Медицинское стекло. Марки и способ получения. Производство стеклянных сосудов для фармацевтической практики

ЯРОСЛАВСКАЯ ГОСУДАРСВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

 

 

КАФЕДРА ФАРМАКОГНОЗИИ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

 

 

«Медицинское стекло. Марки и способ получения. Производство стеклянных сосудов для фармацевтической практики.»

Курсовая работа

Студента 3 группа 5 курса фармацевтического факультета

Матушкина Григория Васильевича

 

 

 

 

 

Руководитель:

 Трубников Алексей Александрович

 

 

 

 

 

Ярославль 2013

 

Оглавление

Введение…………………………………………………………............. ...3 стр.

Глава 1 Медицинское стекло

1.1 Медицинское стекло……………………………………………………4 стр.

1.2 Марки стекла …………………………………………………………. 5стр.

 

Глава 2 Технология получения стекла.

2.1 Подготовка сырьевых материалов ……………………………………6стр.

2.2 Приготовление шихты………………………………………………….6стр.

2.3 Варка стекла…………………………………………………………….8стр.

2.4 Выработка стеклоизделий ……………………………………………..12стр.

2.5 Отжиг……………………………………………………………………19стр.

 

Заключение………………………………………………………………….23стр.

Список используемой литературы………………………...........................24стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

    Жидкие и вязкие лекарственные средства требуют применения упаковок, обеспечивающих отмеривание точной дозы и стабильности лекарственных средств в процессе хранения. В основном, используется стеклянная тара, например: банки и флаконы из стекломассы с винтовой горловиной, банки и флаконы овальные с притертой пробкой, банки и флаконы из дрота и т.д. Инъекционные растворы чаще всего упаковывают в ампулы, представляющие собой одноразовые упаковки. Стеклянная ампула является идеальной упаковкой сточки зрения ее совместимости с фармацевтическими продуктами, герметичности и стоимости. В медицинской промышленности применяют специальное медицинское стекло которое предназначено для изготовления инструментов, приборов и стеклянных  изделий, применяемых в медицине (шприцы, ампулы, кюветы, аптекарская посуда, предметы ухода за больными и пр.). Оно отличается от обычного стекла  высокой химической  стойкостью к растворам медикаментозных средств при повышенной температуре(применяемой для стерилизации растворов), а также повышенной термической стойкостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1 Медицинское стекло.

1.1 Медицинское стекло.

    Медицинское стекло предназначено для хранения и упаковки лекарственных средств, инъекционных и бактериологических растворов, а также для изготовления предметов по уходу за больными. К медицинским стеклам относятся аптекарская посуда, ампулы, флаконы для антибиотиков и т. п. Заводы медицинского стекла выпускают в довольно большом количестве стеклянные трубки и дрот, из которых затем изготовляются шпри-цевые цилиндры, ампулы, флаконы, пробирки и другие изделия. Основные требования к медицинским стеклам сводятся к тому, чтобы они не взаимодействовали с содержащимися в них лекарствами. При хранении лекарственных препаратов не должно происходить изменение их свойств или выделение каких-либо осадков. Поэтому одно из основных требований — достаточно высокая химическая устойчивость по отношению к хранящимся в них препаратам. При хранении в них лекарств, разлагающихся под воздействием солнечных лучей, к стеклу предъявляются требования и по светозащитным свойствам. В тех случаях, когда изделия проходят термическую обработку на горелке, выбирают стекла, обладающие малой склонностью к кристаллизации. Медицинские изделия вырабатывают преимущественно из нейтральных стекол (марок МС-1 и НС-2), из щелочного стекла (марок НБ-1, МТ и ОС) и из светозащитного оранжевого стекла. Кроме указанных оксидов введение в состав новых оксидов допустимо лишь после фармакологической проверки лечебных препаратов, хранившихся длительное время в сосудах из стекла нового рецепта. В зависимости от состава медицинские стекла характеризуются различной химической устойчивостью и имеют различное назначение.

1.2 Марки стекла 

Марки медицинского стекла различного назначения:

1. НС-3 — нейтральное стекло для изготовления ампул и флаконов для растворов веществ, подвергающихся гидролизу, окислению и подобным изменениям (растворы солей алкалоидов);

2. НС-1 — нейтральное стекло для изготовления ампул для растворов веществ, менее чувствительных к щелочам (растворов кальция хлорида, магния сульфата);

3. СНС-1 — светозащитное нейтральное стекло для производства ампул с растворами светочувствительных веществ;

4. АБ-1 — ампульное безборное, щелочное стекло для ампулирования устойчивых веществ в масляных растворах;

5. ХТ-1 — химически и термически стойкое стекло для производства шприцев, бутылок для хранения крови, инфузионных и трансфузионных препаратов;

6. МТО — медицинское тарное обесцвеченное стекло для флаконов, банок и предметов ухода за больными;

7. ОС и ОС-1 — оранжевое тарное стекло для флаконов и банок;

8. НС-2 и НС-2А — нейтральное стекло для изготовления флаконов для крови, трансфузионных и инфузионных препаратов.

    В зависимости от марки стекла и значения рН раствора во время стерилизации и хранения на поверхности стекла

 

 

 

 

 

 

Глава 2 Технология получения стекла.

    Технология получения стекла состоит:

     Шихта - однородная смесь предварительно обработанных, дозированных и увлажненных по заданной циклограмме, сырьевых материалов, которая является сырьём для производства всех видов продукции из стекла.

Технология приготовления шихты включает следующие стадии производства:

1. подготовка сырьевых материалов;

2. приготовление шихты.

2.1 Подготовка сырьевых материалов

    К процессу подготовки сырьевых материалов относятся: сушка, измельчение и просеивание. Сушка производится в сушильном барабане, отапливаемом природным газом.

2.2 Приготовление шихты

    Песок. Если применяют высококачественные пески, то их обработка может ограничиваться промывкой на сотрясательных столах или в гидроциклонах. Для обогащения обычных песков предусмотрены флотация и электромагнитная сепарация.

    Песок со склада подается грейфером в приемный бункер, откуда через лотковый питатель поступает в контактный чан, в котором готовится пульпа. Из контактного чана пульпа поступает на грохот для отделения крупных зерен песка, а затем – на флотацию. После флотации на речном классификаторе происходят отделение мелкой фракции и обезвоживание в вакуумном транспортере, позволяющем снизить влажность песка до 6-10%.

    Затем песок поступает в сушильный барабан и на охлаждение и после этого элеватором подается на контрольный просев и электромагнитную сепарацию. Просеянный песок ленточным транспортером с помощью плужковых сбрасывателей подается в расходные бункера смесительного отделения составного цеха. Если песок не обогащают, то он из приемного бункера ленточным транспортером подается непосредственно в сушильный барабан.

    Доломит и известняк проходит аналогичную обработку. Из приемного бункера лотковым питателем материал подается в щековую дробилку, а затем элеватором - в аэромобильную мельницу на помол и сушилку. Из мельницы материал автоматически подается в промежуточный бункер, а затем – в камерный питатель, из которого сжатым воздухом транспортируется в расходный бункер смесительного отделения.

    Перед поступлением в промежуточный бункер материал проходит электромагнитную сепарацию. Сульфат натрия хранится в мешках и навалом. Сульфат натрия, поступающий навалом, из склада подается грейфером в приемный бункер, откуда лотковым питателем – в зубчатую валковую дробилку. Измельченный сульфат натрия скребковым транспортером и промежуточным ленточным конвейером транспортирует в загрузочное устройство и в сушильный барабан, работающий при 700 С. Высушенный сульфат натрия размалывают в молотковой мельнице. Затем он поступает на контрольный просев и в усреднительную пневматическую установку.  Сульфат натрия, поступающий в мешках, самоходным мешкоукладчиком подается в машину для тарирования, затем транспортируется в приемный бункер и оттуда – в валковую дробилку. Дальнейшая обработка аналогична обработке сульфата натрия, поступающая навалом. Из усреднительной установки материал поступает в камерный питатель, из которого сжатым воздухом транспортируют в расходный бункер. Уголь поступает из приемного бункера через секторный затвор на измельчение в бегуны. После измельчения его просеивают и подают в камерный питатель, откуда сжатым воздухом транспортируют в расходный бункер.

    Сода и пегматит. Мешки с содой из штабелей на складе самоходным мешкоукладчиком подаются в машину для тарирования. Затем сода просеивается, поступает в камерный питатель и сжатым воздухом подается в расходный бункер. Комки слежавшейся соды измельчают в дезинтеграторе и просеивают. Пегматит обрабатывается подобно соде с той лишь разницей, что пегматит не комкуется и не требует домола в дезинтеграторе.

    Бой стекла измельчают до величины кусков 1 – 2 мм.

    Все предварительно обработанные компоненты помещают в бункера смесительного отделения, в котором хранится двухсуточный запас компонентов. Под каждым бункером установлены автоматические весы, отвешивающие компоненты шихты на ленточный конвейер, который транспортирует их в смеситель.

    Песок после отвешивания до поступления на ленту увлажняется в смесительном шнеке. Сульфат и уголь после отвешивания также предварительно смешиваются в лопастном смесителе, а затем поступают на сборную ленту-конвейер.

    Предусмотрена пневматическая подача шихты в бункера загрузки у ванной печи. Параллельно возможна подача шихты в конвейерах, ленточным конвейером или в брикетах, для чего имеется необходимый резерв помещений.

2.3 Варка стекла

    Варка стекла осуществляется в ванной регенеративной проточной печи непрерывного действия с подковообразным направлением пламени. Печи с таким направлением пламени более компактны, в них лучше используется топливо, обеспечивается требуемая настильность факела. Проток позволяет отбирать более охлажденную и лучше проваренную стекломассу, повысить производительность печи (рис.1).

Рис 1.  Рекуперативная ванная печь с протоком: 1 — рекуператор. 2 — горелка, 3 — свод, 4 — варочная часть, 5 — проток, 6 — экран, 7— выработочная часть, 8 — стена, 9 — загрузочный карман

    Шихта и стеклобой загружаются в печь на подслой стекломассы, где нагреваются сверху излучением пламени и кладки печи и снизу расплавом. Уровень стекломассы 50±1,0 мм (уровень рассматривать от верхнего края бруса до зеркала стекломассы).

    Шихта варится на самой поверхности стекломассы. Поступая в печь из загрузочного кармана  9, шихта сначала спекается, затем на её поверхности образуется тонкая плёнка пенистого расплава - варочная пена, которая постепенно стекает и открывает свежую поверхность шихты 4. По мере провара слой шихты разделяется на островки, окруженные пеной, которая растекается до половины длины печи. Вблизи островной шихты в варочной пене встречаются остатки непроварившейся шихты, дальше на ней остаются только пузыри и мошка.

    Часть варочного бассейна, покрытая шихтой и варочной пеной, образует зону варки, за её пределами поверхность расплава бывает покрыта скоплениями выделяющихся пузырей, из-за чего поверхность кажется "рябой". В этой зоне продолжается осветление стекломассы. В зоне осветления над границей варочной пены, поддерживают наивысшую температуру печи, после границы пены устанавливается максимальная температура стекломассы. Затем температуру печи и стекломассы начинают постепенно снижать. В процессе охлаждения заканчивается осветление стекломассы. В студочном бассейне поверхность стекломассы становится зеркальной. Здесь стекломасса приобретает температурную однородность.

    Шихта и отчасти плотная пена не пропускает излучение пламени и кладки печи. Поэтому чем длиннее зона варки, тем меньше тепла проходит в стекломассу, тем холоднее расплав и тем хуже он осветляется, и гомогенизируются. Для получения стекломассы высокого качества длина зоны варки не должна превышать 50-60% отапливаемой части печи.

Процесс варки стекломассы условно подразделяется на пять стадий:

1. Силикатообразование - на этом этапе образуются силикаты и другие промежуточные соединения, появляется жидкая фаза за счет плавления эвтектических смесей и солей. Возникшие в шихте силикаты и не прореагировавшие компоненты вместе с жидкой фазой образуют к концу этапа плотную спекшуюся массу. Первый этап завершается при температуре 950-1150оС.

2. Стеклообразование - образовавшийся на первом этапе спёк с повышением температуры плавится, завершаются реакции силикатообразования, происходит взаимное растворение силикатов. К концу этого этапа появляется неоднородный по составу расплав. Этот этап завершается при температуре 1200-1250оС.

3. Осветление - в течение этого весьма сложного этапа из расплава удаляются видимые газовые включения - крупные и мелкие пузыри. Процесс осветления завершается при температурах 1445-1550оС.

4. Гомогенизация - на этом этапе происходит усреднение расплава по составу, он становится химически однородным. Гомогенизация и осветление протекают одновременно при одних и тех же температурах.

5. Студка - на данном этапе происходит подготовка стекломассы к формованию, для чего равномерно снижают температуру до 1200оС, обеспечивающую необходимую для выработки вязкость стекла.

Рис. 2. Процесс варки. 1- Силикатообразование. 2- Стеклообразование. 3- Осветление и Гомогенизация 4- Студка.

В ванной стекловаренной печи существуют два цикла конвекционных потоков: сыпочный и выработочный, направленные по продольной оси бассейна.

    Внутри сыпочного цикла стекломасса движется сначала по верху от зоны максимальных температур к загрузочной части печи, тормозя продвижение шихты и варочной пены в сторону выработки и отдавая им часть своего тепла, затем опускается вниз и движется в обратном направлении к зоне максимальных температур, где снова поднимается к верху и замыкает цикл. Внутри выработочного цикла стекломасса движется также, но уже в противоположную сторону - к выработке. Часть стекломассы вырабатывается, а остальная часть опускается вниз и движется обратно в варочную часть печи к зоне максимальных температур, где снова поднимается кверху и замыкает цикл. Вертикальная граница разделов этих циклов в зоне максимальных температур называется квельпунктом. 
         2.6Выработкастеклоизделий 
           Изготовление изделий из стекла возможно несколькими способами: отливка в формы, подобно чугуну, штамповка, прокатка, вытягивание в листы, трубки (дрот) и нити. Стекло можно сваривать, спекать и производить его механическую обработку (разрезание, шлифование). Ниже рассмотрены важнейшие методы получения стеклоизделий.

    Вытягивание дрота. Из дрота (стеклянная трубка) вырабатывают многие изделия для медицинских целей: флаконы для антибиотиков и других лекарственных препаратов, ампулы, цилиндры для шприцев и др.