TPL wykład 2

Suszenie – Siccatio

• Proces fizyczny prowadzący do

usuwania wody lub innych
rozpuszczalników z surowców
farmaceutycznych. Obecność wody
może powodować reakcje chemiczne
lub rozwój mikroflory bakteryjnej.
Dotyczy: suszenia gazów, cieczy i ciał
stałych.

• Suszenie ciał gazowych – polega

na przepuszczaniu gazów przez
płuczki lub kolumny wypełnione
adsorbentem.

• Środki adsorpcyjne: CaCl2, CaO,

H2SO4(st), KOH, żel krzemionkowy.
Sposób prowadzenia: rozdrobniony
adsorbent, wolny przepływ gazu

• Suszenie cieczy:
· suszenie cieczy nielotnych (glicerol,

olej parafinowy, wazelina) –
ogrzewanie lub dodanie substancji
suszących (CaCl2, CuSO4, Na2SO4,
MgSO4)

· suszenie cieczy lotnych – przez

dodanie ciał adsorbujących wodę –
Na2SO4, CaCl2, (NH4)2SO4

• Chlorek wapnia – pochłania wodę

bardzo powoli, jest tani, nie
nadaje się do alkoholu

• Siarczan sodu bezwodny –

obojętny chemicznie, szybko
pochłania wodę, otrzymany przez
prażenie w temperaturze 230 – 240oC.

• Siarczan magnezu – nadaje się do

suszenia alkoholi

• Suszenie ciał stałych
· Exsiccatio – usunięcie wody silnie

związanej (krystalizacyjna).
CuSO4 5H2O traci pierwszą
cząsteczkę wody w temperaturze
30oC, drugą w 100oC, a ostatnią w
200oC. stosuje się energiczne
ogrzewanie

· Desiccatio – proces usunięcia

rozpuszczalnika słabiej
związanego, czyli właściwe
suszenie. Odbywa się na wolnym
powietrzu, w suszarkach lub
eksykatorach. Na wolnym powietrzu
suszy się substancje nie higroskopijne
lub mało higroskopijne (zioła po
suszeniu zawierają wody do 8 – 10%

• Niewłaściwe suszenie powoduje:
· zmiany w białkach (powstają

nierozpuszczalne w wodzie)

· odparowanie lub zażywiczenie olejków
· rozkład ciał czynnych pod wpływem

fermentów

• Suszenie ziół odbywa się na słońcu, w

suszarkach lub w cieniu.

Rodzaje wody:

· powierzchniowa – związane z

zewnętrzną powierzchni ciała stałego,
słabo związane, co nie ogranicza
parowanie, łatwa do usunięcia

· adsorpcyjna – znajduje się w warstwie

wewnętrznej, jej ilość zależy od
porowatości ciała stałego, związana jest
siłami Van der Walsa, może być uwolniona
tylko częściowo i dużym nakładem energii
cieplnej

· kapilarna – obecność jej

powodowana jest porowatością
substancji, znajduje się wewnątrz
materiału, na powierzchnią przechodzi
systemem kapilar, długie suszenie

· osmotyczna – słabiej związana,

całkowicie usuwana

· krystalizacyjna – usunięcie tylko

podczas prażenia

Suszarki:

· atmosferyczne – komorowe –

kształtu szafkowego lub
cylindryczne, dobrze izolowane,
hermetycznie zamykane,
temperatura regału do 250oC. Mają
perforowane półki, źródłem energii
jest elektryczność, czynnikiem
suszącym jest gorące powietrze.

• · walcowe – cylindryczne walce,

obracające się 7 – 8 razy na minutę,

ogrzewane od wewnątrz. Obudowuje się

je płaszczem cylindrycznym i przepuszcza

się powietrze lub stosuje próżnię. Suszy

się w nich materiały płynne lub półpłynne.

Krotki czas suszenia(w trakcie jednego

obrotu). Stosowane temperatury 100 –

110oC (możliwość rozkładu

przylegającego materiału, najlepiej

stosować wtedy próżnię.

· próżniowe – budowa podobna do

suszarek atmosferycznych, ale
wytrzymalsze ściany. Próżnię uzyskuje
się przy pomocy pompy olejowej lub
wodnej. Pozwalają na suszenie
materiału w niższej temperaturze i
skrócenie czasu suszenia. Używane do
materiałów termolabilnych, łatwo się
utleniających i higroskopijnych.

· rozpyłowe – suszy się materiały

płynne, po silnym rozpyleniu (w
postaci mgły) w strumieniu gorącego
powietrza lub gazu obojętnego.
Średnica kropli wynosi 10 – 250 μm,
czas schnięcia wynosi ułamek sekundy.
Rozpylenie 1 l płynu do średnicy kropel
20 μm powoduje wzrost powierzchni z
0,06 m2 do 300 m2.

• Można suszyć substancje termolabilne.

Rozpylenie powoduje atomizer,
obracający się z szybkością 3,5 – 10 tyś
obr/min, na który wprowadza się od góry
ciecz. Siła odśrodkowa odrzuca płyn z
tarczy i rozpyla go. Skuteczność suszenia
zależy od: wielkości kropel,
szybkościobrotu atomizera, lepkości
płynu, stężenia roztworu i napięcie
powierzchniowe.

• Suszenie liofilizacyjne – suszenie

zamrożonego materiału
(odparowanie wody ze stanu stałego z
pominięciem fazy ciekłej – sublimacja).
Usuwamy cząsteczkę wody znad lodu na
bieżąco (prądem powietrza, adsorbentami
lub w kondensatorze) i masa lodu maleje
(materiał będzie schnąć. Proces przebiega
szybciej jeżeli zastosujemy próżnię i
dostarczymy energię.

• Etapy:
· I etap – zamrożenie materiału –

stosując mieszaninę suchego lodu,
etanolu, metanolu i acetonu lub
stosując zamrażalniki (- 40 – - 60oC).
Szybkie zamrażanie daje mniejsze
kryształy.

· II etap – suszenie sublimacyjne –

prowadzi się w komorze liofilizacyjnej
posiadającej doprowadzenie energii
cieplnej. Stosowane temperatury -10
– -15oC.

· III etap – usunięcie pary wodnej –

adsorbent lub wymrożenie -70oC,
ciśnienie 0,1 –0,01 mmHg

• Stosowane: surowice, szczepionki,

hormony, antybiotyki, witaminy,
niektóre wyciągi roślinne.

• Woda oczyszczona – Aqua

purificata

· Woda oczyszczona do

bezpośredniego użycia

· Woda oczyszczona w pojemnikach

Otrzymywanie: z wody pitnej metodą
destylacji, wymiany jonowej,
odwróconej osmozy lub inną.

• Właściwości: bezbarwna,

przezroczysta i bez zapachu, nie

zawierająca środków konserwujących.

• Przechowywanie: powinna być zużyta w

ciągu 24 h od otrzymania, woda w

pojemnikach w ciągu 16 h od otwarcia

pojemnika.

• Zastosowanie: do preparatów

farmaceutycznych (bez wymogu jałowości),

do produkcji wody do wstrzykiwań.

• Czystość mikrobiologiczna:
· woda do bezpośredniego użytku – do

20 bakterii w 1 ml dla bakterii
inkubowanych w 37oC oraz do 100
bakterii inkubowanych w
temperaturze 22oC bez bakterii z
grupy Coli, paciorkowców, kałowych,
Pseudomonas aeruginosa i
Clostridium.

· woda w pojemnikach – całkowita

jałowość (produkowana w
pojemnikach do 1000 ml,
zaopatrzona w napis „Produkt jałowy,
nie stosować do wstrzykiwań, po
otwarciu pojemnika zużyć w ciągu
16 h”. na etykiecie musi być
zaznaczona data i godzina otwarcia
pojemnika.

• Czystość chemiczna:
· kwasowość i zasadowość – z roztworem

czerwieni metylowej i błękitem

bromofenolowym

· zawartość fenoli – z roztworem 4-

aminofenazolu i heksacyjano żelazinem

potasu brak czerwonego zabarwienia

· zawartość wolnego chloru – z

siarczanem difenylodiaminy

· zawartość chlorków – z roztworem azotanu

srebra

· zawartość azotanów – z roztworem

difenyloaminy (wzorzec)

· zawartość siarczanów – z roztworem chlorku

baru

· zawartość soli amonowych – z odczynnikiem

Nesslera (wzorzec)

· zawartość wapnia i magnezu – z roztworem

czerni eriochromowej T

· zawartość metali ciężkich – z

siarkowodorem (wzorzec)

· zawartość związków utleniających – z

nadmanganianem potasu (do
bezpośredniego użycia)

· sucha pozostałość – nie większa niż

10 μg/ml

• Woda do wstrzykiwań – Aqua pro

injectione

· woda do wstrzykiwań w pojemnikach
· woda do wstrzykiwań do bezpośredniego

użycia

• Otrzymywanie: z wody oczyszczonej lub

odpowiedniej jakości wody pitnej przez

destylację, odwrócona osmozę lub inną

metodą albo stosowane te metody w

połączeniu.

• Właściwości: bezbarwna,

przezroczysta, bez zapachu, nie

zawiera środków konserwujących

• Przechowywanie: do bezpośredniego

użycia zbiera się do jałowych i

pirogennych pojemników i po

zamknięciu wyjaławia lub przechowuje

w temperaturze 70oC, wodę w

pojemnikach przechowuje się w

zatopionych ampułkach

• Zastosowanie: do wytwarzania

preparatów jałowych (bezpośrednio
jako rozpuszczalnik lub poddawanych
wyjaławianiu)

• Czystość mikrobiologiczna: wymóg

jałowości i antypirogenność (wg
LAL poziom endotoksyn nie większy
niż 0,25 IU/ml lub metodą biologiczną
po zizotonizowaniu).

• Czystość chemiczna: taka jak w

przypadku wody oczyszczonej,
sucha pozostałość – dla wody do
bezpośredniego użytku 10 μg/ml, dla
wody w pojemnikach powyżej
objętości 10 ml do 30 μg/ml i dla
wody w pojemnikach do objętości 10
ml do 40 μg/ml.

Rozpuszczanie

• Rozpuszczanie - Solutio
• Solvendum – środek rozpuszczany
• Solvens, menstrum – ciecz

stanowiąca rozpuszczalnik

• Rozpuszczenie fizyczne – nie

powoduje zmian chemicznych
substancji rozpuszczonej

• Rozpuszczanie chemiczne –

związane z powstawaniem
nowego związku chemicznego o
odmiennych właściwościach
fizycznych i chemicznych

• W zależności od wielkości cząsteczek

substancji rozproszonej mieszaniny
dzielimy na:

· roztwory prawdziwe (rzeczywiste)–

właściwe – substancja rozpuszczona
jest w postaci jonów lub molekuł o
wielkości do 1 nm. Trudno rozróżnić co
jest substancją rozpuszczoną (przyjęto,
że składnik w nadmiarze jest
rozpuszczalnikiem). Najczęściej
rozpuszczalnik ma postać cieczy (płynny
fenol – roztwór wody w fenolu – ciało
stałe)

· roztwory koloidalne – rozmiary

cząsteczek 1 – 200 nm. Są to roztwory
związków wielkocząsteczkowych (np.
białka w wodzie)

· zawiesiny – rozmiary cząstek 1 – 200

μm (cząsteczki są widoczne pod
mikroskopem). Substancja stała,
nierozpuszczalna w cieczy, stanowiąca
fazę rozproszoną

· emulsje – niejednorodna

mieszanina dwóch cieczy (jedna
rozproszona w drugiej). Wielkość
miceli zawieszonej cieczy 1 – 100 μm

• Roztwory prawdziwe:

· roztwory gazów w
płynach

· roztwory płynów w płynach
· roztwory ciał stałych w płynach

• Roztwory gazów w płynach –

przykładem mogą być wysycenia
recepturowe (Saturationes) i wody
mineralne. Rozpuszczalność gazów jest:

· odwrotnie proporcjonalna to

temperatury (wysycenia wykonujemy
na zimno, wody mineralne
przechowujemy w chłodnych
miejscach)

· wprost proporcjonalna do ciśnienia

(szczelnie zamykamy wysycenia i
wody mineralne)

· odwrotnie proporcjonalna do stężenia

substancji trzecich w roztworze

• Roztwory płynów w płynach –

rozpuszczanie jest na ogoó
wzajemne, może być nieograniczone
(etanol – woda) lub ograniczone (woda –
eter). Wzrost temperatury wzmaga
rozpuszczalność. Obecność substancji
trzecich albo zmniejsza (częściej) albo
zwiększa rozpuszczalność (mydło
potasowe zwiększa rozpuszczalność
krezolu w Sapo Cresoli)

• Roztwory ciał stałych w cieczach –

najczęściej spotykane w farmacji.
Rozpuszczanie ma miejsce jeżeli
energia solwatacji (wynika z przyciągania
cząstek rozpuszczalnika i substancji
stałej) jest większa od sił przyciągania
wzajemnego cząstek i substancji
rozpuszczonej. Rozpuszczalność
substancji jest wartością stałą w stałej
temperaturze i rozpuszczalniku.

• Solwatacja – proces otaczania

cząsteczek rozpuszczanego związku
chemicznego przez cząsteczki
rozpuszczalnika.

• Szybkość rozpuszczania (V=dc/dt) zależy od:

temperatury, stopnia rozdrobnienia, ruchu
ciała stałego w stosunku do rozpuszczalnika.

• Temperatura – rozpuszczalność wzrasta

na ogół wraz ze wzrostem temperatury.
Przy rozpuszczaniu w farmacji staramy się
stosować tylko niezbędnie konieczną
temperaturę. Przy rozpuszczaniu niektórych
substancji wydziela się ciepło
(egzotermiczna reakcja).

• Stopień rozdrobnienia – im

bardziej rozdrobniona substancja
tym większa powierzchnia styku z
rozpuszczalnikiem, tym szybsze
rozpuszczanie.

• Ruch ciała stałego w stosunku do

rozpuszczalnika – mieszanie
prowadzi do większej
rozpuszczalności, wyrównania stężeń.

Rozpuszczalniki:

· polarne – cząstki ich mają

charakter dipolowy (miara
polarności – moment dipolowy),
powodują solwatację cząstek
(oddziaływanie dipol – dipol). Może
dojść do oddziaływania dipol –jon i
dochodzi do rozerwania wiązań
jonowych w cząstkach (miarą tej
zdolności jest stała dielektryczna).

• Woda i glicerol to rozpuszczalniki o

dużym momencie dipolowym i dużej
stałej dielektrycznej (dobrze rozpuszczają
substancje jonowe). Rozpuszczalniki
organiczne (alkohole, glikole, estry) mają
małą wartość stałej dielektrycznej i duży
moment dipolowy (słabo rozpuszczają
substancje jonowe, dobrze rozpuszczają
substancje organiczne).

· niepolarne – węglowodory nasycone

(eter naftowy, parafina) oleje
roślinne, heksan, chloroform. Nie
rozpuszczają substancji jonowych,
ponieważ maja zbyt małą stałą
dielektryczną i nie mogą rozerwać wiązań
jonowych. Dobrze rozpuszczają substancje
niepolarne.

Zasada Bancrofta: podobne rozpuszcza

podobne