 

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………3

2. Экстракты и их классификация……………………………………………..4

3. Характеристика жидких экстрактов………………………………………..6

4. Способы получения…………………………………………………………7

5. Технология производства жидких экстрактов…………………………….7

6. Заключение…………………………………………………………………….

7. Список литературы…………………………………………………………..19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Экстракты являются одной из старейших лекарственных форм официальной медицины. После открытия способа получения спирта, древнеримским врачом Галеном впервые было введено в медицину применение спиртовых извлечений из растений - галеновых препаратов. Результатом дальнейшего развития этого вида извлечений биологически активных веществ из растительного материала и явились спиртовые экстракты. В наше время эти древнейшие лекарственные категории не потеряли актуальности, постоянно развиваются и, зарегистрированы в ГФ

Древнеримский врач Клавдий Гален (129-201) впервые начал использовать для приготовления лекарств высушенные растения. По его мнению, в растении, кроме основной бесполезной массы, содержится еще некое "действующее начало", под которым он подразумевал что-то вроде особой "лечебной силы". Эта сила имеет повышенное сродство к влаге, поэтому растение следует сначала высушить, а затем поместить в воду.

Экстрактами называют все типы извлечений, при этом проводится чёткое разграничение по консистенции получаемого извлечения: жидкие, густые (мягкие) и твёрдые (сухие). В то же время, жидкие формы классифицируют как жидкие экстракты и настойки, способ получения которых отличается соотношением взятых для экстракции сырья и экстрагента (настойки) или соотношением сырья и готового продукта (экстракты). В жидких экстрактах, как правило, одна часть по массе или объему эквивалентна одной части по массе исходного высушенного лекарственного. 
Экстракты могут быть стандартизованными и количественно определёнными  Стандартизованными экстрактами называют экстракты стандартизация которых проводится в пределах терапевтической активности конкретного действующего вещества, компонента. Количественно определёнными экстрактами называют те экстракты, стандартизация которых проводится в определённых пределах любых маркерных компонентов экстракта. Допускается определение экстрактов по процессу их производства и свойствам. Поскольку экстракты могут быть рассмотрены как субстанции для приготовления других готовых лекарственных средств, так и как лекарственные средства различного применения, к ним выставляются все те требования, которые специфичны для определённого типа готового лекарственного средства.

Экстракты – это концентрированные препараты жидкой, твёрдой или густой консистенции, которые обычно получают из высушенного растительного или животного сырья.

Экстрактами наз. концентрированные вытяжки из растительного материала, полученные в соотношении 1:1 или в меньшем количестве. Экстракты – это извлечения, концентрация действующих веществ в которых соответствует концентраций их в растительном материале или значительно выше.

В зависимости от характера экстрагента экстракты бывают:

1. водные – aquosa;

2. спиртовые – spirituosa;

3. эфирные – aetherea;

4. масляные – oleosa.

В зависимости от агрегатного состояния экстракты классифицируются на:

1. жидкие – fluida – спиртовые, водно-спиртовые извлечения, полученные в соотношении 1:1,

2. густые – spissa – водные, спиртоводные или эфирные извлечения, имевшие вид густой темной массы, не выливающейся из сосуда, а тянущейся за шпателем в виде тонкой нити. Содержат 15-25% влаги.

3. сухие – sicca – водное, спиртовые или водно-спиртовые извлечения. Сыпучие порошки или пористые губчатые массы, содержащие около 5% влаги.

Жидкие экстракты – это препараты, в которых, как правило, одна часть по массе или объёму эквивалентна одной части исходного высушенного лекарственного сырья. Эти препараты стандартизуют, если необходимо, так, чтобы они соответствовали требованиям относительного содержания растворителя, действующих веществ или сухого остатка.

К жидким экстрактам могут быть введены соответствующие антимикробные консерванты.

Жидкие экстракты нашли широкое распространение в фармацевтической промышленности, так как имеют следующие преимущества:

1. Одинаковые соотношения  между действующими веществами, содержащимися в лекарственном  сырье и в готовом препарате;

2. Удобство в отмеривании  в условиях аптек бюретками  и пипетками;

3. Возможность получения  без применения выпаривания позволяет  получить жидкие экстракты, содержащие  летучие вещества (эфирные масла).

К недостаткам жидких экстрактов относятся:

1. Насыщенность их сопутствующими  веществами, извлеченными из растительного  сырья;

2. Появление осадков при  незначительных понижениях температуры  или частичном испарении спирта;

3. Необходимость в герметической  укупорке и хранении при температуре 15-20°С;

4. Жидкие экстракты содержат  большие объемы экстрагента, ввиду чего являются малотранспортабельными препаратами.

 

Характерной особенностью жидких экстрактов является то, что независимо от состава исходного сырья их готовят в соотношении 1:1, т. е. из 1 части сырья по массе получают 1 объемную часть жидкого экстракта.

В качестве экстрагена при получении жидких экстрактов применяется только этиловый спирт различной концентрации, чаще всего 70%. В отличие от настоек, которые являются разбавленными вытяжками, жидкие экстракты представляют собой высококонцентрированные извлечения, так как способы их получения специально подбирают таким образом, чтобы по возможности полнее (практически нацело) извлечь действующие вещества из сырья.

Спиртовые экстракты как извлечения являются дальнейшим развитием настоек; их появление связано с именем Парацельса.

Жидкие экстракты нашли широкое распространение в фармацевтической промышленности, т.к. имеют следующие преимущества: 1) одинаковые соотношения между действующими веществами, содержащимися в лекарственном сырье и в готовом препарате; 2) удобство в отмеривании в условиях аптек бюретками и пипетками; 3) возможность получения без применения выпаривания позволяет получить жидкие экстракты, содержащие летучие вещества (эфирные масла).

К недостаткам жидких экстрактов относятся: 1) насыщенность их сопутствующими веществами, извлеченными из растительного сырья; 2) появление осадков при незначительных понижениях температуры или частичном испарении спирта; 3) необходимость в герметической укупорке и хранении при температуре 15-20°С; 4) жидкие экстракты содержат большие объемы экстрагента, ввиду чего являются малотранспортабельными препаратами.

Способы получения

При изготовлении жидких экстрактов используется ряд методов экстрагирования сырья: перколяция, реперколяция и противоточная экстракция.

Классификация методов получения жидких экстрактов может быть представлена следующей схемой:

 

 

Основные способы получения :

Жидкие экстракты получают методами перколяции, реперколяции (в различных вариантах), растворением густых и сухих экстрактов. Лучшие по качеству жидкие экстракты получают при использовании методов приготовления, исключающих упаривание.

Перколяция в производстве жидких экстрактов на стадиях набухания и настаивания ничем не отличается от перколяции в производстве настоек. На стадии собственно перколяции процесс проводится аналогично и с той же скоростью, как для настоек. Отличие состоит в сборе готовых извлечений. Для жидких экстрактов извлечения разделяют на две порции. Первую порцию в количестве 85% по отношению к массе сырья собирают в отдельную емкость. Затем ведут перколяцию в другую емкость до полного истощения сырья. При этом получают в 5-8 раз (по отношению к массе загруженного в перколятор сырья больше слабых вытяжек, которые называют “отпуском”. Этот “отпуск” упаривают под вакуумом при температуре 50-60°С до 15% по отношению к массе сырья, загруженного в перколятор. После охлаждения сгущенный остаток растворяют в первой порции извлечения. Получают вытяжки в соотношении 1:1 по отношению к сырью.

Реперколяция, т.е. повторная (многократная) перколяция, позволяющая максимально использовать растворяющую способность экстрагента, получить концентрированные извлечения при полном истощении сырья. Во всех случаях процесс проводят в нескольких перколяторах (от 5-ти до 10-ти), которые работают во взаимосвязи, в так называемой батарее перколяторов. В этой батарее слив готового продукта проводят из “головного” перколятора, в котором всегда свежее сырье, а свежий экстрагент подают в “хвостовой” перколятор, в котором самое истощенное сырье. Извлечениями из “хвостового” перколятора обрабатывают сырье в предыдущем перколяторе, и так во всей батарее – последующее сырье экстрагируется извлечениями, полученными из предыдущих перколяторов. Таким образом, от 1-го до последнего перколятора в батарее осуществляется противоток сырья и экстрагента. По мере истощения сырья изменяется положение “головного” и “хвостового” перколяторов.

Существуют различные варианты реперколяции с делением сырья на равные и неравные части, с закопченным и незаконченным циклом. Некоторые из них позволяют получить концентрированные вытяжки без последующего упаривания.

Существуют различные варианты реперколяции с делением сырья на равные и неравные части, с законченным и незаконченным циклом. Некоторые из них позволяют получить концентрированные вытяжки без последующего упаривания.

Реперколяция с делением сырья на равные части с незаконченным циклом (рис. 1.

Рис. 1.6. Схема реперколяции с делением сырья на равные части с незаконченным циклом

Первую порцию сырья предназначенную для загрузки предварительно замачивают равным или половинным объемом экстрагента по отношению к массе сырья. После набухания в течение 4-6 часов материал укладывают в перколятор №1 и настаивают 24 часа с двойным по отношению к массе сырья объемом экстрагента. По истечении указанного времени проводятперколирование до полного истощения сырья с разделением вытяжек на первую порцию в количестве 80% по отношению к массе сырья, которую считают готовым продуктом; вторую порцию – (менее концентрированные извлечения) в количестве, равном массе сырья и предназначенный для намачивания сырья для 2-го перколятора; третью порцию – второй отпуск, в двукратном количестве по отношению к массе сырья и предназначенный для настаивания сырья во 2-м перколяторе; четвертую порцию – третий отпуск в количестве, примерно в 6 раз превышающем массу сырья и предназначенный для экстрагирования (перколирования) сырья во втором перколяторе. Из 2-го перколятора получают 100% готового продукта по отношению к массе сырья в перколяторе и собирают отпуски для работы с сырьем в следующем перколяторе. Из последнего перколятора получают 100% готового продукта и отпуски, которые используют для обработки следующей партии аналогичного сырья. Все порции готового продукта, полученные из каждого перколятора, объединяют.

Реперколяция с делением сырья на равные части с законченным циклом проводится в батарее перколяторов (рис. 1.7). Количество перколяторов в батарее зависит от свойств сырья, чем труднее экстрагируется сырье, тем большее число перколяторов входит в батарею .

Сырье разделенное на равные части загружают в перколяторы. В 1-ом перколяторе сырье замачивают для набухания, которое проходит в течение 4-6 часов, после чего в перколяторподают экстрагент до«зеркала» и настаивают в течение 24ч. Затем перколируют в отдельную емкость, получая 80% готового продукта (Г.П.1-80%) по отношению к массе сырья в этомперколяторе.

Перколирование продолжают до полного истощения сырья в другую емкость – получают «отпуск 1». Этим «отпуском 1» проводят намачивание, настаивание и перколирование сырья во II-м перколяторе, из которого получают готовый продукт (Г.П.2-100%) в количестве равном 100% от массы сырья в перколяторе и «отпуск 2». Отпуском 2 проводят намачивание, настаивание и перколирование сырья в ІІІ-м перколяторе из которого получают (Г.П.3-100%) готовый продукт 3 в количестве равном 100% от массы сырья в перколяторе и «отпуск 3». Так ведут процесс в каждом последующем перколяторе, если их больше 3-х. Отпуск последнего перколятора упаривают до недостающих 20% готового продукта, слитого из 1-гоперколятора. При этом получают на 300 кг сырья жидкого экстракта: 80+100+100+20=300 л (кг), т.е. соотношение 1:1.

 

Рис. 1.7. Схема реперколяции с делением сырья на равные части с законченным циклом: 
Г.П.1 – первая порция готового продукта, 80%; 
Г.П.2 – вторая порция готового продукта, 100%; 
Г.П.3 – третья порция готового продукта, 100%; 
1,2,3 отпуски – соответственно из I-го, II-го и III-го перколяторов.

Реперколяция по Босину. По этому методу сырье загружают в равных количествах в каждый перколятор батареи. Сырье в 1-м перколяторе (рис. 1.8) экстрагируют чистымэкстрагентом, в последующих – отпусками после извлечения сырья из предыдущих перколяторов. Число перколяторов подбирают таким образом, чтобы при получении вытяжки из последнего перколятора в объеме, равном всей массе экстрагируемого материала т.е. 1:1.

Рис. 1.8. Схема реперколяции по Босину

Реперколяция с делением сырья на неравные части по фармакопее США и Германии. Эти варианты реперколяции официнальны в указанных странах.

Согласно фармакопее США исходное сырье принимают за 100% и загружают в перколяторы в соотношении 5:3:2 (рис. 5.9). Работу начинают с наибольшей порцией сырья и обрабатывают ее чистым экстрагентом. Перколят собирают в два приема: готовый продукт 1 в количестве 20% от общего количества сырья и отпуск, который используют для набухания, настаивания и перколяции во II-м перколяторе. Из II-го перколятора получают готовый продукт 2 в количестве 30% от общего количества сырья и отпуск 2, используемый для III-гоперколятора. Из ІІІ-го перколятора собирают 50% готового продукта по отношению к массе сырья. Всего получают 20+30+50=100% готового продукта на 100% исходного сырья, т.е. 1:1.

Рис. 1.9. Схема реперколяции с делением сырья на неравные части по фармакопее США 
Г.П.1 – готовый продукт 1, в количестве 20% от общей массы сырья; 
Г.П.2 – готовый продукт 2, в количестве 30% от общей массы сырья; 
Г.П.3 – готовый продукт 3, в количестве 50% от общей массы сырья.

В соответствии с Германской фармакопеей все сухое сырье загружают в три перколятора в соотношении 5:3,25:1,75 и проводят процесс аналогично описанному выше для фармакопеиСША.

Реперколяция с делением сырья на неравные части по фармакопеям США и Германии могут применяться для небольших производств при получении незначительного количества продукта, т.к. в этих модификациях реперколяции сырье во II-м и в III-м перколяторах истощается не полностью. Меньше всего сырье истощается в III-м перколяторе

Метод реперколяции по Чулкову Н.А. Предложен в 1943 г и нашел применение в фармацевтических производствах, длительно работающих по этой схеме. Экстрагированиепроводят в батарее из 4-х и более перколяторов. Различают два периода: в пусковой период ежедневно загружают по одному перколятору и слива готового продукта не производят. В каждый перколятор загружают равное количество сырья, которое предварительно заливают равным количеством чистого экстрагента (для 1-го перколятора) или извлечением, полученным из предыдущего перколятора (для 2-го и всех последующих перколяторов). Набухшее сырье загружают в первый (хвостовой) перколятор, заливают экстрагентом до «зеркала»и оставляют на сутки. На следующий день из первого перколятора сливают извлечения в два приема: первое извлечение – в объеме, равном массе сырья, загруженного в перколятор, используемое для замачивания сырья для второго перколятора и второе извлечение – в двойном объеме по отношению к массе сырья, используемое для настаивания сырья во второмперколяторе. В это время в первый перколятор подают свежий экстрагент в количестве равном сумме извлечений. На третий день из второго перколятора собирают также два извлечения: для работы с сырьем, предназначенным для загрузки в третий перколятор. Во второй перколятор подают вытяжки из первого перколятора, а в него снова подают свежийэкстрагент. Далее процесс проводится аналогично. Через сутки после загрузки последнего перколятора начинается рабочий период. В это время из последнего перколятора сливают первую порцию готового продукта в объеме равном массе сырья в этом перколяторе. Одновременно из первого перколятора сливают все вытяжки и подают их во второй перколятор. Сырье в первом перколяторе полностью истощено. Свежий экстрагент теперь подают во второй перколятор, который теперь становится хвостовым. Первый перколятор становитсяголовным в батарее. Сбор готового продукта производится ежедневно из головного перколятора, которым является каждый, вновь загруженный сырьем.

Потерь биологически активных веществ практически нет, так как в каждом перколяторе сырье неоднократно обрабатывается свежим экстрагентом и истощается максимально.

Ускоренная дробная мацерация методом противотока (по цании). Проведение экстрагирования по ЦАНИИ позволяет значительно сократить время на выпуск готовой продукции.

Сырье в сухом виде загружают в равных количествах в три перколятора. Свежий экстрагент подают только в первый перколятор, в три приема. Вначале заливают сырье в первомперколяторе до «зеркала» и настаивают в течение 2 ч. По истечении этого срока вытяжку из первого перколятора переносят во второй перколятор, а в первый перколятор вновь подают свежий экстрагент до «зеркала». Сырье в обоих перколяторах настаивают 2 ч. после чего вытяжку из второго перколятора переносят на сырье в третий перколятор, во второй – переносят вытяжку из первого перколятора, а в первый снова (в третий раз) подают свежий экстрагент. Загруженные перколяторы оставляют для настаивания на 24 часа. На следующий день из третьего перколятора сливают всю вытяжку, являющуюся готовым продуктом. Из второго перколятора всю вытяжку переносят в третий перколятор. Из первого перколяторавытяжки сливают, сырье выгружают и отжимают. Все вытяжки из первого перколятора объединяют и используют для настаивания сырья во втором перколяторе. Оба перколятораоставляют на 2 ч. Затем из третьего перколятора сливают вторую порцию готового продукта. Из второго перколятора полностью сливают вытяжку, сырье выгружают и отжимают. Все извлечения из второго перколятора передают в третий перколятор, который настаивают в течение 2 ч. По истечении этого времени получают третью порцию готового продукта, к которому присоединяют отжим из последнего перколятора. Для равномерной загрузки каждого перколятора общий объем необходимого экстрагента V делят на три части. При этом V= V1+V2+V3.

Первая порция свежего экстрагента может быть определена из соотношения:

(1.11)

где: Р – общее количество сырья, кг;

К – коэффициент поглощения сырья.

Вторая и третья порция свежего экстрагента V2=V3 могут быть определены из уравнения:

(1.12)

Такой метод экстрагирования применяют для фитохимического производства небольших объемов и в лабораторных условиях. При использовании этого метода в последнем и предпоследнем перколяторах сырье истощается не полностью, т.к. обработка проводится не чистым экстрагентом.

Растворение.

 

 Жидкие экстракты могут быть получены путем растворения сухих или густых экстрактов. Метод применяется сравнительно редко, хотя заслуживает большего внедрения в практику ввиду сокращения времени технологического процесса. Технология приготовления сводится к растворению густогоили сухого экстракта в соответствующем экстрагенте с последующей очисткой и стандартизацией.

Очистка

Полученные любым из описанных выше способов, извлечения в производстве жидких экстрактов отстаивают в течение не менее 2 суток при температуре не выше 10°С до получения прозрачной жидкости. Отстаивание иногда допускается проводить в присутствии адсорбентов, что способствует лучшей очистке и большей устойчивости при хранении и транспортировке. Отстоявшуюся, прозрачную часть извлечения фильтруют от случайно попавших примесей через друк-фильтры, фильтр-прессы или центрифугируют. В последнюю очередь фильтруют остаток извлечений с осадком. Профильтрованные вытяжки тщательно перемешивают и проводят стандартизацию.

Стандартизация

Основным признаком доброкачественности экстрактов является требуемое по ГФХ или по ФС (ВФС) содержание действующих веществ, определяемых химическими методами (за исключением жидкого экстракта боярышника, качество которого контролируется биологически). 
Качество некоторых жидких экстрактов устанавливается пока еще по сумме экстрактивных веществ. Они определяются по величине сухого остатка после выпаривания 5 мл экстракта и высушивания в течение 3 ч при 10-105 °С. 
Определение сухого остатка. 5 мл жидкого экстракта помещают во взвешенный бюкс, выпаривают на водяной бане и сушат 3 ч при (102±2,5)°С, затем охлаждают в эксикаторе 30 мин и взвешивают. 
В жидких экстрактах всегда определяется содержание спирта, которое определяется по температуре кипения. В сосуд для кипячения наливают 40 мл экстракта 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. Через 5 минут после начала кипения снимают показания термометра. Содержание спирта определяют по таблице (ГФ XI). 
Все экстракты обязательно испытываются на тяжелые металлы. В отличие от настоек исходят из 1 мл (жидкие экстракты) или 1 г препарата (густые и сухие экстракты). Тяжелых металлов должно быть не более 0,01%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Банный И.П., Литвиненко М.М. Фармакогностический анализ лекарственного растительного сырья. Х.: Золотые страницы, 2003. - 86 с.  
2. Безчаснюк Е.М., Дяченко В.В., Кучер О.В. Процесс экстрагирования из лекарственного растительного сырья. // Фармаком. 2003. - №1. - стр. 54-56.  
3. Государственная Фармакопея XI. Выпуск 1. Общие методы анализа. М.: Медицина, 1987. 335с.  
4. Государственная Фармакопея XI. Выпуск 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. М.: Медицина, 1990. 385с.  
5. Ермолаева Е.О. Позняковский В.М. Разработка новой промышленной технологии сухих растительных экстрактов. // Современные наукоемкие технологии. 2004. - № 6. с. 10-13.  
6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971 783с.  
7. Ладыгина Е.Я., Сафронович Л.Н., Отряшенкова В.Э. и др. Химический анализ лекарственный растений. / Под ред. Гринкевич Н.И., Сафронович Л.Н. М.: Высш.шк., 1983. 176с.  
8. Милованова Л.Н. Технология изготовления лекарственных форм. Ростов на Дону: Медицина, 2002 - 448 с.  
9. Машковский М.Д. Лекарственные средства. В 2-х т. Харьков: Торсинг, 1998. 560с.  
10. Муравьева Д.А. Фармакогнозия. М.: Медицина, 1978. 656с.  
11. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П. Фармакогнозия. М.: Медицина. 2002. 656 с.  
12. Солодовниченко Н.М. и др. Лекарственное растительное сырье. Х.: «МТК - Книга», 2002.- 407 с.  
13. Тихонов В.Н., Калинкина Г.И., Сальникова Е.Н. Лекарственные растения, сырье и фитопрепараты. Томск, 2004. 148с.  
14. Фармацевтическая технология / под ред. Погорелова В.И. Ростов н/Д.: 2002. 544с.  
15. Фармацевтическая технология: Технология лекарственных форм: Учебник для студентов средних профессиональных учебных заведений / И.И. Краснюк, Г.В. Михайлова, Е.Т. Чижова; Под ред.И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой. М.: издательский центр «Академия», 2004. 464с.  
16. Чуешов В.И. Промышленная технология лекарств. В 2-х томах. Т.2. / В.И. Чуешов, М.Ю. Чернов, Л.М.Хохлова и др./ - Х.: МТК Книга, изд-во НФАУ. 2002 716 с.