Области применения аэрозолей

Содержание

Введение ………………………………………………………………………4

Глава 1. Литературный обзор………………………………………………...4

1.Определение и классификация  аэрозолей…………………………………4

   1.2.История использования  аэрозолей……………………………………..6

   1.3.Области применения  аэрозолей………………………………………...7

   1.4.Аэрозольная упаковка…………………………………………………...9

   1.5. Пропелленты…………………………………………………………...11

   1.5.1.Пропелленты и  их классификация…………………………………..11

   1.5.2.Сжиженные газы……………………………………………………...12

   1.5.3.Насыщенные углеводороды  парафинового ряда…………………...13

   1.5.4.Сжатые газы (трудносжижаемые)…………………………………...14

   1.5.5.Легколетучие  органические растворители………………………….15

   1.6. Свойства основных  типов пропеллентов…………………………….15

Глава 2. Применение аэрозолей.

2.1. Области применения  аэрозолей………………………………………...20

2.2. Применение аэрозолей  в медицине.

  2.2.1.Аэрозоли как лекарственная  форма…………………………………21

  2.2.2.Преимущества аэрозольной  лекарственной формы………………..22

2.3. Аэрозольная рецептура…………………………………………………24

Глава 3. Производство аэрозолей.

3.1. Основные технологические  комплексные стадии…………………….26

3.2. Требования к производству  аэрозолей………………………………...27

3.3. Технологическая схема  производства аэрозольных упаковок…….....28

Глава 4. Развитие аэрозольных  препаратов.

4.1. Использование аэрозолей  в современной медицинской практике…...30

Заключение…………………………………………………………………...34

Выводы……………………………………………………………………….34

Библиографический список………………………………………………....36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Данная курсовая работа посвящена  изучению аэрозолей, их видов, составу, технологии производства, возможности  применения аэрозолей в различных  областях народного хозяйства и  в особенности – использования  в современной медицинской практике, при создании жизненно важных лекарственных  препаратов.

Глава 1. Литературный обзор

Аэрозоли широко распространены в природе, к ним относятся: туманы, облака, почвенная и вулканическая  пыль, взвешенная в воздухе, и т. д. Аэрозоли образуются также в результате производственной деятельности человека при измельчении горных и рудных пород, добыче каменного и бурого угля, сверлении, шлифовке различных  материалов, неполном сгорании топлива  в силовых установках, при сельскохозяйственных работах, переработке сельскохозяйственной продукции и др. Пыльца многих растений распространяется ветром в виде аэрозоля.

1.1.Определение и классификация  аэрозолей

Аэрозоли - дисперсные системы, в которых дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой - мельчайшие частицы твердого или  жидкого вещества

В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы в аэрозолях  различают пыль (величина частиц более 10 мкм), облака (10-0,1 мкм), дымы (0,1-0,001 мкм). Чем мельче частицы дисперсной фазы аэрозоля и чем больше их количество в единице объема, тем быстрее  идет коагуляция этих частиц с последующим  осаждением. Размер частиц аэрозоля определяет и их способность проникать в  дыхательные пути. Взвешенные в воздухе  микроорганизмы в присутствии мельчайших капелек жидкости сохраняют свою жизнеспособность в течение длительного  времени. Частицы размером до 5 мкм  способны проникать в альвеолы и  задерживаться в них, частицы  размером до 10 мкм и более задерживаются  в верхних дыхательных путях  и бронхах. Поэтому через «воздушную микрофлору» передаются многие инфекционные заболевания (грипп, коклюш, туберкулез и др.).

По химическому происхождению  различают органические и неорганические, по токсичности - токсичные и нетоксичные  аэрозоли. Для оценки опасности и  вредности для здоровья человека наряду со степенью дисперсности аэрозолей  основным показателем служит весовая  концентрация (число миллиграммов распыленного вещества в 1 м3 воздуха).

Биологические аэрозоли —  аэрозоли, частицы которых несут  на себе жизнеспособные микроорганизмы или токсины; радиоактивные аэрозоли — естественные или искусственные  аэрозоли с радиоактивной дисперсной фазой.

 В определенных условиях  при попадании в организм аэрозоли  способны вызывать профессиональные  и аллергические заболевания:  пневмокониозы, пневмомикозы, бронхиты, бронхоальвеолиты, бронхиальную астму  и др. Аэрозоли уменьшают прозрачность  атмосферы, угнетают рост растений, являются причиной смога в  промышленных районах, загрязняют  окружающую среду, способствуют  порче зданий и оборудования. Токсичные аэрозоли вызывают  острые и хронические отравления. В воздухе производственных помещений  и рабочей зоны и в воздухе  населенных мест концентрация  опасных для здоровья веществ  в виде аэрозолей регламентируется  предельно допустимыми концентрациями.

Основная опасность радиоактивных  аэрозолей заключается в попадании  их в организм человека, где они  либо откладываются в тканях легких, либо поступают в кровоток и распределяются в различных органах и тканях. В производственных условиях концентрация радиоактивных аэрозолей регламентируется "Нормами радиационной безопасности" (НРБ).

Важное значение имеют  медицинские и фармацевтические аэрозоли.

Медицинские аэрозоли –  это аэрозольные препараты, используемые для применения терапевтически активных компонентов в виде измельченных частиц или туманоподобных жидкостей  для лечения органов дыхания  и быстрого общего действия или для  местного действия в органах дыхания.

Фармацевтические аэрозоли – это аэрозольные препараты, содержащие терапевтически активные компоненты для местного применения. К этой группе относятся аэрозоли, предназначенные  для введения, например, в глаза, ухо, горло, нос и пр.

1.2. История использования  аэрозолей

Особенность лекарственных  аэрозолей заключается в том, что они использовались в медицине разных народов очень давно, но свое современное наименование получили только в ХХ веке. Вдыхание лекарственных  аэрозолей является одним из древнейших методов лечения. Аэрозоли в виде пара, образующегося при нагревании бальзамических веществ и настоев  из ароматических растений, или дыма при сжигании этих веществ и растений (окуривание), использовались в народной медицине многих стран.

К числу твердых летучих  веществ, используемых в аэрозольной  форме, можно отнести нюхательные  соли, которые были популярны еще  в первой половине XIX века. Основой  нюхательных солей был аммония  карбонат, который легко разлагался на аммиак и углекислоту. Аммония  карбонат пропитывался душистыми веществами, иногда увлажнялся нашатырным спиртом  и выпускался в герметически закрытых склянках.

Также летучими жидкими лекарственными веществами пропитывалась вата или  другой материал с большой поверхностью; изготовленные таким образом  препараты отпускались в виде нюхательных ват. Для использования  их применялись карманные ингаляторы.

Первые аэрозольные упаковки появились в 30-х годах в Европе, когда Ротхейм (Норвегия) начал упаковывать  в баллончики под давлением краски в смеси с пропаном и бутаном. Такие упаковки в настоящее время  представляют музейную редкость. Последующие  попытки были осуществлены в 1937 г. Иддингсом, применившим для заполнения баллонов низкотемпературный метод. Среди пропеллентов, которые он использовал, впервые упоминается фреон-12.

Во время второй мировой  войны инициативу в области разработки аэрозольных упаковок захватили  США. В США аэрозольная упаковка была создана в 1941 г. Она представляла собой средство для уничтожения насекомых.

Интенсивное развитие науки  и техники способствовали развитию промышленности медицинских и фармацевтических аэрозолей.

В промышленном масштабе производство аэрозольных упаковок началось сразу  после второй мировой войны и  успешно развивается в настоящее  время во всех странах.

Первая медицинская аэрозольная  упаковка, выпущенная в 1955 г. в США, была предназначена для ингаляции.

В СССР промышленное производство фармацевтических аэрозолей было организовано в 1969 г., когда на Опытном заводе ХНИХФИ был выпущен аэрозольный ингаляционный препарат «Ингалипт» для лечения острых и хронических заболеваний полости рта и носоглотки.

1.3. Области применения  аэрозолей

Чем тоньше вещество распылено, тем более значительную активную поверхность оно приобретает. Незначительное количество вещества, распыленное в  виде тумана, занимает довольно большой  объем. Подобные свойства присущи только аэрозольным системам, в этом их основное преимущество перед другими  состояниями вещества и на этом основано их широкое применение в самых  различных сферах народного хозяйства.

Аэрозольная форма позволяет  в бытовых и промышленных условиях быстро и без лишних затрат труда  распылять жидкие и порошкообразные  вещества в виде частиц заданного  размера.

Использование аэрозолей  в целях охлаждения и увлажнения воздуха на фермах, складах, теплицах, позволяет поддерживать комфортные условия для пребывания животных, хранения продукции, роста растений.

Важную роль играют аэрозоли в защите сельскохозяйственных и  лесных культур от вредителей, а  также в защите животных и птиц от паразитов и болезней.

Аэрозольный способ применения экономически очень выгоден, так  как он сокращает удельный расход вещества (в 5-10 раз), повышает эффект его  действия и сокращает затраты  труда на обработку.

Аэрозоли успешно применяются  для изготовления парфюмерно-косметической  продукции (дезодоранты, средства по уходу  за волосами, муссы, пены, гели, духи, туалетная  вода, одеколоны и пр.), продукции  бытовой химии (освежители воздуха, полироли, чистящие средства, средства по уходу за мебелью, обувью, антистатики  и др.), средства дезинфекции и  дезинсекции. Аэрозоли применяют для  борьбы с вредителями растений, сорняками, переносчиками болезней человека и  животных. К этим сферам использования  можно добавить и другие типы продукции  в виде аэрозолей, в частности, лаки, краски в аэрозольной упаковке, автомобильные  масла, клеи, монтажные пены, антикоррозионные составы, защитные пленки, составы, очищающие  механизмы от масла и пр. В ряде стран в аэрозольных упаковках  выпускают пищевые продукты: кремы, сбитые сливки, приправки для салатов, майонез, томатный соус, сливочное масло  и др.

Однако наиболее значимым применением аэрозолей можно  считать использование их в медицине. Многие биологически активные вещества вводят в виде аэрозолей в дыхательные  пути больных, в различные полости  организма или наносят на пораженные участки поверхности тела.

1.4.  Аэрозольная упаковка

Общая схема устройства аэрозольной  упаковки и ее составные части  представлены на рисунках 1 и 2.

На рис. 1 показана общая  схема аэрозольной упаковки, которая  состоит из металлического (алюминиевого или жестяного), пластмассового или  стеклянного баллона (контейнера), клапанного устройства 2 с распылительной головкой 3 и сифонной трубкой 4. Поверх распылительной головки обычно надевается защитный колпачок, который предохраняет ее от случайного нажима.

 

         Рис. 1                                                                   Рис. 2

На рис. 2 представлена общая  схема стандартного клапанного устройства. При нажатии головки шток 5 перемещается вниз, образуя затор между кольцевым  выступом 9 и ниппелем 2. Смесь под  давлением по сифонной трубке 8, надетой  на капроновый карман 7, через кольцевой  паз и зазор поступает в  головку. Пружина 6 служит для возвращения  головки в первоначальное положение. Корпус клапана 4 герметически крепится к баллону с помощью резиновой  прокладки 3. При выходе продукта из сопла происходит его механическое распыление.

Имеется очень много конструкций  клапанных устройств в зависимости  от назначения: клапаны для жидких продуктов, пен, вязких продуктов, порошков и суспензий, дозирующие клапаны  и клапаны специального назначения.

Ко всем элементам аэрозольной  упаковки предъявляются достаточно жесткие требования, т.к. они должны выдерживать давление 5-6 атм. Рабочее  давление в баллоне 2-3 атм.

Наиболее распространенным материалом для изготовления аэрозольных  баллонов является металл: белая жесть, черная жесть, алюминий. Металлические  баллоны могут состоять из трех, двух и одной детали (моноблок).

Трехдетальный баллон из белой  жести появился одним из первых и  в настоящее время наиболее распространен. В США баллоны такого типа были выпущены в 40-х годах. Подобный баллон изготавливается по следующей схеме. На листы жести наносится лакокрасочное  покрытие, затем лист на специальном  станке скручивается в цилиндр необходимого диаметра и сваривается по шву. Дно  и крышка изготавливаются отдельно (штамповкой) и прикатываются (привальцовываются ) к корпусу, образуя двойной шов, состоящий из пяти слоев жести.

На современном этапе  развития производства баллонов для  аэрозольной упаковки появились  моноблочные баллоны из алюминия. Благодаря отсутствию швов, они отличаются высокой надежностью в отношении  герметичности и прочности. Цилиндрические корпуса таких баллонов изготавливают  из плоской заготовки с помощью  мощных прессов ударного выдавливания.

Распространению алюминиевых  баллонов способствовали: простая технология изготовления, возможность придания им различной формы и наружного  оформления, в том числе возможность  анодирования.