FARMACEVTSKO TEHNOLOŠKE OPERACIJE Flashcards
Delitev farmacevtsko tehnoloških operacij
Sprememba je le fizikalna in
ne kemična.
*preglednica v skripti na str. 42
Kaj je sejanje?
Ločevanje trdnih snovi po velikostih s pomočjo sit (2.1.4 Sieves), poenotenje velikosti delcev, tudi za preverjanje
ustrezne velikosti delcev (Sieve test - sejalni preizkus). Porazdelitev delcev od največjih do najmanjših - sita zlagamo
enega na drugega tako, da so sita z največjimi odprtinami najvišje in damo na stresalnik. Sito 180 → 180μm je velikost
pore. Pri zelo homogenem prašku ostane na situ skoraj 100%.
Kaj je filtriranje in v kakšne namene ga uporabljamo?
Filtriranje je proces ločevanja/odstranjevanja trdne snovi, tekočine ali plina iz tekočine ali plina, temelji na velikosti
delcev. V farmacevtski industriji filtriramo tekočine in pline za različne namene, na primer:
za pridobivanje vode, zraka in plinov v proizvodnji zdravil
pri fermentaciji za pridobivanje antibiotikov, hormonov, encimov, aminokislin, krvnih nadomestkov, alkohola
v proizvodnji oftalmikov
v proizvodnji parenteralnih raztopin velikih volumnov (LVPs - Large volume parenterals, gre za enoodmerne
oblike volumna od 100 ml do 3-5L)
pri pripravi parenteralnih raztopin majhnih volumnov (SVP - Small volume parenterals, gre za raztopine
volumna od 20 ml nepolnjene v viale, injekcijske brizge, ampule).
Kakšni pogoji dela morajo biti pri fitriranju?
ASEPTIČNI POGOJI DELA
Surovine, posode, zrak, obleke in delovne površine morajo biti sterilne. Zrak se filtrira skozi HEPA filtre (več plasti
filtrov, ki zadržijo 99,99% delcev, npr. prašni delci, MO) in zagotavlja aseptične pogoje. V teh prostorih se z dodatkom
zraka ustvarja nadtlak: zrak izhaja skozi odprtine iz stropa in izhaja skozi vrata (od bolj čistega okolja proti manj čistemu
okolju).
V industriji vedno filtrirajo vodo, pomembni sta tudi filtracija zraka in plinov (v aseptičnih pogojih).
VRSTE FILTRACIJ
Makrofiltracija (> 50 m)
Mikrofiltracija (0,1mm - 10mm)
Ultrafiltracija (103-106 daltonov)
Nanofiltracija (>103 daltonov)
Reverzna osmoza (102 daltonov) - temelji na difuziji vode, voda prehaja v obratno smer od gradienta
koncentracije
MATERIALI ZA FILTRE
Poliamid
Derivati celuloze: nitroceluloza, acetat celuloze
Polikarbonatni filtri
Politetrafluoroetilen
Polisulfonski polimeri
Steklo
Keramika
Izmed razpoložljivih materialov izberemo tiste, ki nam najbolj ustrezajo glede na lastnosti plinov in tekočin, ki jih
filtriramo (pH, močljivost, velikost por, adsorptivnost in…).
membranski/globinski filtri
MEMBRANSKI FILTRI - princip sejanja, imajo
določeno velikost por, ki zadrži delce, večje od te velikosti
GLOBINSKI FILTRI - princip adsorpcije, polimerna vlakna zadržijo posamezne delce (zadrži manjše delce, tudi pirogene) - uporablja se za izdelavo parenteralnih FO
V določenih primerih lahko kombiniramo oba tipa filtrov (najprej čez membranske filtre, nato še čez globinske)
FIZIKALNI POJAVI, KI OMOGOČAJO LOČEVANJE in načini ločevanja, ki so povezani z njimi
Pri ločevanju delcev izkoriščamo različne fizikalne lastnosti disperzij, kot so: parni tlak, velikost delcev, topnost,
gostota…).
DIFUZIJA - deluje na osnovi
koncentracijskega gradienta, odstranimo
tiste delce ki lahko prehajajo skozi
membrano
ULTRAFILTRACIJA - ustvarimo določen
pritisk, ki potisne našo snov skozi filter
OSMOZA - potiska vodo v predel, kjer je
večja koncentracija topljenca (preko
polprepustne membrane
*shema v skripti na str. 43 (kaj lahko filtriramo na te načine)
Kaj je mešanje, kaj nastane po njem in kaj vpliva nanj?
- Mešanje je lahko proces emulgiranja, raztapljanja ali dispergiranja praška v tekočem mediju.
- Z mešanjem zagotovimo
tudi homogenost praškaste zmesi. - V proizvodnji je to proces s katerim želimo učinkovito izdelati stabilno disperzijo z
ustrezno kakovostjo. - Je tehnološki proces, katerega cilj je enakomerna (homogena) porazdelitev vseh sestavin, ne da bi se kemijsko ali fizikalno spremenile (izenačevanje koncentracijskih in temperaturnih razlik).
- Po mešanju dveh med seboj
nemešajočih faz nastane po dodatku ustreznih pomožnih snovi večfazni
disperzni sistem npr. emulzija ali suspenzija. - Na učinek mešanja vplivajo:
Lastnosti materiala, ki ga mešamo
Vrsta mešalnega sistema
Verjetnost, da 200 delcev tvori idealno zmes je 1:1060.
PARAMETRI, KI VPLIVAJO NA LASTNOSTI ZMESI
Nasipni kot
Pretočnost
Zbita gostota
Velikost in distribucija delcev
Kohezijske in adhezijske sile
Aglomeracija
Krhkost
Abrazivnost
Eksplozivnost
Sestava materiala
Površinske lastnosti
Vsebnost vlage v trdnih snoveh
Gostota, viskoznost in površinska napetost
tekočin
Temperaturne omejitve snovi
Pri mešanju praškov moramo opredeliti:
Lastnosti prahov: velikost, porazdelitev velikosti, oblika delcev, vlaga in statični naboj, površinske lastnosti
Vrsto mešalnika glede na želeni proces mešanja
Napolnjenost mešalne posode
Čas mešanja
Število vrtljajev na minuto
Pravilna izbira teh parametrov vpliva na stopnjo homogenosti zmesi. Zmotno je namreč mnenje, da homogenost zmesi
dosežemo samo z nekoliko podaljšanim časom mešanja.
Kaj so disperzije, kako so sestavljene, katere poznamo?
FO so pogosto disperzije - mešanice vsaj dveh snovi, kje je ena snov dispergirana v drugi fazi. Dispergirana faza in
disperzni medij sta lahko trdna, tekoča ali plinasta. Med disperzije pomembne v FO spadajo suspenzije, emulzije in
geli. Emulzija je zmes dveh med seboj nemešajočih se tekočin, medtem ko je suspenzija zmes trdne snovi, netopne v
zunanji fazi. Geli so poltrdni sistemi, pri katerih je gibanje tekočine omejeno s 3D rešetko.
Kaj je pozitivno in negativno mešanje in kaj nevtralna zmes?
POZITIVNO MEŠANJE - s časom pride do nastanka popolne zmesi (mešanje plinov ali mešajočih se tekočine)
NEGATIVNO MEŠANJE - po končanem mešanju se komponente zmesi ločijo pri vseh dvofaznih sistemih z različnimi
gostotami (suspenzija trdnih delcev v tekočini)
NEVTRALNA ZMES - če na sistem ne delujejo zunanje sile, ne pride niti do mešanja, niti do segregacije
Enačba stopnje mešanja
𝑀 = 𝑆𝑟/𝑆𝑎𝑐𝑡
M stopnja pomešanja, Sr standardna deviacija homogene naključne zmesi, Sact standardna deviacija zmesi, ki še ni popolnoma homogeno pomešana
Nižja kot je vsebnost aktivne komponente v zmesi, težje je doseči dovolj nizko deviacijo vsebnosti. Več kot je delcev v zmesi, manjšo deviacijo lahko pričakujemo.
Zakaj moramo spremljati mešanje praškov?
da ugotovimo stopnjo zmešanja
spremljamo proces (potek) mešanja
ugotovimo končno točko mešanja
določimo čas mešanja določene zmesi
ugotovimo učinkovitost mešalnika
PRINCIPI MEŠANJA PRAHOV
KONVEKCIJSKO GIBANJE z vsiljeno
menjavo mest sosednjih delcev, kot ga
srečamo v napravah z gibljivim
mešalom (omogoča stresanje zmesi kar
povzroči gibanje večjih skupkov zmesi)
DIFUZIJSKO GIBANJE je porazdelitev
delcev na novo nastalih površinah npr.
v mešalnih bobnih (ob začetku mešanja
zmes dilatira, delci naključno potujejo v različnih smereh z difuzijo)
STRIŽNO GIBANJE je povezano z zmanjšanjem velikosti delcev, pregradami
ali vrtečimi ali drsnimi elementi npr. krogljice v krogljičnem mlinu (pride
do premikanja navideznih plasti zmesi ene ob drugo)
ŠARŽNO MEŠANJE
Proizvodne količine so majhne
Potreben je natančen nadzor zmesi
Na eni liniji izdelujemo različne zmesi
Lastnosti sestavin se spreminjajo, potrebne so kompenzacije pri vsaki šarži
KONTINUIRANO MEŠANJE
Količine izdelka so velike
Potrebna je velika hitrost proizvodnje zmesi
Natančno poznavanje lastnosti “ni bistveno”
Posledice SEGREGACIJA-RAZMEŠANJE
Razlike v gostoti delcev
Velikosti delcev
Obliki delcev
Vrste mešalnikov
-MEŠALNIKI S PREVRAČANJEM (tumbling, V MEŠALNIK (šaržno mešanje), GRAVITACIJSKI (vrti se posoda))
- MEŠALNIKI S PRETRESANJEM, KONVEKCIJSKI (agitator)
- HITROVRTEČI MEŠALNIK/GRANULATOR
- SILOS (GRAVITACIJSKI, MEHANSKI)
- PNEVMATIČNI MEŠALNIKI (vrtinčno slojni mešalnik)
MEŠALNIKI S PREVRAČANJEM
MEŠALNIKI S PREVRAČANJEM (tumbling, V MEŠALNIK (šaržno mešanje), GRAVITACIJSKI (vrti se posoda)):
večinoma je mešanje difuzijsko, za mešanje je odgovorna predvsem gravitacija (prahovi kaskadirajo znotraj
rotirajočega vsebnika). Namenjeni so doseganju homogenosti zmesi prahov - do 98% homogenost, na kar
vplivata napolnjenost mešalnika in hitrost vrtenja. Lahko
imajo komponente, ki omogočajo razpad aglomeratov.
Najbolj primerni so za zmesi z znano sestavo in za prosto
tekoče prahove brez segregacije.
MEŠALNIKI S PRETRESANJEM, KONVEKCIJSKI
MEŠALNIKI S PRETRESANJEM, KONVEKCIJSKI (agitator):
mešanje je posledica naključnega gibanja delcev skozi
mešalnik. Odvisno od hitrosti vrtenja in geometrije mešanja,
se lahko mešanica zmeša na podlagi strižnih sil ali fluidizira.
Kombinacija mehanizmov mešanja da efektivno zmešano
zmes. Primerno za mešanje enkratnih volumnov praškastih
zmesi ali kontinuiranega dodajanja zmesi.
SILOS (GRAVITACIJSKI, MEHANSKI)
priročna in ekonomična
metoda za mešanje velikih količin prosto pretočnih praškov.
Večcevna zgradba omogoča nastanek hitrostnih gradientov
znotraj silosa. Kapacitete med 5m3 in 200m3. Nizka poraba E.
PNEVMATIČNI MEŠALNIKI
(vrtinčno slojni mešalnik): zrak ali
plin z visokimi hitrostmi prehajata v silos od spodaj ali od strani.
Za mešanje praškov ki ob areaciji ekspandirajo. Trdni delci
zaradi sile vpihanega zraka zalebdijo, zaradi povišane hitrosti
zraka in nastanka vrtincev se delci mešajo med seboj. Mešanje
kontroliramo s prilagajanjem zračnega pritiska, hitrosti
pulziranja in on/off fazami.
Kaj obsega mešanje fluidov?
Mešanje fluidov obsega mešanje tekočin med seboj, mešanje plinov s tekočinami in mešanje trdnih snovi s tekočinami.
MEŠANJE MEŠLJIVIH TEKOČIN - kaj mešamo in kako
Mešanje dveh ali več tekočin
Mešanje izvajamo z mešali, ki vstopajo od zgoraj ali s strani
Turbinski mešalnik
Statični mešalnik
MEŠANJE NEMEŠLJIVIH TEKOČIN - kaj omogoča, kaj uporabljamo
Omogoča nastanek bolj ali manj
stabilnih emulzij
Uporabljamo turbinske mešalnike, ki
omogočajo veliko povečanje površine
komponent
Uporabljamo mešala, ki povzročijo velik
strig
Uporabljamo aksialno in radialno mešanje
Za izdelavo stabilnih emulzij uporabljamo
mešalnike z velikim strigom
Hitri laboratorijski mešalnik (na dnu se ne sme
ustvariti pogača, ker je ne moremo zdrobiti -
pomembna je viskoznost, nastavki morajo
ustvariti laminaren tok, niso namenjeni le
mešanju tekočin, ampak tudi izdelavi emulzij
in suspenzij).
MEŠANJE TEKOČIN IN SUSPENZIJ - kateri mešalniki
Aksialni mešalnik
Radialni mešalnik
Mešanje s strani
Turbinski mešalnik
Statični mešalnik
MEŠANJE ZELO VISKOZNIH KOMPONENT - vrste mešanja, kako poteka mešanje, kateri mešalniki
DISPERZIJSKO MEŠANJE je definirano kot razbijanje aglomeratov do
osnovnih delcev, ki so lahko trdni ali kapljice drugih nemešljivih tekočin
DISTRIBUCIJSKO (PORAZDELITVENO) MEŠANJE, pri tem pride do
enakomerne porazdelitve vseh komponent v zmesi in je odvisno od tega,
kako se komponente deformirajo v mešalniku
KONVEKCIJSKO MEŠANJE poteka zaradi striga, gnetenja in raztegovanja
snovi in povzroči reorientacijo
dispergiranih komponent v zmesi
Mešanje komponent poteka z mehanskim
posegom s strigom oziroma s podaljšanjem toka ogrodja (disperznega sredstva) v katerem se
dispergira druga komponenta.
Valjčni mlin
Mešalniki z izmenljivo posodo
Mullerjev mešalnik
Mešalnik z iztiskanjem
MEŠANJE POLTRDNIH SNOVI - kateri mešalniki
Planetarni mešalnik
Mešalnik z mešalom v obliki črke S (sigmoidni)
S katero enoto izražmo trdnost snovi?
Mohs, 3 (smukec)-10(diamant)
Zakaj uporabljamo mletje?
Primarno uporabljamo mletje za
zmanjševanje velikosti delcev in za
povečanje površine ter s tem
povezanim izboljšanjem raztapljanja
zdravilnih učinkovin. Pri mletju lahko
pride do sprememb v kristalni
strukturi (npr. digoksin). delci morajo biti ustrezne velikosti, da imajo ustrezno površinsko energijo. Želimo zagotavljati ozko
porazdelitev velikosti delcev z znanimi
lastnostmi.
Na kaj vpliva velikost delcev zdravilne učinkovine?
učinkovitost mešanja učinkovine s pomožnimi snovmi
stisljivost tabletirne mase
pretočne lastnosti prahov in
lastnosti suspenzij
Pogosto v zadnji stopnji proizvodnje zdravilne učinkovine uporabljamo mletje z namenom:
normalizacije velikosti delcev med serijami
zožanja porazdelitve velikosti delcev (doseganje boljših pretočnih lastnosti) ali
priprave delcev podobne velikosti kot so delci pomožne snovi (mletje granul)
ciljanja dostave ZU (praški za inhaliranje)
Velikost delcev v praških za inhalacijo
Praški za inhalacijo za dostavo učinkovine v pljuča morajo biti ustreznih dimenzij, običajno med 1 in 6 μm, da lahko dosežejo ciljano področje v pljučih, kar lahko zagotovimo z nadzorovanim mletjem.
KOKRISTALI - kaj so, kakšne so prednosti izdelave z mletjem, kako jih pripravimo z mletjem
Kokristali so so kristalinične snovi, sestavljene iz najmanj dveh
različnih komponent (atom, molekula, ion), ki sta (so) povezani z medmolekulskimi interakcijami.
Mletje kot
alternativna metoda pripravi kokristalov iz raztopine ponuja določene prednosti:
z mletjem se lahko izognemo tvorbi solvatov, ki so v prizvodnji kokristalov nezaželeni, prav tako pa se izognemo
težavam s topnostjo komponent v toplih za kokristalizacijo
zaradi odsotnosti topil pa je ta metoda favorizirana tudi z okoljskega vidika
Kokristale lahko pripravimo s suhim mletjem ali pa z dodatkom tekočine (na ta način pripravimo kokristale piracetama
s citronsko oziroma vinsko kislino), tvorba kokristalov pa je hitrejša v primeru mletja z dodatkom minimalne količine
tekočine
Mehanizem drobljenja (3)
Attrition - obraba
Cleavage - ceplenje
Fracture - lom
Pri mletju se energija porablja tudi za:
elastično deformacijo delcev
plastično deformacijo delcev brez loma
deformacijo delcev, ki povzroči nastanek razpok
deformacijo delov mlina
trenje med delci
trenje med delci in stenami posode
toploto
zvok
vibracije
METODE ZMANJŠANJA VELIKOSTI DELCEV
MLIN REZALNIK
MLINI NA PRINCIPU STISKANJA (end runner, edge
runner, terilnica)
MLINI NA UDAREC
MLIN Z IGLAMI (mletje z obrabo in udarjanjem)
KROGLIČNI MLIN (zmanjšanje delcev z obrabo in
udarjanjem)
VIBRACIJSKI MLIN
MLIN Z VALJI (mletje z
obrabo)
MLIN NA ZRAČNI TOK
(mletje z obrabo in
udarjanjem)
KRIOGENO MLETJE (mlin za drobljenje konstantno ohlajamo s
tekočim dušikom med mletjem - tako ohranimo občutljive
sestavine)
KOLOIDNI MLINI (naprava za reduciranje velikosti delcev
trdnih snovi v suspenziji ali kapljic tekočine v drugi tekočini),
delujejo na principu rotor-stator, rotor se vrti pri visokih
hitrostih (2000 - 18000 obratov na minuto) pri čemer
nastanejo visoke strižne sile, ki zmotijo strukturo tekočine.
Pogosto se uporabljajo za stabilizacijo emulzij in
suspenzij ali za zmanjšanje velikosti delcev.
Visoke strižne sile vodijo v nastanek manjših
delcev (do 1μm), ki so bolj odporni na
separacijo faz pri emulziji.
HIGH-SHEER DISPENSER oz. ULTRA-THURRAX
(rotor stator sistem, podoben koloidnim
mlinom), sestavljen iz koaksialnih obročev.
Tekočina vstopi v središču in jo poganja rotor,
tako tekočina prehaja skozi sistem in se ji
hitrost večkrat zniža in zviša - to povzroči
visoke tangentne sile. Hitrosti dosežejo
lahko 20000 obratov na minuto.
MOKRO MLETJE (nastanek nanodelcev
Zakaj in kdaj uporabljamo sušenje?
V suhem stanju je manjša verjetnost za razrast MO, oksidacije, hidrolize.
Sušenje je pogosta operacija v proizvodnji
surovin in trdnih farmacevtskih oblik.
Kako poteka sušenje?
Najpogosteje odstranjujemo vodo, redkeje organska topila.
1 dovajanje energije iz zunanjega vira do topila
2 evaporacija ali sublimacija topila (pretvorba topila v paro)
3 odstranjevanje topila v parni fazi
Katera topila ne smejo
biti uporabljena v izdelavi ZU, ekscipientov in FO?
Zaostala topila iz Razreda 1 (benzen, ogljikov tetraklorid, 1,2-dikloroetan, 1,1-dikloroeten, 1,1,1-trikloroetan).
- zaradi njihove nesprejemljive toksičnosti oz. škodljivega delovanja na
okolje.
V primeru, da je cilj uporabe teh topil izdelava FO s signifikantnim terapevtskim delovanjem in je izbira teh topil neizogibna, morajo količine teh zaostlih topil ustrezati predpisom.
Topila iz Razreda 2
Topila iz Razreda 2 morajo biti v ZU, ekscipientih in FO omejena, zaradi njihove toksičnosti. Primeri: acetonitril,
klorobenzen, kloroform, cikloheksan, heksan, metanol…
Topila iz Razreda 3
- manj toksična in predstavljajo nižje tveganje za zdravje
- še ni študij o njihovem vplivu ob dolgotrajni izpostavljenosti
- Primeri: ocetna kislina, aceton, heptan, butanol,
butilacetat, dimetil sulfoksid, mravljična kislina, etilacetat, etanol, propanol
Kako izražamo vsebnost vlage?
Vsebnost vlage izražamo kot kg vode v 1kg suhe snovi
Kako se pojavlja voda v vlažnem vzorcu?
nevezana
vezana (adsorbirana, kapilarna, kristalna) - kapilarna voda je
imobilizirana in ujeta v zelo majhnih porah v kristalih gline (zadržujejo
jo kapilarne sile)
RELATIVNA VLAŽNOST/ VSEBNOST VLAGE PRI KONSTANTNI T
*enačbi v skripti na str. 49
Treba je razlikovati med vsebnostjo vlage in relativno vlažnostjo zraka (Mollierov diagram)
Kapaciteta vodne pare je odvisna od temperature zraka.
SESTAVA SUHEGA ZRAKA, molska masa plinske zmesi, izračun gostote
Zrak je mešanica plinov, predvsem kisika (21%) in dušika (78%). Oba sta
diatomarna. Molska masa suhega zraka je 28,9647 g/mol.
p=P/RT
Adsorbent, Adsorbat, Adsorpcija ≠ absorpcija
Adsorbent: substanca na kateri površini se adsorpcija dogaja (aktivirano oglje, silikagel)
Adsorbat: substanca katere molekule se adsorbirajo na površino adsorbenta
Adsorpcija ≠ absorpcija: pri absorpciji se molekule substance enakomerno porazdelijo v bulk fazi druge substance, pri
adsorpciji pa so molekule adsorbata prisotne na površini adsorbenta v visokih koncentracijah. Do adsorpcije pride, ker imajo molekule na površini adsorbenta pomanjkanje vezi, zato je energetsko ugodno, da se nanje adsorbirajo molekule adsorbata.
Na adsorpcijo vplivajo:
narava adsorbenta in adsorbata
velikost površine adsorbenta
aktivacija adorbenta
pogoji (T, p)
Fizikalna vs. kemijska adsorpcija
*preglednica v skripti str. 50
Nasprotni proces od adsorbcije?
Desorpcija.
STOPNJE ADSORPCIJE
*skica v skripti str. 50
Izbira metode sušenja je odvisna od:
Občutljivosti snovi, ki jo sušimo na povišano temperaturo (termolabilnost)
Fizikalnih lasnoti snovi
Narave tekočine, ki jo odstranjujemo
Velikost vzorci
Potrebe po aseptičnih pogojih
Vira toplote
Glede na način sušenja ločimo tri glavne skupine snovi:
Zrasti (granularni) materiali: trdne snovi v obliki individualnih delcev velikosti 0,05 do 5mm
Pastozni materiali: trdne snovi zmešane s tekočino, z velikostjo delcev 0,1-50μm
Raztopine in suspenzije: trdne snovi v tekočini, v obliki finih (10-50μm), ultra finih (0,1-10μm) in koloidnih
suspenzij (<0,1μm).
TEŽAVE PRI SUŠENJU
Med sušenjem se lahko temperatura in vsebnost vlage v zraku za sušenje zelo spreminjata.
Para prehaja iz sušečega se vzorca v zrak za sušenje. Če je to prehajanje hitro in pretok zraka majhen je
učinkovitost sušenja majhna.
Če temperatura pade pod točko rosišča topnost vode v zraku pade in voda kondenzira. Ohlajanje zraka zaradi
prenosa toplote iz zraka na vlažno maso imenujemo evaporacijsko ohlajanje.
Za uspešno in učinkovito sušenje je potrebno:
Velika površina za prenos toplote
Učinkoviti masni transport uparjene vode zaradi povišane temperature stran od sušečega se vzorca in z
ustrezno turbulenco zraka za minimizacijo debeline vezane plasti vode
Odstranjevanje plinaste faze z vodo kar dosežemo z učinkovitim pretokom zraka s primerno hitrostjo
KONDUKCIJA ALI PREVAJANJE toplote - kaj je , primeri
je spontan prenos toplote z mesta z višjo temperaturo na
mesto z nižjo. Prevajanje preneha, ko se temperaturi mest izenačita.
VAKUUMSKO SUŠENJE (rotavapiranje)
SUŠENJE Z BOBNI: Bobni se pogosto uporabljajo za sušenje poltrdnih snovi in past, še
posebej takšnih, ki se lahko prilepijo na kovinske stene in se težje posušijo. Končni izdelek so praški, kosmiči ali mreže.
KONVEKCIJA ALI PRESTOP toplote - kaj je + primeri
Je kombinacija prevajanja toplote (kondukcije) in prenosa toplote s kroženjem segretega sredstva. Prestop toplote torej združuje prevajanje toplote s fizičnim premikom vročih delcev zraka na hladnejša mesta.
Zato do prestopa toplote prihaja pri prevajanju toplote v plinih, tekočinah in
prevodnikih, saj so v neprevodnih trdninah molekule snovi lokalizirane in ne
zmorejo kolektivnega gibanja, potrebnega za prestop toplote. Ločimo naravno in
vsiljeno.
Primeri: SUŠILNO SREDSTVO, SUŠENJE Z VRTINČASTIM ZRAKOM, SUŠENJE V ZVRTINČENIH PLASTEH, RAZPRŠEVALNO SUŠENJE
SUŠILNO SREDSTVO - dva primera
(kobalt (II) klorid spremeni barvo iz modre v rožnato ko
ne more več vezati vode), silikagel - veže vodo pri temperaturah do 105°C,
ampak nad 37°C bo hitrost absorbiranja manjša, silikagel je edino sušilno
sredstvo, odobreno s strani FDA za direktno uporabo v prehrambni in farmacevtski industriji)
SUŠENJE Z VRTINČASTIM ZRAKOM
(prisilna konvekcija toplote, prenos toplote je posledica gibanja v tekočini, ki
izhaja iz številnih drugih sil, kot je npr. ventilator Konvekcijska pečica deluje tako, da s prisilno konvekcijo hitro
kroži vroč zrak sili toploto v snov hitreje, kot bi se zgodilo zaradi preprostega ogrevanja brez ventilatorja)
SUŠENJE V ZVRTINČENIH PLASTEH - prednosti/slabosti
PREDNOSTI:
učinkovit prenos toplote in mase in kratek čas sušenja delcev
(segrevanje delcev je minimalno),
sušenje delcev je enakomerno, s konstantno hitrostjo
T v posodi kjer poteka sušenje lahko dobro nadziramo, turbulenca
v posodi povzroča trenje med delci zaradi česar postanejo bolj
sferični s izboljšanimi pretočnimi lastnostmi
zaradi prostega gibanja delcev ni prehoda raztopljene snovi z enega delca na drugega
ni agregacije delcev
opremo za sušenje lahko prosto premikamo po prostoru
zaradi kratkega časa sušenja je kapaciteta sušenja zelo velika
SLABOSTI:
zaradi trenja med delci pride do prašenja
fine delce moramo loviti na filtru, da ne pobegnejo iz posode za sušenje
med sušenjem se tvori statična elektrika, kar lahko pri uporabi organskih topil povzroči eksplozijo
RAZPRŠEVALNO SUŠENJE - prednosti/slabosti
PREDNOSTI:
iz šobe prileti na milijone majhnih kapljic, ki imajo veliko specifično površino
kar omogoča hiter prenos toplote in mase tako da se kapljica posuši v
delčku sekunde,
ker je odparevanje hitro kapljice ne dosežejo visoke temperature, večina
toplote se porabi za odparevanje
suh produkt ima veliko nasipno gostoto, to je povezano tudi s hitrim
raztapljanjem posušenih delcev
odvisno od šobe je lahko velikose posušenih delcev enaka
nastanejo okrogli delci z dobrimi pretočnimi lastnostmi in stisljivostjo
stroški izdelave so nizki, saj v enem koraku iz raztopine dobimo produkt z ustreznimi lastnostmi
proces lahko izvajamo tudi kontinuirano
SLABOSTI
* oprema zavzame veliko prostora, v popolni izvedbi je draga
* toplotni izkoristki so slabi, saj mora imeti izhodni zrak dovolj visoko temperaturo, da ne pride do kondenzacije
vlage - velik volumen zraka, ki potuje skozi posodo ne prihaja popolnoma v stik s kapljicami in ne prispeva k
sušenju
RADIACIJA ALI SEVANJE toplote - kako in primer
Pri sevanju ali radiaciji se toplota prevaja z
izsevano in absorbirano energijo fotonov oz. elektro-magnetnega valovanja.
Predmeti pri sobni temperaturi (približno 300 K) izsevajo večino fotonov v
infrardečem delu spektra
- SUŠENJE Z MIKROVALOVI
SUŠENJE Z MIKROVALOVI - prednosti/slabosti
PREDNOSTI
hitro sušenje pri relativno nizkih
temperaturah
dobra termična učinkovitost
aparat je stacionaren tako, da ni prašenja
sušenje vlažne mase je zaradi majhne
migracije topljenca majhno
vse glede varnosti je vgrajeno v aparat
končno točko sušenja lahko določimo z
merjenjem rezidualne energije mikrovalov
(ko t zelo naraste topila za uparevanje ni več
na razpolago)
SLABOSTI
šarža za proizvodnjo je relativno majhna
operater zaradi zdravstvenih razlogov ne
sme priti v stik s sevanjem
LIOFILIZACIJA - kaj je, kako poteka, prednosti/slabosti
je sušenje z zamrzovanjem je postopek, s
katerim odstranimo vodo iz bioloških in organskih snovi, ki bi jih s segrevanjem poškodovali, hkrati pa ohranimo njihovo strukturo in sestavo. Je zelo drag in energijsko potraten postopek, zato ga uporabljamo le za izredno občutljive sestavine. Temelji na zamrznitvi vode, čemur sledi zmanjševanje tlaka in dodajanje dovolj velike količine toplote, da zamrznjena voda v materialu sublimira neposredno iz trdnega v plinasto agregatno stanje.
Za liofilizacijo so potrebni trije koraki:
1 zamrzovanje raztopine
2 znižanje tlaka nad ledom pod trojno točko (za vodo)
3 segrevanje, ki omogoča sublimacijo
PREDNOSTI
Sušenje poteka pri nizkih temperaturah kar preprečuje kemijsko razgradnjo spojine
Končni produkt ima po sušenju enako prostornino kot raztopina na začetku, kar pomeni, da je porozen
Porozna struktura produkta omogoča njegov dobro raztapljanje
Med sušenjem ne prihaja do koncentriranja raztopine, zaradi tega ne prihaja do denaturacije beljakovin
Stik s kisikom je minimalen s čimer je zmanjšana oksidacija
SLABOSTI
Produkt je zelo higroskopen, zato ga je treba zaščititi pred vlago
Proces je počasen in drag zato ga uporabljamo le ko ga moramo
Katere procese vključuje aglomeriranje
- granuliranje
- peletiranje
- iztiskanje
- tabletiranje
Kaj je granuliranje?
Granuliranje je proces povečevanja velikosti, pri čemer se manjši delci združujejo v večje, permanentne agregate,
znotraj katerih pa lahko še vedno identificiramo osnovne delce. Zrnca so v mnogih primerih vmesni izdelek pri izdelavi
tablet in kapsul, lahko pa so tudi v obliki samostojne deljene ali nedeljene farmacevtske oblike.
NAMEN GRANULIRANJA
- sprememba velikosti in porazdelitve velikosti delcev,
- izboljšanje kompaktibilnosti tabletne zmesi,
- izboljšanje pretočnosti praškastega materiala (polnjenje kapsul, tabletiranje),
- izboljšanje enakomernosti vsebnosti (preprečevanje segregacije),
- zmanjšanje prašenja (problem potentnih učinkovin),
- izboljšanje močljivosti in vpliva na hitrost raztapljanja,
- izboljšanje stabilnosti učinkovine z ekscipienti.