Ирина Эланс
Совершенствование технологии промышленного производства мази
План.
Введение.
ГЛАВА I. Совершенствование технологии промышленного производства мази.
1.1 Характеристика мазевых основ.
1.2 Аппаратура, используемая в производстве мазей.
1.3. Современная упаковка мазей.
ГЛАВА II. Технологический регламент на производство мази серной.
2.1 Характеристика конечной продукции производства.
2.2 Технологическая схема производства.
2.3 Аппаратурная схема производства.
2.4 Характеристика сырья, материалов, полупродуктов.
2.5 Изложение технологического процесса.
2.6 Материальный баланс.
2.7 Контроль производства.
2.8 Техника безопасности.
2.9 Охрана окружающей среды.
2.10 Перечень производственных инструкций.
Выводы.
Список литературы.
Введение.
Мази - одна из древнейших лекарственных форм, не утратившая, однако, своего значения и в современной фармации. Мази широко применяются в различных областях медицины: при лечении дерматологических заболеваний, в отоларингологии, хирургической, проктологической, гинекологической практике, а также как средство защиты кожи от неблагоприятных внешних воздействий (органические вещества, кислоты, щелочи). В последнее время мази применяются и для воздействия на внутренние органы и весь организм с целью лечения, профилактики и диагностики заболеваний.
В форме мазей применяются лекарственные вещества, относящиеся ко всем фармакологическим группам: антисептики, анестетики, гормоны, витамины, противогрибковые средства, анальгетики, антибиотики и другие [5].
В связи с широким применением данной лекарственной формы актуальной является задача совершенствования технологии уже существующих мазей.
Цель данной работы - отражение современного состояния производства мазей на примере составления технологического регламента на изготовление мази серной.
В связи с этим мы поставили следующие задачи:
изучить информационный материал о современных мазевых основах, аппаратуре, используемой в производстве мазей, современной упаковке мазей;
описать технологический процесс мази серной;
произвести расчёт загрузок лекарственных и вспомогательных веществ, составить материальный баланс, рассчитать выход, технологическую трату, расходные нормы данного процесса.
ГЛАВА I.
Совершенствование технологии промышленного производства мази.
Основная тенденция развития производства мягких лекарственных форм связана с использованием все более эффективных лекарственных субстанций и создания на их основе комбинированных мазей или мазей, предназначенных для лечения определенных заболеваний, например, для лечения трофических язв, мокнущих и сухих дерматитов, инфицированных ран, осложненных возбудителями аэробной микрофлоры, а также мазей для профилактики некоторых заболеваний. Примером могут быть предложенные за последнее десятилетие гидрофильные мази, которые проявляют многонаправленное действие на инфицированную рану, мази для регуляции деятельности сердечнососудистой системы, мази для профилактики "морской болезни" и т.д. Перспективным, на наш взгляд, является создание самостерилизующихся хирургических ректальных мазей, которые могут обеспечивать высокую локальную концентрацию действующих веществ при различных проктологических заболеваниях.
Варьируя различные сочетания вспомогательных веществ, можно регулировать силу и продолжительность терапевтического действия мази, регулировать биодоступность лекарственных веществ; влиять на их накопление в тканях и на процесс элиминации.
Важным аспектом совершенствования технологии мази является разработка нового, более совершенного оборудования для производства мазей (реакторы-смесители, мешалки, гомогенизаторы, тубонаполнительные машины).
Окончательно не решен вопрос стабильности мазей, несмотря на то что мази более стабильны, чем лекарства с жидкой дисперсной фазой. Использование современных стабилизаторов (загустителей, эмульгаторов и других вспомогательных веществ) может значительно повысить физическую стойкость суспензионных и эмульсионных мазей. Для повышения химической и микробиологической стабильности мазей и мазевых основ перспективным является добавление антиоксидантов и консервантов.
В связи с современными требованиями к уровню микробной контаминации нестерильных лекарств актуальной остается проблема упаковки мазей. Научные достижения последних лет показали, что создание комбинированных материалов (алюминиевой фольга, полимеров, бумаги) объединяет лучшие свойства отдельных материалов, а их использование при упаковке мазей и подобных им продуктов может оказаться очень полезным, так как возможно положительное влияние на стабильность и другие показатели фармацевтической продукции, а также послужить материалом для создания упаковки одноразового использования [8].
1.1. Характеристика мазевых основ.
Современная фармация использует большое количество различных мазевых основ, что обусловлено разнообразием физико-химических свойств лекарственных веществ, назначаемых в форме мазей. В связи с этим возникла необходимость классифицировать мазевые основы.
Наиболее рациональной является классификация мазевых основ по способности взаимодействовать с водой, так как она четко характеризует свойства основ и помогает сделать правильный выбор основы в зависимости от свойств лекарственных веществ и определить способ их взаимодействия.
По способности взаимодействовать с водой;
а) Гидрофобные;
б) Гидрофильные;
в) Дифильные:
г) Абсорбционные;
д) Эмульсионные: I рода (основа типа м/в); II рода (основа типа в/м) [5].
Гидрофобные мазевые основы.
В группе гидрофобных основ объединены основы и их компоненты, имеющие различную химическую природу и обладающие ярко выраженной гидрофобностью. К данной группе относятся: жировые основы, углеводородные основы, полиэтиленовые или полипропиленовые гели, силикон-содержащие безводные основы [1].
Жировые основы.
Животные жиры по химической природе являются триглицеридами высших жирных кислот. По свойствам близкие к жировым выделениям кожи. Кроме того, жиры содержат неомыляемые компоненты, среди которых преобладают стерины. Животные жиры содержат холестерин, а растительные - фитостерин.
Из животных жиров наиболее распространен свиной жир - Adeps suillus seu Axungia porcina (depurata). Это смесь триглицеридов стеариновой, пальмитиновой, олеиновой и линолевой кислот. Это белая масса практически без запаха. Температура плавления = 34-36°C. Достоинства: Мази на свином жире хорошо всасываются кожей, не оказывают раздражающего действия и легко удаляются мыльной водой. Свиной жир легко смешивается и сплавляется с другими жирами, восками, углеводородами, смолами и жирными кислотами. Благодаря содержанию стеарина, свиной жир может инкорпорировать до 25 % воды, 70 % спирта, 35 % глицерина, образуя с ними стабильные эмульсионные системы. Недостатки: Под влиянием света, тепла, воздуха и микроорганизмов жир прогоркает, приобретая резкий, неприятный запах, кислую реакцию и раздражающее действие. Твердый свиной жир способен к окислению, он не пригоден для изготовления мазей с окислителями. Реагирует с веществами щелочного характера, солями тяжелых металлов, цинком, медью и висмутом - при этом образуются мыла. Мази темнеют, становятся плотными и вязкими.
По своей устойчивости, растительные жиры аналогичны животным - прогоркают при длительном хранении, но благодаря содержанию фитонцидов, они более устойчивы к воздействию микроорганизмов. Наиболее широко применяются подсолнечное, арахисовое, оливковое, персиковое, миндальное, абрикосовое масла. Достоинства: биологическая безвредность, фармакологическая индифферентность.
Гидрогенизированные жиры (гидрожир, комбижир) - полусинтетические продукты, получаемый каталитическим гидрированием жирных растительных масел. Обладая положительными качествами животных жиров, они характеризуются большей устойчивостью.
Воски - это сложные эфиры жирных кислот и высших одноатомных спиртов. В качестве компонента основ используют воск пчелиный - Cera flava, представляющий собой твердую ломкую массу темно-жёлтого цвета с температурой плавления = 63-65°C. Воски химически инертны. Хорошо сплавляются с жирами и углеводами. Применяются для уплотнения мазевых основ.
Спермацет (Cetaceum) - это сложный эфир жирных кислот и цетилового спирта. Твердая жирная масса с температурой плавления = 42-54°C. Легко сплавляется с жирами, углеводородами и широко применяется в технологии кремов и косметических мазей.
Углеводородные основы.
Углеводороды являются продуктами переработки нефти. Достоинства: химическая индифферентность, стабильность и совместимость с большинством лекарственных веществ. Наиболее широкое применение находят следующие основы.
Вазелин (Vaselinum) - это смесь жидких, полужидких и твердых углеводородов с С17 ÷ С35. Это вязкая масса, тянущаяся нитями, белого или желтоватого цвета. Температура плавления = 37-50°C. Смешивается с жирами, жирными маслами (за исключением касторового). Инкорпорирует до 5 % воды за счет вязкости. Не всасывается кожей. Медленно и не полностью высвобождает лекарственные вещества, в связи с чем может использоваться только для мазей поверхностного действия. Недостатки: нарушается физиологическая функция кожи, часто вызывает аллергии, нельзя применять лицам с дерматитами, экземами и чувствительной кожей. Плохо удаляется с места нанесения. Гидрофилизация с вазелином путем сплавления с ланолином повышает абсорбцию лекарственных веществ из мазей, но не устраняет указанные недостатки. Зарубежный аналог называется Petrolatum. В России петролатом называют тугоплавкий аналог вазелина (температура плавления = 60°C).
Парафин (Parafinum) - смесь предельных высокоплавких углеводородов с температурой плавления 50-57°C. Белая жирная на ощупь масса. Используется как уплотнитель мазевых основ.
Вазелиновое масло (Oleum vaselini seu Parafinum liquidum) - смесь предельных углеводородов с С10 ÷ С15. Бесцветная маслянистая жидкость, смягчающая мазевые основы. Смешивается с жирами и маслами (за исключением касторового) и обладает всеми недостатками вазелина.
Озокерит (Ozokeritum) - воскоподобный минерал темно-коричневого цвета с запахом нефти. В химическом отношении это смесь высокомолекулярных углеводородов. Содержит серу и смолы. Температура плавления 50-65°C. Применяется как уплотнитель.
Церезин (Ceresinum) - Очищенный озокерит. Аморфная бесцветная ломкая масса с температурой плавления 68-72°C. Применяется как уплотнитель.
Искусственный вазелин (Vaselinum artificiale) - сплавы парафина, озокерита, церезина в различных соотношениях. Наиболее качественным является искусственный вазелин с церезином.
Нафталанская нефть (Naphthalanum liquidum rafinatum) - густая сиропооразная жидкость чёрного цвета с зеленоватой флюоресценцией и специфическим запахом. Хорошо смешивается с жирными маслами и глицерином. Оказывает местное анестезирующее и антимикробное действие. Для получения мазевой основы уплотняется парафином или вазелином. Используется в таких формах как, например, мазь нафталанская.
Полиэтиленовые или полипропиленовые гели.
Представляют собой сплав полиэтилена или полипропилена при низком или высоком давлении с минеральными маслами. Достаточно индифферентны, совместимы с рядом лекарственных веществ. Могут использоваться для мазей поверхностного действия.
Силикон-содержащие безводные основы.
Их обязательным компонентом являются поли-органо-силоксановые жидкости (ПОСЖ). ПОСЖ имеют названия: эсилон-4 (степень конденсации=5) или эсилон-5 (степень конденсации=12). Их применяют как составной компонент сложных мазевых основ. Образуют однородные сплавы с вазелином или ланолином безводным. Хорошо смешиваются с жирными и минеральными маслами.
Силиконовые основы получают двумя способами: сплавлением силиконовой жидкости с другими гидрофобными компонентами, либо загущением силиконовой жидкости аэросилом. В качестве основы используется эсилон-аэросильная основа состава: эсилон-5 - 84 части, аэросила - 16 частей. По внешнему виду это бесцветный прозрачный гель.
Достоинства: высокая стабильность, отсутствие раздражающего действия, не нарушает физиологических функций кожи.
Недостатки: медленно высвобождает лекарственные вещества, может использоваться только для мазей поверхностного действия. Также вызывает поражение конъюнктивы глаза, поэтому не может использоваться в глазных мазях [11].
Гидрофильные мазевые основы.
Гидрофильные мазевые основы - мазевые основы, применяемые для производства лекарственных форм, обладающих в основном гидрофильными свойствами. Гидрофильность - способность смешиваться с водой или растворяться в ней. В эту группу объединены основы, в составе которых отсутствуют жировые компоненты.
Достоинства: возможность введения значительного количества водных растворов лекарственных веществ, легко высвобождают лекарственные вещества и обеспечивают их высокую биологическую доступность, легко удаляются с места нанесения и смываются водой.
Недостатки: микробная контаминация (не относится к ПЭО), быстро высыхают (не относится к ПЭО), не совместимы с рядом лекарственных веществ, подвержены синерезису [1].
Желатино-глицериновый гель - состав: желатин (1-3%), глицерин (10-30%). Представляет собой прозрачную, желтоватого цвета массу, легко разжижается при втирании в кожу. Применяется для изготовления защитных мазей, кожных клеев, застывает на коже в виде пленки. Наносится на руки в расплавленном состоянии. Используется при изготовлении таких препаратов, как паста Хиот, паста Унна.
Коллагеновые гели. Коллаген - Collagenum является биоадекватным полимером и представляет собой основной белок соединительной ткани. Получают его из кожи крупного рогатого скота (используют отходы кожевенной промышленности). В концентрации 2-5% при набухании в воде образует вязкие прозрачные гели. Оптимальными реологическими свойствами обладают гели коллагена в концентрации 3%. Достоинства: нетоксичность, всасывается и полностью утилизируется организмом, хорошо высвобождает лекарственные вещества, обладает сорбционной способностью, репаративными свойствами, применяется в технологии мазей для лечения ран. Гели подвержены высыханию. Для предотвращения этого, к ним добавляют до 2% глицерина.
Фитостерин получают из хвойной древесины. Основной компонент: β-стерин. По своему строению он близок к холестерину. Обладает и свойствами холестерина - 1 часть фитостерина способна удерживать до 12 частей воды. Это белая сметанообразная масса, легко наносимая на кожу, хорошо переносится и рекомендуется лицам с чувствительной кожей.
Эфиры целлюлозы. В качестве
мазевых основ могут использоваться гели
метил-целлюлозы (МЦ) и натрий-карбокси-метил-
Достоинства: отсутствие раздражающего и сенсибилизирующего действия, безвредность; возможность использования доя получения сухих мазей-концентратов; обладают мягкой осмотической активностью и используются в мазях для лечения ран.
Недостатки: несовместимы со многими лекарственными веществами (резорцин, танин, йод, соли тяжелых металлов и др.)
Полиэтиленоксиды (ПЭО) - это продукт полимеризации окиси этилена в присутствии щелочи. Различают летучие (ПЭО-400) и твердые (ПЭО-1500; ПЭО-4000). Консистенция зависит от степени полимеризации. В качестве основ для мазей используют сплавы ПЭО-400 и ПЭО-1500. Оптимальными реологическими свойствами обладает сплав в соотношении 8: 12.
Достоинства: индифферентность, устойчивость к действию тепла и света, не нарушают физиологические функции кожи, легко высвобождают ЛВ и обеспечивают их высокую биодоступность.
Недостаток: обезвоживание слизистых оболочек. Обладают высокой осмотической активностью. Наиболее значимы по сравнению со свеми имеющимися полимерами. Используются в мазях для лечения гнойных ран (Левомеколь, Левосин и др.)
Редкосшитые акриловые полимеры (РАП) являются сополимерами акриловой кислоты с полиалкил-полиэфирами многоатомных спиртов. За рубежом они называются карбополы или карбомеры. В России выпускаются под маркой "Ареспол" или "мАРС-06". Образуют вязкие прозрачные однородные гели с максимальной величиной вязкости в интервале рН=5-9. Легко высвобождают лекарственные вещества, обеспечивают их высокую биодоступность. Всасываются через кожу и обеспечивают пролонгированный эффект.
Бентониты (Bentonitum) - природные неорганические полимеры. Относятся к глинистым материалам. Способны образовывать на коже пленку, которая быстро высыхает. Используются в защитных мазях. Имеют сложный состав - это алюмо-гидро-силикаты, содержат ионы К , Na , Mg , Ca которые способны участвовать в ионообменных реакциях, что позволяет получить системы с заданными свойствами. Бентониты (особенно их натриевые соли) обладают большой набухающей способностью. Получены также полусинтетические 3-этанол-аминовые бентониты.
Достоинства: их большая индифферентность, стабильность, способность поглощать эксудат. Легко высвобождают лекарственное вещество, обеспечивают его всасывание и также могут использоваться для получения сухих мазей-концентратов.
Недостатки: высыхают. Для предотвращения этого вводят до 10% глицерина. Так, известна основа состава: бентонит (13-20%), глицерин (10%), вода (70-77%).
Гели поливинилпиролидона (ПВП) - бесцветный аморфный гигроскопичный порошок, растворимый в воде, глицерине, ПЭО. Водные растворы ПВП изменяют цвет при хранении и подвергаются микробной контаминации. Хорошо смешиваются с ланолином, простыми и сложными эфирами, касторовым маслом, производными целлюлозы и силиконовыми жидкостями. В концентрации до 20% используется для приготовления основ.
Гели поливинилового спирта (ПВС) - порошок белого или желтоватого цвета, не растворимый в этиловом спирте. В воде и глицерине растворим при нагревании. Водные растворы характеризуются высокой вязкостью. Для получения мазей используют 15% гель [11].
Дифильные мазевые основы.
Дифильные мазевые основы - мазевые основы, предназначенные для изготовления лекарственных форм, сочетающих в себе свойства гидрофильных и гидрофобных основ.
Это искусственно созданные системы, обладающие одновременно гидрофильными и гидрофобными свойствами. Обязательным компонентом является эмульгатор (ПАВ), который обеспечивает высвобождение и всасывание лекарственных веществ. Дифильные основы способны инкорпорировать как жиро - так и водорастворимые вещества. Обладают мягкой консистенцией и легко распределяются по поверхности кожи и слизистых оболочек. Делятся на 2 группы - абсорбционные и эмульсионные. [1].
При добавлении к абсорбционной основе воды, образуются эмульсионные основы. В зависимости от природы основы, физико-химических свойств ПАВ и величины гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), эмульсионные основы делят на две группы:
1) Эмульсионные основы I рода, типа м/в. Образуются при определённых соотношениях гидрофильных компонентов с ПАВ (ГЛБ=13÷15) и водой. Например, основы, содержащие эмульгаторы твин-80, эмульгатор № 1, мыла одновалентных металлов.
2) Эмульсионные основы II рода типа в/м. Состоят из гидрофобных веществ с ПАВ (ГЛБ=3÷6) и воды. Например: основа Кутумовой: вазелин (6) + эмульгатор Т-2 (1) + вода (3), сплав вазелина с ланолином водным, эмульсионная основа с пентолом: вазелин (38) + Pentholi (2) + вода (60).
1.2 Аппаратура, используемая в производстве мазей.
Правильный выбор оборудования является одним из важнейших вопросов организации современного промышленного производства. Надежное, оптимально подобранное и хорошо зарекомендовавшее себя оборудование во многом определяет качество выпускаемого продукта, его конкурентоспособность, а также является гарантией успешного развития производства в целом.
Вакуумный реактор. Вакуумный реактор - двутельный (трехслойный) пароварочный (элекрообогреваемый) закрытого типа с двигателем, редуктором, рамной мешалкой предназначен для перемешивания и растворения компонентов вязких продуктов (например, расплавленных мазевых основ). Вакуумный реактор представляет собой вертикальный двутельный сосуд с паровой рубашкой и термоизоляцией. Снабжается перемешивающим устройством с рамной мешалкой. Внутренняя колба варочного котла изготавливается из нержавеющей стали. Наружная - сталь 3, нержавеющая сталь. Предусмотрены различные виды крепления аппарата [12].
Рис.1 Устройство реактора-смесителя.
1-корпус, 2 - крышка, 3,4,5 - мешалки, 6 - паровая рубашка.
Для расплавления основы и ее транспортировки используются специальные устройства, например, электропанель для плавления мазевых основ. Она представляет собой воронку с фильтром и кожухом, снабженную нагревательным элементом, получающую питание от сети переменного тока. Воронка помещается в емкость с основой и плавит ее.
При необходимости основу фильтруют и по обогреваемому трубопроводу переводят в варочный котел или смеситель [4].
Рис.2 Устройство электропанели для плавления мазевых основ: 1-емкость с мазевой основой, 2 - воронка с фильтром и кожухом, 3 - нагревательные элементы, 4 - шланг для передачи мази в емкость, 5 - источник переменного тока.
Для гомогенизации мазей используются несколько типов аппаратов.
Жерновая мельница имеет два жернова, верхний отлит вместе с загрузочной воронкой, неподвижен, нижний вращается в горизонтальном направлении. На поверхности жерновов имеются бороздки, более глубокие в центре, у краев исчезающие. Мазь гомогенизируется в просвете между жерновами и выдавливается к краям, где с помощью скребка собирается в приемник. Степень дисперсности частиц в мази определяется расстоянием между жерновами. Производительность мельницы 60-80 кг/ч.
Рис.3 Жерновая мельница
Валковые мазетерки имеют два или три валка с гладкой поверхностью, вращающиеся навстречу друг другу с разной скоростью, что обеспечивает переход мази с вала на вал и увеличивает трение между ними [4].
Рис.4 Трехвальцовая мазетерка: 1 - валки, 2 - бункер, 3 - направляющий желоб.
Гомогенизаторы - диспергаторы (производитель завод Прогресс) предназначены для многокомпонентного диспергирования нерастворимых сред с целью получения эмульсий и суспензий, в т. ч. для особо вязких продуктов.
Рис.5 Устройство гомогенизатора-диспергатора
Перекачиваемая гомогенизатором среда подводится к всасывающему патрубку и отводится из напорного патрубка под воздействием подпирающего давления. Крупнозернистые частицы смеси, подлежащие гомогенизации, попадают на крыльчатку агрегата, затем, получив ускорение, попадают на гомогенизирующий узел. В гомогенизирующем узле происходит их раздробление между вращающимся и стационарным калибровочными цилиндрическими ножами ротора и статора. Вращающийся и стационарный калибровочные ножи исполнены в виде колец с отверстиями. Попадающие на гомогенизирующий узел частицы выдавливаются крыльчаткой под воздействием давления, созданного центробежной силой, и проходят через отверстия. Так как частота вращения крыльчатки и одного из колец 3000 об/мин., происходит постепенное срезание (раздробление) подвижной частью кольцевого ножа (каждым отверстием вращающейся части) массы по мере ее продвижения [12].
Гомогенизатор роторно-пульсационный позволяет одновременно производить диспергирование, гомогенизирование и перекачивание продукта с повышением давления на выходе. Специальная конструкция гомогенизатора (две рабочие камеры), специальная геометрия корпуса (с отсутствием “мертвых зон”) и вращающихся рабочих частей обеспечивает высокую производительность. Гомогенизатор обладает высокой производительностью, позволяет получать высокостабильные эмульсии и суспензии, обеспечивает степень гомогенизации 80%, размер частиц до 2 мкм. Может быть встроен в уже существующие линии [12].
Линия для производства стерильных мазей.
Рис.6 Линия для производства стерильных мазей
Линия состоит из плавильного котла (смесителя), гомогенизатора и стерилизатора. Плавильный котел (смеситель) многослойный, с ТЭНами или паровой рубашкой, с многолопастной мешалкой, с фторопластовыми скребками, крышка котла подъёмная, сдвигающаяся с люком на эксцентрике, мешалка и скребки быстросъемные, выгрузка снизу, с преобразователем частоты вращения обеспечивающем скорость вращения от 10 до 200 об/мин, пульт управления. Зачистка швов по GMP. Стерилизатор для приготовления готовой мази многослойный, с термоизоляцией, с рубашкой нагрева паром или ТЭНами, с многолопастной мешалкой, с фторопластовыми скребками, крышка котла с сальниковым уплотнением, скребки быстросъемные, с механизмом подъема, выгрузка снизу, с преобразователем частоты вращения обеспечивающем скорость вращения от 10 до 200 об/мин, манометр, термометр, термопара, штуцера №1,2 со стеклом, штуцера для сброса давления, аварийный штуцер для сброса давления, штуцер с фильтром, для воздуха, для подачи воды, пульт управления. Зачистка швов по GMP, а также фильтр, гомогенизатор, насос НСУ.
Принцип работы: в плавильный котел загружаются (через крышку) компоненты для приготовления мазевой основы. В нем масса нагревается и тщательно перемешивается. Готовая смесь гомогенизируется и через фильтр, который задерживает все механические включения и другие включения, поступает в стерилизатор. В этом аппарате под давлением, при заданной температуре и постоянном перемешивании в течение определенного количества времени происходит стерилизация мази. Готовая масса насосом перекачивается в тубонаполнительную машину [7].
1.3. Современная упаковка мазей.