ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕРИЛИЗУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МИКРОВОЛНОВОЙ-ЭНЕРГИИ НА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКУЮ ПРОДУКЦИЮ. ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

January 18, 2013 by admin Комментировать »

Солодилов А. А., Волошко А. Ю.\ Кисиль Е. М.\ Пинчукова Н. аД Самойлов В. Л., Шишкин О. В.\ Борзых Н. В.^

ЗАО Технологический парк «Институт монокристаллов» пр. Ленина, 60, г. Харьков, 61001, Украина e-mail: techno@isc.kharkov.сот ^Институт сцинтилляционных материалов НТК «Институт монокристаллов» НАН Украины

пр. Ленина, 60, г. Харьков, 61001, Украина e-mail: techno@isc.kharkov.сот осударственное предприятие «Завод химических реактивов» пр. Ленина, 25, г. Харьков, 61001, Украина e-mail: gp_zhr@skynet. kharkov. сот

Аннотация – Проведены предварительные эксперименты на полупромышленной установке «Фарма-Микро» по вакуумной микроволновой – сушке фарм. продукции на примере ε-аминокапроновой кислоты. Показано, что с помощью микроволновой энергии возможно проведение высокоэффективной сушки сырья, а также уменьшение ее микробиологической загрязненности.

I.                                       Введение

На сегодняшний день в производстве фармацевтических препаратов остро стоит проблема сушки и стерилизации готового продукта. Наиболее распространенным способом сушки исходного сырья является термический метод, а наиболее распространенным способом стерилизации является стерилизация ультрафиолетовыми (УФ) лучами

Существенным недостатком термического метода является неравномерный прогрев сырья по объему, т. к. при таком методе нагрева возникает температурный градиент, направленный вовнутрь высушиваемого материала. Для устранения этого недостатка предлагается микроволновой нагрев. Преимуществом вакуумной микроволновой -сушки является равномерность распределения микроволновой -энергии в резонаторе, в котором находится высушиваемый материал, равномерность поглощения и нагрева сырья по всему объему, и, как следствие, – сокращение продолжительности процесса сушки и улучшение физикохимических и технико-экономических характеристик высушиваемого материала. Использование метода стерилизации ультрафиолетовыми лучами влечет за собой использование промежуточных стадий в технологическом процессе производства, а также дополнительного оборудования (источников УФ излучения).

К достоинствам вакуумной микроволновой сушки можно также отнести тот факт, что во время проведения технологического процесса происходит уменьшение микробиологической загрязненности. Также в случае микроволновой – сушки стерилизация продукта происходит за одну стадию (в одном объеме) одновременно с процессом сушки, что уменьшает количество стадий в технологическом процессе.

Для избежания аварийных ситуаций необходим постоянный контроль основных параметров (температура и давление). В связи с этим актуальной становится задача разработки и создания высокоэффективной системы автоматизации технологического процесса вакуумной микроволновой – сушки и стерилизации.

II.                                Основная часть

Для проведения экспериментов по вакуумной микроволновой – сушке на полупромышленной установке «Фарма-Микро» использовалась ε-аминокапро- новая кислота влажностью -3,2 %, взятая после отжима на центрифуге массой 6 кг (этап, после которого сырье загружают в сушильный шкаф). Как показали проведенные эксперименты, с помощью микроволновой энергии возможно проведение высокоэффективного обезвоживания аминокапроновой кислоты при температуре, не превышающей 40°С, что очень важно для многих термолабильных субстанций

[3]    . Время технологического процесса сушки примерно 50 мин (для сравнения на вторую половину этой же партии при термической сушке было потрачено приблизительно 2,5 ч)

Сравнение микробиологической частоты ε- аминокапроновой кислоты после термической и вакуумной микроволновой – сушки с требованиями нормативной документации приведены в таблице 1.

Таблица 1. Table 1.

Параметр

По нормативной документации

После

термической

сушки

После микроволновой сушки

Микробиологическая чистота, в 1 г препарата бактерий и грибов суммарно

Не более 100

45

10

55

<10

60

10

40

<10

Как видно вакуумная микроволновая сушка обладает явными преимуществами по энергетическим показателям. Кроме того, по результатам микробиологического анализа помимо обезвоживания аминокапроновой кислоты одновременно происходит уменьшение микробиологической загрязненности. Т. е. стерилизация является неотъемлемым эффектом при воздействии микроволновой энергии на сырьё. Проведенный комплексный анализ показал, что полученная аминокапроновая кислота соответствует всем требованиям, предъявляемым к готовой продукции нормативной документацией [4].

В процессе вакуумной микроволновой сушки ε- аминокапроновой кислоты необходимо подобрать такой режим, при котором в начальный интервал сушки продукт нагревается до максимально допустимой температуры, в этот момент происходит максимальное удаление влаги. Ввиду особенности воздействия микроволнового поля на продукт, с удалением основного количества влаги происходит нагрев самого продукта, и его температура может выйти за пределы допустимо возможной температуры. По этому в дальнейшем сушка должна проходить в более мягком режиме, а именно поддерживать температуру сырья на максимально допустимой температуре. Иногда возникает необходимость в медленном нагреве и остывании высушиваемого сырья. Для этих целей была разработана дополнительная САУ, которая вошла в блок управления микроволновым – генератором.

Также были внесены изменения в конструкцию блока питания магнетрона, в результате в объеме камеры пропали зоны локального перегрева.

В связи с тем, что поведение многих химических и фармацевтических субстанций в условиях микроволнового – поля еще не изучено, то не исключена возможность изменения системы автоматического управления вследствие выявления дополнительных факторов, влияющих на процесс вакуумной микроволновой – сушки. В зависимости от этих параметров исследуемого вещества может возникнуть необходимость в использовании дополнительных средств автоматизации или замене имеющихся [5].

III.                                   Заключение

Таким образом, с помощью вакуумной микроволновой сушки возможно проведение высокоэффективной сушки ε-аминокапроновой кислоты.

В результате воздействия микроволновой энергии на ε-аминокапроновую кислоту помимо сушки происходит уменьшение её микробиологической загрязненности.

В системе автоматизации выбраны основные контуры контроля и регулирования, рассмотрены основные требования, предъявляемые к системе автоматизации, а также подобраны оптимальные режимы протекания технологического процесса.

IV.                            Список литературы

[1]  ОкрессЭ. Применение СВЧ-энергии в промышленности. М.: Мир.-1971.

[2]  Voloshko А. Yu., Grinev В. V., Goriletski V. I., Smirnov Ν. Ν., SofronovD. S., Shishkin О. V., Kisil Ε. М. Effect of microwave energy on dehydration process of sodium iodide used in single crystal growing// Functional materials.-l 1, No3, p. 571 -574, 2004.

[3]  Кисиль E. IVI., Волошко A. Ю, Самойлов В. Л. Солоди- лов А. А., Софронов Д. С. Шишкин О. В. Экспериментальное исследование возможности проведения вакуумной СВЧ-сушки ε-аминокапроновой кислоты

[4]  АНД к регистрационному свидетельству П.05.03 /

06685 на аминокапроновую кислоту.

[5]  Солодилов А. А., Волошко А. Ю, Кисиль Е. М., Кудин К. А., Самойлов В. П., Софронов Д. С., Шишкин О. В. Автоматизация процессов вакуумной СВЧ-сушки фармацевтической продукции.

THE EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF MICROWAVE ENERGY STERILIZATION INFLUENCE ON PHARMACEUTICAL PRODUCTS THE AUTOMATION FEATURES OF THE TECHNOLOGICAL PROCESSES

Solodilov A. A., Voloshko A. J.\ Kisil’ E. M.\ Pinchukova N. A.^, Samoilov V. L., Shishkin O. V.^,

Borzykh. N. V.^

Technological pari< «institute for Single Crystals»

60 Lenin Ave., Khari<iv, 61001, Ui<raine e-maii: techno@isc.i<hari<ov.com institute for Scintiiiation Materials NAS of Ui^raine, STC «institute for Single Crystals»,

Nationai Academy of Sciences of Ui<raine 60 Lenin Ave., Kharidv, 61001, Ui<raine e-maii: techno@isc.i<hari<ov.com ^National Academy of Sciences of Ui<raine «institute for Single Crystals»

State Plant for Chemical Reagents 25 Lenin Ave., Khari<iv, 61001, Ui<.raine e-maii: gp_zhr@si<ynet. iihariiov. com

Abstract-The preliminary experiments on ε-aminocapronic acids vacuum microwave drying are carried out. It is shown that the high-perfomance raw stock drying is possible by means of the usage of the microwave energy.

I.                                         Introduction

Under the thermal heating, the heat transfer from the heater towards the heated object occurs due to the heat conduction and the radiation from the outer layers to the inner ones results in the appearance of the thermal gradient directed inside.

II.                                        Main Part

ε-aminocapronic acid containing ~ 3,2 % of the water taken after the centrifuge drying, was used in the vacuum microwave drying. The experiments shows that the hight-perfomance ami- nocapronic drying at the temperature which doesn’t exceed 40 °C, is possible by means of the usage of the microwave energy that is very important for many termolabile substances. Furthermore the microbiological analysis showes that the ami- nocapronic acid drying has accompanied by the reduction of the microbiological pollution. Therefore, the sterilization presents with itself the imprescritible microwave action effect. According to the microbiological analysis results besides the aminocapro- nic acid drying, the microbiological pollution decrease takes place at the same time. The carried out complex analysis has shown that the received product meets all the requirements of the analytical normative documentation [3].

III.                                       Conclusion

The ε-aminocapronic acid drying needs 10 times less energy under the microwave. The sterilization is an imprescriptible effect of the microwave action. The basic technological control and regulation parameters for it are chosen. Their influence on the technological process is described, some non-staff situations which may arise the during drying process are given.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты