Вакуумный насос - это тип устройства, которое создает частичный вакуум путем удаления молекул газа из герметичного объема. Эти эффективные устройства используются в самых разных отраслях промышленности, включая фармацевтическую промышленность. Вакуумные насосы необходимы для удовлетворения требований к качеству и производства сыпучих лекарственных средств, активных фармацевтических ингредиентов и промежуточных продуктов. Таким образом, вакуумные насосы являются одним из наиболее широко используемых видов оборудования в фармацевтической промышленности.
Области применения вакуумного насоса в фармацевтической промышленности
Вакуумные насосы для сушки
Одним из наиболее распространенных применений вакуумных насосов в фармацевтической промышленности является сушка. Сушка является важнейшим этапом в последовательности фармацевтического производства. Это низкотемпературная процедура, которая проводится сразу после фильтрации или центрифугирования.
Процесс включает в себя отделение жидкостей от твердых веществ путем подачи тепла на влажные продукты с целью испарения влаги и образования твердых компонентов. Для выполнения этой задачи без термического разложения чувствительных биологических и активных ингредиентов используется вакуумная сушка для поддержания более низких температур на протяжении всего процесса.
Вакуумные сушильные камеры используются для сушки очень чувствительных веществ и когда необходимо гарантировать отличную остаточную сушку. Как правило, им требуется очень хороший предельный вакуум в зависимости от степени сушки, максимально допустимой температуры и используемых растворителей. При определенных параметрах процесса образуется большое количество паров, которые могут быть обработаны только насосными системами с достаточно большим объемным расходом.
Требования к процессу:
- условия среднего и высокого вакуума;
- оптимальная теплопередача к образцу для экономии времени сушки;
- в зависимости от материала образца необходимо откачивать большое количество пара;
- необходимо разделение конденсата и частиц между насосом и камерой.
Требования к насосам:
- для водных проб: безмасляные мембранные вакуумные насосы (не обязательно химически стойкие) или для низкого вакуума с масляным уплотнением пластинчато-роторные насосы;
- с высокой химической стойкостью и устойчивостью к образованию конденсата для сушки образцов на основе растворителей;
- максимальный вакуум до 7 мбар;
- вакуумный фильтр на входе (AK) рекомендуется для защиты насоса от частиц и капель жидкости;
- конденсатор для извлечения растворителя для минимизации воздействия на окружающую среду и лабораторный воздух;
- для применения с большим количеством легковоспламеняющихся растворителей: насосы и манометры с одобрением ATEX.
Вакуумные насосы для сушки сублимацией
Сублимация - это процесс, при котором твердое вещество превращается в газовую фазу, не проходя через жидкую фазу. Это позволяет удалять излишки материала без ухудшения состояния конечного продукта. Этот процесс используется при лиофильной сушке в фармацифтической промышлености. Вакуумная система сублимирует материал и отводит его в контролируемую среду, где он превращается в твердое вещество. Для этих целей требуются вакуумные системы с предельным вакуумом от 10-1 до 10-3 мбар.
Требования к процессу
- низкий предельный вакуум, в зависимости от условий процесса;
- объемный расход, соответствующий размеру системы (лабораторная, опытная или производственная установка);
- регулирование температуры и уровня вакуума в зависимости от материала, подлежащего сушке.
Требования к насосу
- максимальный вакуум до 10-3 мбар;
- в зависимости от условий процесса, важна совместимость насоса с конденсатом;
- химическая стойкость имеет важное значение при сушке веществ, содержащих растворители.
Вакуумные насосы для стерилизации
При производстве лекарств стерилизация является чрезвычайно важным процессом, обеспечивающим безопасность препаратов. Стерилизация включает в себя уничтожение всех форм микробной жизни, таких как вирусы, грибки и бактерии. Для успешной откачки воздуха из стерилизационной камеры часто используется вакуумный насос. Вакуумные насосы также помогают максимально эффективно проникать потоку при стерилизации медицинских приборов и оборудования. Для вакуумной стерилизации требуется предельное остаточное давление до 250 мбар.
Вакуумные насосы для дистилляции
Вакуумные насосы также играют ключевую роль в дистилляции. Этот термический процесс включает в себя отделение различных растворителей от жидкой смеси на основе различий в температуре, давлении и составе. Чтобы отделить растворители, пар должен быть удален из кипящей жидкой смеси, а затем повторно конденсирован после выпаривания.
Для удаления неконденсирующейся воды и легких растворителей можно использовать вакуумные насосы. Вакуум снижает давление соединений, что позволяет им кипеть ниже их нормальной температуры кипения, поэтому они не разлагаются на протяжении всего процесса. Вакуумная дистилляция обычно проводится с помощью аспиратора, который работает около 28 мбар.
Вакуумные насосы для дегазации
Дегазация используется для удаления растворенных или остаточных газов в жидком или твердом фармацевтическом продукте. Для осуществления этого процесса используются вакуумные насосы для удаления нежелательных газов из продукта. Это может помочь улучшить качество изделия и предотвратить перекрестное загрязнение.
Требования к насосу:
- безмасляная работа с отличной химической совместимостью;
- соответствующий расход пропорционально объему сосуда;
- способность обрабатывать влажные пары;
- низкий или средний диапазон вакуума.
Вакуумные насосы для кристаллизации
Последний процесс, выполняемый при производстве активных фармацевтических ингредиентов, называется кристаллизацией. Кристаллизация осуществляется путем выпаривания и охлаждения перенасыщенной жидкости с образованием кристаллов. Вакуумные насосы создают давление различной степени для испарения нежелательных веществ.
В заключении…
Из широкого спектра оборудования, используемого фармацевтической промышленностью, преобладают мембранные, водокольцевые, спиральные и винтовые вакуумные насосы. Они используются в исследовательских лабораториях и крупномасштабных установках по производству сыпучих лекарственных средств, активных фармацевтических ингредиентов (API) и производителями промежуточных продуктов. В различных фармацевтических процессах, включая дегазацию, вакуумную дистилляцию, кристаллизацию, сушку, сублимационную сушку и стерилизацию, используются вакуумные насосы. Эти вакуумные насосы обеспечивают высокую эффективность и низкую стоимость эксплуатации за счет минимизации износа и утечек.