Настойки в промышленном производстве

6. Аппаратура.

Для производства настоек используется разнообразная  аппаратура и машины, начиная от измельчительных машин, сит, заканчивая фильтрами, центрифугами и др., которые  являются универсальными и используются в производстве других видов продукции.

Специальным оборудованием являются аппараты для экстракции - мацераторы и перколяторы.

Мацераторы  - емкости различного объема (50 л, 100, 500 др.), над днищем имеется ложное дно, предупреждающее засорение крана растительным материалом. Емкость закрывается крышкой. Извлечение сливается через кран. Мацераторы изготовливаются из алюминия, нержавеющей стали, эмалированной жести, реже из керамики.

Перколяторы – алюминиевые, из нержавеющей стали, латунные, реже пластмассовые или стеклянные емкости, имеющие форму цилиндра или конуса, с краном внизу и крышкой вверху. Перколяторы тоже имеют ложное дно, которое закрывается тканью. Перколяторы могут иметь паровую рубашку, вибратор; перколяторы малой емкости - до 250 литров - имеют цапфы и устанавливаются на опорах, что дает возможность их переворачивать вверх дном для выгрузки истощенного сырья.

Крупноёмкие перколяторы (500 и более литров) обычно установлены стационарно и для  выгрузки имеют люки, через которые  и удаляют шрот.

В настоящее  время на производстве используются в основном цилиндрические перколяторы, т.к. у них обеспечивается равномерность истощения материала в разных зонах перколятора (по горизонтальным плоскостям). Дело в том, что в конических перколяторах путь, проходимый экстрагентом по осевой линий и у стенок конуса, т.е. по высоте, и образующей оси треугольника, различен, поэтому сырье раньше истощается по центру перколятора, а позже – в пристенных зонах. Перколяция "размазывается".                                                      

Достоинство конических перколяторов состоит только в том, что они очень легко разгружаются - достаточно перколятор перевернуть вверх дном и все содержимое вываливается наружу. Муравьев И.А. и Пшуков Ю.Г. (ПФМ) предложили "гибрид" цилиндроконического перколятора, обеспечивающего равномерность истощения и легко разгружаемого.[6,8] 

  Соотношение сырья и экстрагента и оптимальная концентрация спирта.

Начиная с ГФ VIII для настоек установлено  весообъемное соотношение между  сырьем и готовым препаратом. Это  означает, что исходное сырье берется в весовых частях, а экстрагента - такое количество, чтобы получилась настойка, или 5 объемных частей (настойка с несильнодействующими веществами) или 10 объемных частей (настойки с сильнодействующими и ядовитыми веществами). В результате принятия весообъемной концентрации значительно упростилось производство настоек (спирт легче отмеривать, чем отвешивать), была внесена ясность в выходе и концентрации несильнодействующих настоек и, наконец, оказалось возможным в аптечных условиях применять отмеривание настоек с помощью бюреток, градуированных в миллилитрах. Все настойки, за исключением одной (эфирно-валериановой), приготовляются на спирту. В связи с этим вопрос о концентрации применяемого для извлечения спирта - по существу вопрос о качестве настоек. Совершенно очевидно, что концентрация спирта должна быть подобрана с учетом растворимости действующих веществ. Наряду с этим должны быть учтены количество и характер сопутствующих веществ. Так, например, может быть такое положение: действующие вещества хорошо и быстро извлекаются 40% спиртом. Но при этой концентрации спирта в вытяжку переходит слишком много сопутствующих веществ, которые будут обусловливать нестойкость препарата при хранении (выпадение осадка) и частичную потерю действующих веществ, адсорбируемых этим осадком. Очевидно, что в этом случае при всей заманчивости использования 40% спирта все же придется остановиться на спирте более высокой концентрации. Наши старые фармакопеи вопросу оптимальной концентрации спирта не уделяли должного внимания. Издавна были приняты две «стандартные» концентрации спирта: 70% и 90%, которыми и пользовались в практической работе. Перевод производства ряда настоек на 40% спирт необходимо рассматривать как первый шаг в области изучения оптимальных концентраций спирта. По-видимому, нельзя ограничиваться теперь уже тремя «стандартными» концентрациями спирта (90%, 70%, 40%), а нужно для каждого вида сырья установить оптимальную его концентрацию, помня, что каждые пять или десять «сэкономленных градусов» спирта ведут к удешевлению продукции и высвобождению значительных количеств ценного экстрагента. Некоторая тенденция в этом направлении уже намечается. Так, среди новых настоек есть препараты, приготовляемые на  30%  спирту  (настойка эвкоммии).

7. Рекуперация спирта.

Одной из обязательных стадий производства настоек и спиртовых экстрактов является рекуперация спирта (или др. ценного извлекателя), оставшегося в клеточном материале.

Как явствует из термина рекуперация (по латински recuperartіo- получение вновь, обратное получение) – это повторное получение отработанного экстрагента.

Несмотря  на прессование, используемое при мацерационном  методе получения настоек, и иногда перколяционном, в растительном сырье  остается значительное (однократное  и более) количество извлекателя, представляющее собой материальную ценность. Только воду не рекуперируют из шрота, остальные экстрагенты – спирт, эфир, хлороформ, дифлорэтан, бензин, петролейный эфир и пр. – изымают из материала и повторно используют в производстве, что, кстати, предусмотрено расходными нормами.

На галеновых  производствах пользуются двумя  методами рекуперации спирта:

а) вымывание  водой (так же можно вымывать ацетон, пропанол, 
метанол);

б) перегонка  с водяным паром (применим для  любых экстрагентов, перегоняемых с  водяным паром).

Первый  метод состоит в том, что истощенное сырье заливается 2-3-кратным объемом воды и настаивается 0,5-2 часа (не более), жидкость сливается, материал прессуется. Полученная жидкость содержит основное количество спирта. После определения количества отмытого спирта промывную воду укрепляют крепким спиртом до требуемой концентрации и используют как исходный экстрагент для одноименной настойки.

Метод прост, поэтому и используется в  мелких галеновых производствах. Существенным недостатком его является то, что во время промывки происходит экстракция водорастворимых компонентов – ВМС-белков, слизей, пектиновых веществ и пр., которые затем оказываются в настойке, завышают %% экстрактивных веществ, выделяются при хранении в виде осадка.

Более совершенным методом рекуперации любых летучих экстрагентов является перегонка с водяным паром. Метод ничем не отличается от производства эфирных масел и ароматных вод: через сырье пропускается острый водяной пар, который увлекает пары спирта. После конденсации получается дистиллят, содержащий воду, спирт и др. летучие включения. После доведения до требуемой концентрации отгон тоже используется для получения только одноимённой настойки или экстракта.

Если  же такой спирт ректификовать, то он может использоваться для получения  любого препарата.

Рекуперацию спирта можно вести непосредственно  в перколяторе, имеющем паровую  рубашку и специальный трубопроводы для вывода паров в конденсатор. Конечно, в таком случае потери спирта сводятся до минимума, и себестоимость  настойки становится ниже.[1]

8. Очистка настоек.

Полученные  настаиванием или перколяцией вытяжки  представляют собой мутные жидкости с большим или меньшим количеством  взвешенных частиц, требующие обязательной очистки. Очистка настоек сводится к их отстаиванию при температуре  не выше 8 °С в течение нескольких суток. В этих условиях из вытяжек выпадают осадки в основном балластных веществ, которые отфильтровывают. Для цели фильтрования могут быть использованы разнообразные фильтры, за исключением работающих под вакуумом, в которых происходит интенсивное испарение спирта.

9. Стандартизация настоек и общие методы испытания.

Вопросу стандартизации настоек стало уделяться  больше внимания, начиная с выхода ГФVIII. Теперь в подавляющем количестве настоек определяется содержание действующих веществ химическим (настойки, содержащие алкалоиды, дубильные вещества, эфирные масла, органические кислоты и некоторые другие вещества) или биологическим (настойки, содержащие гликозиды сердечной группы и горькие вещества) методом. При необходимости испытуемые настойки доводят до требуемого содержания действующих веществ или до соответствующей активности (содержание ЕД) прибавлением чистого экстрагента или настойки с другим содержанием действующих веществ или ЕД.  К общим методам испытания настоек относятся: проверка органолептических признаков и количественное определение спирта, экстрактивных веществ и тяжелых металлов.[2,8]

Проверка  органолептических  признаков.

1. Анализ содержания действующих веществ. Для этого проводится качественный и количественный химический, физико-химический, биологический анализы. Содержание определяемых веществ в настойках выражают в % (м/об). B случае завышенного содержания действующих веществ настойка разбавляется чистым экстрагентом, либо смешивается с настойкой с заниженным содержанием действующих веществ.

2. Стандартизация по сухому остатку. В общей статье "Настойки" ДФУ изложен этот метод. Он обязателен для всех настоек: 2 мл настойки во взвешенном бюксе уваривают, сушат при температуре 100-105⁰С 3 часа в эксикаторе над Р V-валентным оксидом. взвешивают, выражают в %%.

3. По содержанию спирта. Это испытание проводится с каждой настойкой. Спирт определяют по температуре кипения настойки методом отгонки или рефрактометрически по ДФУ 1 2. 9. 10 - методика. Концентрация спирта всегда ниже исходной. Например: настойка ландыша, готовится на 70%-ном спирте, а ФС допускает содержание спирта от 64% и более. Тот же %% спирта должен содержаться в настойках пустырника, полыни, которые также готовятся на 70%-ном спирте; в настойке красавки спирта должно быть не менее 35% (исходный экстрагент- 40% водо-спиртовый раствор); настойке мяты перечной – 81% и 90% - соответственно.

Такое отклонение в концентрации спирта обусловлено  тем, что исходное суховоздушное  растительное сырье содержит до 14-18 и более %% влаги, которая и разбавляет извлекатель. Кроме того, в процессе производства спирт улетучивается (при операциях увлажнения, перколирования, фильтрования и пр.). Если правильно соблюдается технологический процесс, то крепость спирта будет вкладываться в норму, в противном случае (в случае хищений, пролива и др. небрежностей) концентрация спирта конечно окажется ниже требуемой и тогда настойка бракуется, а виновный возмещает материальный ущерб производству.

4. Определение плотности. ДФУ I 2.2.5 пикнометром не более точным до 0.001, ареометром до 0.01. Плотность косвенно характеризует качество настойки. Отклонения свидетельствуют о низком содержаний экстрактивных веществ, спирта, что и обусловливается названными выше причинами.

5. Тяжелые металлы. Обычно допускается наличие следов – не более 0,001% тяжелых металлов. Большой %% свидетельствует об использовании неподходящей аппаратуры (неэмалированный чугун, нелуженая медь, жесть и пр.), некачественной воды, т.е. необессоленной, содержащей завышенный сухой остаток. Определение изложено в ДФУ I 2.4.8 метод А.

6. Метанол 2-пропанол. Допускается не более 0.05 % (об/об) метанола и не более 0.05 % (об/об) 2-пропанола, если нет других указаний в отдельной статье (ДФУ 2.9.11).

7. Микробиологическая чистота. Бактерий должно быть не более 1000 в 1 мл, грибы (плесневые и дрожжевые вместе) не более 100 в 1 мл. Должны отсутствовать бактерии семейств: Staphylococus aureus, Pseudomonas aerugiuesae, Eaterobacteriaceae.

8. Доведение до стандарта. В зависимости от того, какое исправление следует произвести, поступают соответственно - либо разбавляют экстрагентом до нужного содержания действующих веществ (либо биологической активности), или же наоборот укрепляют "слабую" настойку с помощью более "крепкой". В остальных случаях объем настойки доводят экстрагентом до нужного (1:5 или 1:10), но при сохранении требуемых значений плотности, сухого остатка.[1,2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II. Экспериментальная часть.

         Частная технология настоек.

1. Настойки простые.

 Все простые настойки в большинстве случаев приготовляются перколяционным методом. Приведенную на рисунке аппаратную схему производства настоек красавки можно считать типовой для всех настоек, получаемых в соотношении 1:10. Листья красавки, предварительно подсушенные, измельчают на мельнице / в крупный пор ошок, который при необходимости пропускают через сито-трясунок 2, а затем переводят в мацерационный бак 6, где его смачивают 40% спиртом. Экстрагент приготовляют в мернике 3 путем смешения необходимых объемов 95% спирта (из мерника 4) и воды (из мерника 5). Бак 6 закрывают крышкой и оставляют на 4 ч для полного и равномерного пропитывания сырья экстрагентом. После этого набухшее сырье переводят в перколятор 7, укладывая его с достаточной плотностью, наливают из мерника 3 столько экстрагента, чтобы поверх сырья образовалось устойчивое зеркало, перколятор закрывают крышкой и оставляют в покое на 48 ч. По истечении этого срока перколируют с установленной скоростью (1/48 используемого объема перколятора за 1 ч), принимая вытяжку в отстойник 8 и пополняя с той же скоростью убывающий экстрагент в перколятор. Перколяцию прекращают, как только вытекающий перколят будет показывать отрицательную реакцию на алкалоиды (с реактивом Майера). Полученную вытяжку в отстойнике тщательно перемешивают, после чего берут пробу для анализа. На основании полученных результатов вытяжку разводят чистым экстрагентом до требуемого по ГФХ содержания алкалоидов. После этого настойку фильтруют через фильтр-пресс 9 или центрифугируют. Фильтрат поступает в мерник 10, откуда его разливают в бутылки 11. Растительную массу, оставшуюся в перколяторе, подвергают отгонке в аппарате 12. Пары спирта конденсируются в холодильнике 13, собираются в приемник 14, откуда после анализа могут быть направлены в мерник 3 для использования в качестве экстрагента.

 Для приготовления настоек в отношении 1:5 с целью обеспечения полноты истощения действующих веществ извлечение проводят с применением циркуляции вытяжки через перколятор (на рис. 94 этот вариант обозначен пунктиром).  Сведения о простых настойках, выпускаемых промышленностью, приведены в табл. 5.

Технология  их проста: в емкость вливают растворитель, вносят измельченный экстракт, растворяют при помешивании, отстаивают, фильтруют  и стандартизуют. Первую настойку доводят до содержания алкалоида стрихнина 0,24- 0,27%, а вторую - сабура - доводят до 1 литра.