Технологические стадии приготовления порошков

Для большей последовательности и удобства рассмотрения техно­логические стадии, применяемые при приготовлении порошков, мож­но разделить на два этапа:

> Преобразование грубодисперсных веществ в порошкообразное состояние и получение однородной смеси, состоящей из час­тиц более или менее одинакового размера. Для этого применя­ют следующие технологические стадии: измельчение, просеи­вание (в условиях аптеки применяют редко) и смешивание.

У Получение из порошковой смеси отдельных соответственно оформленных доз. Стадии: дозирование, упаковка и оформле­ние.

Необходимость выполнения тех или иных технологических ста­дий при приготовлении порошков зависит от состава рецептурной прописи, их медицинского назначения и физико-химических свойств лекарственных веществ (агрегатное состояние, плотность, цвет, за­пах и др.).

Измельчение (Pulveratio) лекарственных веществ имеет большое значение при приготовлении порошков. Как правило, тонко измель­ченные вещества обладают большим терапевтическим эффектом. Чем больше измельчено лекарственное вещество, тем быстрее и полнее оно может всасываться, а нерастворимые вещества лучше адсорби­руются слизистыми оболочками и оказывают лучшее терапевтичес­кое действие. Измельчение имеет большое значение также для опти­мального смешивания и точного дозирования. При измельчении размер частиц лекарственных веществ выравнивается, после чего они легко и хорошо смешиваются и не расслаиваются при дозирова­нии.

Измельчение — это процесс уменьшения размеров частиц твердых лекарственных средств при помощи различных приспо­соблений.

Выбор метода измельчения зависит как от природы измельчае­мого вещества, так и от необходимой тонкости получаемого порошка. Измельчение достигается при помощи разных механических уси­лий: а — раздавливания; б — раскалывания; в — удара; г — истира­ния; д — резания (рис. 89).

В применяемых методах измельчения эти усилия обычно соеди­няются. Так, например, измельчение в ступке характеризуется со­единением истирания с раздавливанием, а размалывание в дисковой мельнице «эксцельсиор» связано с разрыванием и истиранием и т. д. Для измельчения твердых веществ лучше объединять удар с раздав­ливанием (кристаллические соли); для вязких материалов — расти­рание с разрыванием; для ломких материалов — раскалывание и растирание.

а б в г д

Рис. 89. Основные принципы измельчения твердых веществ

Процессы измельчения связаны со значительным расходом энер­гии на образование новых поверхностей, преодоление сил сцепления между частицами (преодоление внутреннего трения частиц при их деформировании во время разрушения), преодоление внешнего тре­ния между измельчаемыми и рабочими частями аппаратуры.

Теория дробления впервые была предложена Риттингером. Она основывается на гипотезе, что работа дробления прямо пропорцио­нальна поверхности деления или обратно пропорциональна квадра­там линейных размеров (это так называемая поверхностная теория измельчения). Позднему времени принадлежит теория Кика, кото­рая основывается на том, что работа, затраченная при дроблении, прямо пропорциональна объему или массе тела (объемная теория измельчения). Обе эти теории дополняют одна другую и могут быть применены: теория Риттингера — для мелкого дробления, преиму­щественно растиранием; теория Кика — для грубого дробления, пре­имущественно раздавливанием и ударом. Однако обе теории не от­ражают в полной мере всех явлений, происходящих при дроблении.

Основоположником физико-химической механики академиком П. А. Ребиндером была предложена единая теория измельчения. По его наблюдениям, энергия, затрачиваемая на измельчение материа­ла, представляет собой сумму работ, идущих на деформацию дроби­мого тела и на образование новых поверхностей. При увеличении количества частиц растет их удельная поверхность (отношение об­щей поверхности частиц к их объему) и при этом увеличивается свободная поверхностная энергия. Данная зависимость может быть выражена следующим уравнением:

AF = AS-а,

где AF — прирост свободной поверхностной энергии частиц; AS — прирост свободной поверхности частиц; а — поверхностное натяжение вещества; A F ^min.

При механическом измельчении одновременно происходит два про­цесса: разъединение частиц под действием приложенной силы и ук­рупнение мелких частиц под действием сил взаимного притяжения.

Когда процессы разъединения и укрупнения частиц приобретают одинаковую скорость, то есть находятся в равновесии, дальнейшее измельчение веществ не имеет смысла, поэтому устанавливается оп­тимальное время измельчения. Оно не одинаково для разных ве­ществ и при измельчении в ступке составляет примерно 2—3 мину­ты. При дальнейшем измельчении порошок становится более рыхлым, иногда отсыревает за счет поглощения из воздуха влаги, газов, мо­жет происходить слипание частиц в более крупные агрегаты или адсорбция (прилипание) порошка к стенкам ступки, то есть про­исходит уменьшение свободной поверхности энергии.

Таким образом, в результате измельчения получаются порошки, которые состоят из частиц определенных размеров, различающихся по степени измельчения.

Степень измельчения — это отношение среднего начального раз­мера куска материала к его среднему размеру в поперечнике после измельчения.

Если же необходима бо| льшая степень измельчения, чем та, что была достигнута в момент стабилизации, нужно насытить свобод­ную поверхностную энергию мелких частиц, для чего применяют специальные приемы:

• измельчение порошков в присутствии вспомогательных веществ (например, молочного сахара);

• измельчение с добавлением летучих жидкостей (95 % этило­вый спирт, эфир).

При измельчении в ступке сразу нескольких ингредиентов они измельчаются независимо друг от друга, поэтому в ступке рацио­нальнее порошковать смесь веществ, чем каждое из них в отдельно­сти, за исключением труднопорошкуемых лекарственных веществ, где необходимо добавление вспомогательных жидкостей (табл. 8).

Летучие растворители применяют также при растирании особо ядовитых лекарственных веществ (например, ртути дихлорида, мы­шьяковистого ангидрида) для уменьшения пылеобразования. Необ­ходимо учитывать, что ртути оксицианид при сильном растирании взрывается, поэтому растирание должно быть осторожным.

Порошкование вязких веществ производят при наличии молоч­ного сахара, который берут в соотношении 1:1 к взятому основному веществу.

Такие лекарственные вещества, как фитин, цинка оксид, магния оксид, ртути амидохлорид, соли хинина, кислота ацетилсалицило­вая, магния карбонат и другие, при растирании плотно прилипают к стенкам ступки и спрессовываются, поэтому их рекомендуют рас­тирать осторожно, без особых усилий. При необходимости сахар пе­ред измельчением можно высушить при температуре 40—60 °С и рас­тирать в подогретой ступке, так как даже при небольшой влажности он комкуется и прилипает к стенкам ступки.

Нерастворимые в воде вещества: сера, бутадион, терпингидрат — сильно электризуются при растирании, что вызывает распыление, особенно при попытке собрать их целлулоидной пластинкой. Поэто­му эти вещества, во избежание потерь, следует растирать одновре­менно с прописанными водорастворимыми веществами или жидко­стями.

В аптечных условиях для измельчения твердых веществ (часто в сочетании со смешиванием) используют ступки или различные аппараты: бегуны, дезинтеграторы, дробилки, молотковые ступки,

барабанные мельницы и др., по­зволяющие механизировать про­цесс приготовления порошков (см. главу 10).

Ступки (Mortaria) выпуска- ются разных форм и размеров (рис. 90, 91, 92). Они изготовля- ются из различных материалов: фарфора, стекла, стали, меди, Рис. 90. Ступки фарфоровые ^{латуни, агата.}

Фарфор относится к хрупким материалам высокой твердости, ус­тойчивым при умеренных нагрузках к истиранию, поэтому он наи­более пригоден для изготовления аптечных ступок. Промышленнос­тью выпускаются ступки разной величины. В зависимости от рабочего объема существует 7 номеров ступок (табл. 9).

Пестик (pistilla), с помощью которого измельчают находящиеся в ступке лекарственные вещества, должен соответствовать размеру ступки. Внутренняя поверхность ступки и головка пестика не долж­ны быть глазурованными, иначе будет происходить скольжение пе­стика. Поверхность головки пестика должна иметь возможно боль­шее соприкосновение с поверхностью ступки, в противном случае неизмельченные частицы будут задерживаться в недоступных пес­тику изгибах. По мере использования шероховатости поверхностей ступки и пестика сглаживаются, уменьшаются размеры пор, в ре­зультате чего ухудшаются свойства ступки как измельчающего ап­парата.

При измельчении ядовитых и раздражающих слизистые оболоч­ки веществ необходимо применять специальные ступки с крышками (чехлами) или накрывать ступку бумагой, закрывать лицо марлевой маской с ватной прослойкой и надевать защитные очки.

При измельчении необходимо учитывать максимум загрузки ступ­ки, который по В. Д. Козьмину не должен превышать 1/20 объема, чтобы обеспечить оптимальное измельчение лекарственных веществ. Измельчая вещества в ступке, пестик вращают кистью руки без уча­стия плечевого и локтевого суставов. Ступку держат левой рукой, плотно прижимая к столу.