Очистка растворов от механических включений (процеживание, фильтрование)

Для модернизации операций процеживания и фильтрования, а также  для сокращения значительного расхода  фильтровальных материалов целесообразно  применение стеклянных фильтров.

Стеклянные фильтры представляют собой пористую пластинку, получаемую спеканием при высокой температуре  стеклянного порошка, содержащего  зерна определенной одинаковой величины. Пористые стеклянные пластинки впаиваются в стеклянные воронки или другие обоймы, имеющие различную форму.

Для фармацевтической практики наиболее удобны фильтры в форме  воронок Бюхнера, имеющие верхнюю часть в форме цилиндра различной ширины и высоты. Вследствие меньшей площади фильтрующей поверхности и связанной с этим меньшей скоростью фильтрования обычные конические воронки менее целесообразны.[2]

 

                                        

 

Рисунок 4. Воронка  Бюрхера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1. Фильтры, применяемые для отчистки растворов

	Фильтр №1	Фильтр №2	Фильтр №3	Фильтр №4
Средний поперечник пор, мкм	90-150	40-90	20-40	10-20
Условия фильтрации	Фильтрование идет  легко, под давлением  собственной массы  жидкости	Фильтрование идет медленно, целесообразно слабое   отсасывание	Необходимо отсасывание	Необходимо разрежение не менее 200 им рт. ст.
Качество фильтрации	Удаляются   частицы,    различимые невооруженным глазом	Удаляются обыкновенные взвеси	Удаляются обычные мути	Удаляются тонкие мути

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Фильтрующие материалы в аптеке. Фильтрующие приборы в фармации

В зависимости от свойств  и количества фильтруемой жидкости, а также требуемого качества фильтрата применяют различные фильтрующие материалы. Фильтрующие материалы (фильтрующие перегородки) должны обладать: 1) пористостью, причем размер пор должен быть таков, чтобы твердые частицы, содержащиеся в жидкости, задерживались на фильтре, 2) химической стойкостью в фильтруемой среде (т. е. не вступать в химическое взаимодействие с составными частями раствора и не загрязнять его) и 3) определенной механической прочностью. Вместе с тем фильтрующие материалы не должны адсорбировать лекарственные вещества.

Для процеживания жидкостей применяют крупнопористые материалы: гигроскопическую вату, марлю (сложенную в несколько слоев), реже полотно, холст и другие ткани. Для фильтрации жидкостей употребляют мелкопористые материалы — наиболее часто фильтровальную бумагу и иногда специальные приборы, мелкопористые фильтры (стеклянные и керамиковые). Все применяемые фильтрующие материалы по своему качеству должны полностью удовлетворять требованиям, приведенным в соответствующих ГОСТах или ГФ.

  Вата должна быть обезжиренная, достаточно чистая и длинноволокнистая, не должна содержать кислых, щелочных и восстанавливающих веществ. Содержание в ней примесей хлоридов, сульфатов, солей кальция и красителей допускается только в очень незначительных количествах. Наиболее пригодной для процеживания жидкостей является вата медицинская (глазная), вырабатываемая из хлопка не ниже I сорта. [4]

Марля должна быть обезжиренная, неапретированная, не содержащая примесей крахмала и других веществ, в 1 см² марли должно быть определенное количество продольных и поперечных ниток.

Фильтровальная бумага должна применяться по возможности из чистой клетчатки, в ней не должно быть темных или просвечивающих мест, примесей древесины, амилоидов, хлоридов, солей железа и т. п. Этим требованиям удовлетворяет фильтровальная бумага марки Ф-1М.

  При фильтрации сквозь фильтровальную бумагу, содержащую различные примеси, может происходить изменение растворов лекарственных веществ (например, растворы натрия салицилата, салюзида растворимого и других веществ, являющихся производными фенола, розовеют в случае содержания в фильтровальной бумаге примеси железа; раствор адреналина теряет свое физиологическое действие и т. д.). Поэтому для фильтрации таких растворов следует применять беззольные фильтры (марка ФО-М и др.). При фильтрации сквозь бумагу может также иметь место адсорбция бумагой растворенных веществ. При водных жидкостях бумага электризуется отрицательно и сравнительно легко адсорбирует положительно заряженные частицы. Бумага адсорбирует алкалоиды, красящие вещества (метиленовую синь, риванол и т. п.) и ферменты (пепсин). Кроме того, следует иметь в виду, что растворы, содержащие окислители (например, калия перманганат, серебра нитрат и т. п.), восстанавливаются целлюлозой, а в водных растворах едких щелочей фильтровальная бумага набухает.[5]

 

   Рисунок 5. Беззольные фильтры

 

 В аптечной практике фильтрацию и процеживание производят преимущественно при помощи стеклянных воронок. Они бывают двух видов: под углом в 45° (аптечные) и под углом 60° (химические). Для удаления из растворов незначительных по объему примесей более удобны аптечные воронки. Кроме гладких воронок, имеются и так называемые фасонные воронки; с шаровидным утолщением у перехода в узкую часть (для вкладывания ваты), с ребристой внутренней поверхностью (для увеличения фильтрующей поверхгости) и т. п..

 При процеживании жидкости сквозь ткань в сосуды, имеющие значительную открытую поверхность (широкогорлые банки, ступки и т. п.), пользуются деревянной рамкой (тенакулум) с прикрепленной к ней тканью (колатуркой). В аптеках все более широкое применение находят стеклянные фильтры с перегородками из пористого стекла. При их применении исключается возможность адсорбции растворенных веществ, а также потеря фильтруемого раствора. Особенно удобны они для фильтрации растворов алкалоидов-красящих веществ и ферментов, адсорбируемых бумагой, растворов окислителей, восстанавливающих целлюлозу, и некоторых других. Эти фильтры выпускаются с разным диаметром пор.

Фильтрация сквозь фильтры  № 3 и 4 требует создания разрежения в приемнике. Для фильтрации инъекционных растворов применяют также керамиковые фильтры.[8]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.ТЕХНИКА ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ

В аптечных условиях растворы для наружного и внутреннего применения процеживают («пропускают») сквозь вату, растворы для инъекций и глазные капли (где требуется достижение очень высокой чистоты раствора) фильтруют сквозь бумажный фильтр с подложенным под него ватным тампоном.

 

 Рисунок 6. Процеживание глазных капель

 

Процеживание сквозь вату дает не всегда одинаковые результаты. Чистота раствора будет тем больше, чем плотнее свернут тампон ваты и чем туже он вложен в воронку. Однако при очень плотном слое ваты процеживание сильно замедляется. Воронки подбирают с расчетом, чтобы они вмещали сразу 25—30% жидкости, подлежащей процеживанию или фильтрации.

 При фильтрации применяют два вида бумажных фильтров: складчатые, или плоеные, и гладкие. В аптечной практике применяют большей частью складчатый фильтр. Этот фильтр благодаря большому количеству складок имеет большую фильтрующую поверхность, не прилегает плотно к стенкам воронки, а поэтому и фильтрация протекает быстрее. Изготовляют его из квадратного куска фильтровальной бумаги, который складывают сначала пополам, а затем несколько раз по диагонали. Узкий конец фильтра не следует делать острым, так как это может привести к разрыву бумаги. Для устранения переливания жидкости через край воронки высота фильтра должна быть ниже высоты воронки на 0,5—1 см. Для предохранения фильтра от разрыва рекомендуется подкладывать небольшой неплотно свернутый тампон ваты и жидкость наливать понемногу по стенке фильтра. Воронка помещается в склянку таким образом, чтобы ее конец находился несколько ниже внутреннего края горлышка склянки.

 Воронку над склянкой закрепляют с помощью штатива. При процеживании или фильтрации без штатива, если узкая часть воронки очень плотно прилегает к горлышку склянки, между воронкой и горлышком склянки помещают свернутую в несколько слоев полоску бумаги, которую сгибают под углом, чтобы она при снимании воронки не упала в жидкость. Нижний конец трубки должен находиться ниже горлышка склянки.

  Для предохранения жидкости от загрязнения воронку следует накрывать чистой пластинкой из пластмассы или стекла. Чтобы волокна ваты или бумаги не попали в готовый раствор, сначала процеживают или фильтруют только часть жидкости, собирая фильтрат в отдельный сосуд и затем возвращая его вновь на фильтр. Происходящая при этом некоторая потеря жидкости (на пропитывание бумаги и ваты) при значительном количестве процеживаемой или фильтруемой жидкости не имеет существенного значения.

 Чистоту жидкости проверяют путем легкого встряхивания и перевертывания укупоренной склянки с жидкостью и последующего ее наблюдения в прямом и отраженном свете. Если в жидкости содержатся взвешенные частицы, то они при этом опускаются вниз и попадают в поле зрения.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. СТЕРИЛЬНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ

Под стерильной фильтрацией понимается освобождение жидкостей от микроорганизмов путем их задержки на специальных микропористых фильтрах. В аптечной практике такие способы освобождения от микроорганизмов могут найти применение, хотя чаще используются в заводском производстве. Обеспложиванию механическими способами обычно подвергаются растворы термолабильных веществ, но эти методы могут оказаться полезными и в случае применения их в качестве   предварительной   операции   перед   термической   стерилизацией.

Основное действие применяемых в этом случае микропористых перегородок состоит не в механической задержке, а в адсорбции микроорганизмов на большой поверхности, образуемой стенками пор фильтра. Микробиологами показано, что адсорбционная способность фильтров может зависеть от вида микроорганизма, его концентрации в растворе и условий фильтрации.[9]

Механическое обеспложивание раствора осуществляется с помощью  керамических, стеклянных, мембранных фильтров и фильтров из волокнистых  материалов.

5.1 Керамические фильтры. К таким фильтрам относятся так называемые бактериологические свечи, которые имеют вид полных цилиндров из неглазированного фарфора, открытых с одного конца. Фильтрование проводят двояко: либо жидкость вводят внутрь фильтра и она, просачиваясь через пористые стенки, вытекает в стерильный сосуд (свечи Шамберлана), либо, наоборот, жидкость просасывают через стенки внутрь свечи и оттуда она выводится наружу (свечи Беркефель-да). Свечи работают под вакуумом (по типу воронок Бюхнера). Свечи тем действеннее, чем меньше и    равномернее   их поры.     Малейшая  трещина делает    их     непригодными. Через один фильтр    можно пропускать     только     одноименные жидкости. В связи с    прорастанием    фильтров (засасывание микробов внутрь свечи)  необходима периодическая очистка (выщелачивание бактериальных тел паром в автоклаве) или стерилизация сухим паром при 160-170 °С в течение 1 ч.

5.2 Стеклянные фильтры. Представляют собой пластинки, сваренные из стеклянных зерен. Выпускаются с порами различных размеров. Фильтры с большей величиной пор используются для предварительной (нестерильной) фильтрации. Отечественные фильтры № 5 с размером пор 0,7-1,5 мкм пригодны для стерильной фильтрации. Стеклянные фильтры удобны, дешевы и просты. Фильтрование производят под вакуумом. Фильтрации через стеклянные (и мембранные) фильтры должна предшествовать фильтрация через обычные бумажные фильтры во избежание загрязнения фильтра. При работе поры стеклянного фильтра забиваются микробными телами и различными посторонними частицами, поэтому время от времени фильтры очищают с помощью хромовой смеси, а затем тщательно промывают водой. Еще лучше, если на стеклянный фильтр предварительно положить 1-2 кружка фильтровальной бумаги, которые после фильтрации выбрасывают; при этом фильтр не засоряется продолжительное время.

5.3 Мембранные фильтры. Применяются для достижения полной стерильности. Фильтрующей частью является мембрана - пористый диск из эфиров целлюлозы, толщиной примерно 100 мкм, с порами размером от 0,2 до 3 мкм. Они устойчивы к действию воды, разбавленных кислот и щелочей, но чувствительны к спирту и эфиру. После высушивания мембранные фильтры становятся хрупкими, поэтому их хранят в дистиллированной поде с добавлением консерванта.[3]

5.4 Фильтры из волокнистых материалов. К этой группе бактериальных фильтров относятся фильтры Зейтца, фильтр Сальникова (СФ). Основными частями фильтра СФ (рис. 1) являются корпус, состоящий из крышек 1 и 2 с входными штуцерами 5 и рам 3 (3 или 7 шт.) с сетками 4 и штуцерами 7. Для фильтрации служат асбестовые пластинки, имеюшие диаметр 300 мм. Пластины вкладывают между рамами и крышками. Крышки и рамы соединяются между собой с помощью шпилек 6 и гаек-барашов 8. Фильтруемая жидкость проникает через асбестовые пластины, попадает в межсеточное пространство и выходит наружу через выходные штуцеры рам. Фильтр Сальникова работает под давлением. Перед работой собранный фильтр подвергают стерилизации.[10]

 
Рисунок 7. Фильтр Сальникова (СФ)                   Рисунок 8.Стеклянный фильтр

 

 

 

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Процеживание и фильтрование в аптечной практике используют для  очистки лекарств от нерастворимых  примесей.

Процеживание применяют  для удаления сравнительно грубозернистых примесей; фильтрование предполагает более тщательную очистку жидкости, в том числе удаление мелких взвешенных частиц (мутей), делающих раствор не вполне прозрачным.

Фильтрование и процеживание представляют собой пропускание жидкости через различные пористые материалы, дающие возможность относительно свободного протекания раствора, но механически задерживающие нерастворимые примеси, иногда поглощающие их, а также некоторые растворимые вещества (адсорбция).