Разработка трехступенчатого Роторно-пульсационного аппарата для получения лекарственного сырья

Повышение эффективности химико-технологических процессов и производственного оборудования стоит в начале списка задач науки и техники. Одним из распространенных процессов в фармацевтической промышленности является экстрагирование биологически активных веществ (БАВ) из различных видов лекарственного растительного сырья. Технические и экономические показатели производства во многом зависят от качественного проведения процесса экстрагирования. На сегодняшний день представлен ряд способов воздействия на обрабатываемое сырье для повышения производительности процесса экстракции и несколько линеек соответствующего оборудования. Перспективность способам интенсификации процесса придает возможность сочетать высокую скорость извлечения активных веществ с одновременным измельчением растительного сырья [1-5]. Комплексное воздействие на сырье позволяет увеличить скорость и процент извлечения БАВ при более низких температурах. Это важно, так как некоторые биологически активные вещества весьма чувствительны к нагреву.
Разработка высокотехнологичных аппаратов с оптимальной энергоемкостью создает основу увеличению производительности и повышению качества продукции. Среди перспективных направлений науки выделяют создание высокоэффективного оборудования с комплексным воздействием на обрабатываемый материал.
Таким оборудованием, осуществляющим метод дробного, многофакторного энергетического воздействия на производственные процессы, являются роторно-пульсационные аппараты (РПА). Принцип работы РПА заключается в изменчивости потоков импульса, вещества и энергии. Роторно-пульсационные аппараты комплексно воздействуют на гетерогенную среду с целью получения высокодисперсных суспензий и эмульсий, способствуют интенсификации процессов экстрагирования биологически активных веществ (БАВ), деструкции молекулярных связей и изменению физико-химических свойств жидкости.
РПА разработаны для осуществления структурных преобразований жидкости для повышения интенсивности гидромеханических и массообменных процессов. Обработка среды в РПА реализуется с помощью импульсного комплексного воздействия: интенсивной кавитации, микроимпульсов давления, вихреобразования и нелинейных гидроакустических эффектов. РПА осуществляет преобразование энергии низкой концентрации в энергию локальной высокой концентрации в неустойчивых точках структуры вещества. Концентрация энергии в пространстве и времени дает возможность получить солидную мощность импульсного энергетического воздействия, высвободить внутреннюю энергию вещества, накачать энергией, запустить квантовые, самопроизвольные, цепные и другие энергонасыщенные процессы.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2
1. ОБЗОР РАБОТ ПО РАЗРАБОТКЕ ТРЕХ-СТУПЕНЧАТОГО РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА 5
1.1.ПРЕПАРАТЫ РАСТЕНИЙ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ЭКСТРАКЦИИ. 21
1.1.1. Экстракты (Extracta) 21
1.1.2. Жидкие экстракты (Extracta fluida) 24
1.1.3. Настойки (Tinkturae) 26
1.1.4. Густые экстракты и сухие экстракты (Extracta spissa et Extracta sicca) 28
1.2. СПОСОБЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ РАСТЕНИЙ 32
1.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ 39
1.4. ПРОЦЕСС ЭКСТРАГИРОВАНИЯ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕЗУЛЬТАТ 45
1.5. МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59

Проведен обзор работ по разработке многоступенчатых роторно-пульсационных аппаратов, используемых для экстрагирования лекарственного растительного сырья. Сравнения с одноступенчатыми РПА в литературе не встречается. В целом эффективность данных аппаратов зависит от методики определения площади проходного сечения прерывателя многоступенчатого РПА, что позволяет моделировать гидродинамику в таких аппаратах и определять их напорно-расходные характеристики.
Исследован механизм и кинетика экстрагирования лекарственного растительного сырья в условиях пульсационного давления.
Проведен обзор работ по изучению влияния различных факторов на кинетику экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья различной структуры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1). Аксельруд Г.А. Экстрагирование (система твердое тело – жидкость) / Г.А. Аксельруд, В.М. Лысянский. Л.: Химия. 1974. 256 с.
2). Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья / В.Д. Пономарев. М.: Медицина, 1976. 202 с.
3). Кавецкий, Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. 2-е изд., перераб. и доп. / Г.Д. Ка-вецкий, Б.В. Васильев. М.: Колос, 1999. 551 с. (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учеб. заведений). ISBN 5-10-003174-3.
4). Островский, Г.М. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий / Г.М. Островский, и др. СПб: Профессионал, 2004 . Ч.1. 848 с.
5). Орлов, С.Е. Исследование эффективности роторно-пульсационного аппарата в процессе экстракции лигнина из недревесного растительного сырья / С.Е. Орлов, В.В. Будаева, А.А. Кухленко, А.Г. Карпов, М.С. Василишин, В.Н. Золотухин // Ползуновский вестник. 2010. № 4-1. С. 183-188.
6). Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика. М: «Машиностроение». 2001. 247 с.
7). Зимин А.И. Интенсификация приготовления дисперсных сред в роторно-импульсных аппаратах в химико-фармацевтической промышленности // Хим.-фарм. журнал. 1997. №8. С. 50-53.
8). Ледова Т.М. Закономерности приготовления эмульсионных систем в роторно-пульсационном аппарате. / Т.М. Ледова, М.А. Балабудкин, С.А. Плюшкин // Хим.-фарм. журнал. 1980. Т. 14. №5. С. 96-99.
9). Андреев Б.В. Гидроакустическая обработка мази Випросал в роторно-пульсационном аппарате / Б.В. Андреев и др. // Динамические эффекты мощного ультразвука: Сб. научн. тр. Ижевск, 1998. Вып. 3. С. 68-71.
10). Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика. М: «Машиностроение». 2001.
11). Тенцова А.И. Современные аспекты исследования и производства мазей. А.И. Тенцова, В.М. Грецкий. М: «Медицина», 1980.
12). Орлов С.Е. Математическое моделирование площади проходного сечения прерывателя многоступенчатого роторно-пульсационного аппарата / С.Е. Орлов, М.С. Василишин // Ползуновский вестник, Барнаул. 2013. №1. С. 168-172.
13). Одинец С.Г. Роторно-пульсационный аппарат. Патент РФ №55302. 2006.
14). Захаров В.П., Либизов И.И., Асланов Х.А. Лекарственные вещества из растений и способы их производства. Ташкент: изд-во ФАН. изд.фирма, 1980. 187 с.
15). Химико-фармацевтический журнал. 1998. № 7.
16). Балабудкин М.А. Роторно-пульсационные аппараты в химико-фармацевтической промышленности. М.: Медицина. изд.фирма,1983. 160 с.
17). Минина С.А., Шимолина Л.Л. Антрахиноновые гликозиды. Химическая структура, методы выделения, очистки и анализа. СПб.: ХФИ. изд. фирма, 1993. 272 с.
18). Минина С.А. Характеристика алкалоидов. Общие методы их выделения и раз деления. Л., 1978. 488 с.
19). Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного растительного сырья. М.: Медицина. изд. фирма, 1976. 210 с.
20). Хим. пром-сть. 1998. № 8.
21). Медицинская пром-сть СССР. 1961. № 10.
22). Молчанов Г.И. Интенсивная обработка лекарственного сырья. М.: Медицина. изд. фирма, 1981. 241 c.
23). Георгиевский В.П. Биологически активные вещества лекарственных растений. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Новосибирск: Наука, 1990. 330 с.
24). Романков П.Г. Экстрагирование из твёрдых материалов. Романков П.Г., Курочкина М.А. Л.: Химия. изд. фирма, 1983. 367 с.
25). Брок Т. Мембранная фильтрация. М.: Мир. изд. фирма, 1987. 464 с.
26). Дорофеев В.И. Формирование рынка лекарственного растительного сырья в России. Дорофеев В.И., Косенко Н.В., Северцев В.А. // Материалы 4 Международного съезда «Актуальные проблемы создания лекарственных препаратов природного происхождения». СПб. 2000.
27). Черняк А.С. Процессы растворения: выщелачивание, экстракция. Иркутск: Изд. Ир. ГУ, 1998. 406 с.
28). Аксельруд Г.А., Молчанов А.Д. Растворение твердых веществ. М.: Химия, 1977. 272 с.
29). Вигдорчик Е.М., Шейнин А.Б. Математическое моделирование непрерывных процессов растворения. Л.: Химия, 1971. 248 с.
30). Гребенюк С.М., Губиев Ю.К., Назаров С.М. и др. СВЧ-экстракция полезных веществ из растительного сырья // Изв. вузов. Пищевая технология. 1987. №4. С.77–80.
31). Буренков Н.А. Вакуумирование свекловичной стружки при получении диффузионного сока // Сахарн. пром-сть. 1958. №10. С. 7–9.
32). Dikhaut G. Extraction under Vacuum. Mitteilung. GDCH // Fachgruppe Lebensmittel. gerict. Chem. 1967. Bd. 21. S. 194–195.
33). Способ и устройство для экстрагирования веществ из содержащих эфирные компоненты природных продуктов, таких как лекарственное растительное сырье, пряности, кофе, чай и др. Заявка ФРГ № 33/8317, МКИ А23 5/24, А23 1/221. Опубл. 22.11.84. Бюл. №36.
34). Способ непрерывной экстракции веществ, обладающих концентрированным ароматом, и аппарат для этой цели: Заявка Франции №2435275, МКИ. В 01 011/02, А235/48. Опубл. 04.04.80.
35). Богоришвили Е.Д., Абаджиди И.И. Опыт внедрения шнекового экстрактора непрерывного действия в производстве кофеина из чайного формовочного материала // Мед. пром-сть СССР. 1963. №5. С. 40–42.
36). Пляшкевич А.М., Антошина В.А. Применение непрерывно-действующей аппаратуры для экстракции глюкоалкалоидов из растения паслен дольчатый // Мед. пром-сть СССР. 1964. №10. С 25–29.
37). Белоглазов И.Н. Твердофазные экстракторы (инженерные методы расчета). М.: Атомиздат, 1998. 192 с.
38). Лысянский В.М., Гребенюк С.М. Экстрагирование в пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1987. 187 с.
39). Романков П.Г., Курочкина М.И. Экстрагирование из твердых материалов. Л.: Химия, 1983. 256 с.
40). Абрамов В.Я, Еремин Н.И. Выщелачивание алюминатных спеков. М.: Металлургия, 1976. 208 с.
41). Еремин Н.И. и др. Процессы и аппараты глиноземного производства. М.: Металлургия, 1980. 360 с.
42). Раков Э.Г., Хаустов С.В. Процессы и аппараты производств радиоактивных и редких металлов. М.: Металлургия, 1993. 384 с.
43). Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. М.: Металлургия, 1993. 400 с.
44). Абиев Р.Ш. Контейнер для обработки жидкостями капиллярно-пористых частиц в пульсационном аппарате. Пат. 2184593 РФ, Бюл. № 19, 2002.
45). Абиев Р.Ш. Пульсационный аппарат для обработки жидкостями капиллярно-пористых астиц и способ его эксплуатации. Пат. 2188057 РФ, Бюл. № 24, 2002.

46). Абиев Р.Ш. Пульсационный аппарат для обработки жидкостями твердых частиц и способ его эксплуатации. Пат. 2205677 РФ, Бюл. № 16, 2003.
47). Абиев Р.Ш. Способ обработки жидкостями капиллярно-пористых частиц суспензий и аппарат для его осуществления. Пат. 2077362 РФ, Бюл. № 11, 1997.
48). Самсонова, А.Н. Технология и оборудование сокового производства / А.Н. Самсонова, В.Б. Утешева. М.: Пищевая промышленность, 1976. 275 с.
49) Муравьев, И.А. Технология лекарств / И.А. Муравьев. М.: Медицина, 1971. 752 с.
50). Муравьев И.А. Пути интенсификации процесса экстрагирования растительного сырья и совершенствование способов его расчета / И.А. Муравьев, Е.А. Кечатов, Н.А. Кечатов // Материалы конференции по совершенствованию производства лекарств и галеновых препаратов. Ташкент, 1969. С. 181.
51). Долинский А.А. Способ экстрагирования из твердого тела / А.А. Долинский, В.Н. Мудриков, А.А. Корчинский (СССР). № 3936068 / 31–26; Опубл. 8.08.1985, Б. И. № 22.
52). Гребешок С.М. Способ экстрактивного извлечения целевых компонентов из древесины / С.М. Гребешок, Р.Н. Кирокосян, В.С. Пав- лов (СССР). № 3831330 / 28 13; Опубл. 13.12.1984, Б. И. № 22.
53). Бутиков В.В. Интенсификация процессов в массообменном оборудовании химических производств наложением электрических полей / В. В. Бутиков // Электронная обработка материалов. 1983. № 4. С. 30-32.
54). Жарик Б.Н. О разрушении клеточных оболочек растительной ткани при электроплазмолизе / Б.Н. Жарик, Л.И. Краженко, В.С. Мельничук // Электронная обработка материалов. 1990. № 8 С. 67-67.
55). Ботошан Н.И. Интенсификация процесса экстракции сахара предвари- тельной обработкой свекловичной стружки / Н.И. Ботошан, А.Я. Панченко // Электронная обработка материалов. 1990. № 8 С. 67-73.