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.