Влияние параметров гомогенизации на дисперсность эмульсий

АННОТАЦИЯ

Изучено влияние параметров гомогенизации на дисперсность эмульсии. Определена зависимость размера частиц от скорости диспергирования и количества получаемой эмульсии. Установлено, что для различного количества эмульсии с увеличением скорости перемешивания дисперсность масляной фазы практически не изменяется, а характер распределения капель эмульсии по размерам зависит от времени гомогенизации.

Ключевые слова: гомогенизация, дисперсность, эмульсия, фаза, мицелла.

Сегодня наиболее общепринятым способом получения эмульсионных мазей является метод обращения фаз (PIT-метод - аббревиатура от английского «phase inversion temperature» - температура обращения фаз). В этом случае в качестве эмульгаторов используются смесь эмульгаторов первого и второго рода. Жидкокристаллическая (ЖК) фаза формируется при температуре помутнения (точка помутнения) [1]. Большие мицеллы, образованные дегидрированными эмульгаторами, разрушаются, и неионогенные ПАВ формируют ЖК фазы, которые обладают чрезвычайно низким поверхностным натяжением и переходят в масляную фазу с образованием обратных мицелл - в этой точке фазы обращаются, и масляная фаза становится непрерывной, внешней фазой. Если провести гомогенизацию при Р1Т, образуются наноэмульсии [2, 3].

На практике не так просто произвести подобные эмульсии, поскольку температурный диапазон для гомогенизации слишком мал. Воспроизводимость качественной эмульсии (особенно если необходимо произвести сразу большие количества) может быть проблемой. Температура, до которой необходимо нагреть эмульсию, составляет приблизительно 85°С, само нагревание - это не только дополнительные финансовые расходы, но и немаловажный временной фактор. Эмульсионные мази, полученные методом Р1Т-эмульгирования, могут иметь проблемы с температурной стабильностью при хранении [4, 5, 6]. Небольшие отклонения в составе и качестве сырьевых компонентов, выбор консерванта оказывают влияние на стабильность продукта и его общее исполнение [7, 8, 9].

Целью данной работы явилось изучение влияния количества получаемой эмульсионной основы и времени гомогенизации на размер капель масляной фазы.Объектом исследования служил препарат «Молозоль» - гель-крем, в котором вспомогательными веществами были гелеобразователь и гидрогенизированное касторовое масло (эмульгин), которые образовывали эмульсию первого рода. Размер частиц определяли с помощью счетчика «NanoSizer Coultronics» (Франция).

Для определения влияния технологических параметров на размер капель масляной фазы готовили три серии эмульсионной основы:

  1. серия - 2 кг получали в лабораторном реакторе с использованием роторно-пульсационного аппарата (скорость гомогенизации 3000 об/мин).
  2. серия - 50 кг, реактор с якорной мешалкой и коллоидной мельницей погружного типа (скорость гомогенизации 2000 об/мин).
  3. серия - 250 кг, стальной реактор с якорной мешалкой и роторно-пульсационным аппаратом (скорость вращения около 3000 об/мин).

Для стеклянного реактора и параметров смешивания (рис. 1) необходимо гомогенизировать смесь, по крайней мере, 9-10 минут, Чтобы достичь необходимого размера капель и температурной стабильности. При таком режиме полученная эмульсия находится в области микроэмульсий. Рис. 2 показывает, что передача энергии для 50

кг эмульсии недостаточна для достижения необходимого размера капель, и увеличение времени гомогенизации по времени не приводит к улучшению данного показателя, размер частиц составляет примерно 0,6 мкм. Наклон кривой зависимости соотношения объемов фаз от вязкости очень крутой при данном соотношении. В такой ситуации достаточно уменьшить на несколько процентов содержание воды в масляной фазе. Уменьшение содержания воды в фазе на 20 % приводит к заметному уменьшению размера частиц масляной фазы (до 0,35 мкм в течение 1 часа гомогенизации).

При получении эмульсии в количестве 350 кг (рис. 3) отчетливо наблюдается, что необходимый размер капель может быть достигнут через 20 минут гомогенизации (средний размер капель - 0,34 мкм, из них 99,8 % - менее 1 мкм). Для дальнейшего уменьшения размера частиц (до 0,32 мкм) необходимо проводить гомогенизацию в течение 1 часа. Но на практике это нецелесообразно с экономической точки зрения. Чтобы ускорить процесс на 1520 минут, можно изменить соотношение фаз в составе эмульсии.

Выводы:

  1. Изучено влияние параметров гомогенизации на гель-эмульсионную основу первого рода.
  2. Установлено, что при получении эмульсий методом инверсии фаз наблюдается зависимость размера частиц масляной фазы от количества полученной эмульсии.
  3. При скорости гомогенизации около 2-3 тыс. об/мин для промышленных реакторов следует проводить гомогенизацию течение одного часа.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Whistler R. L. Industrial Gums: polysaccharides and their derivatives / R. L. Whistler // - San Diego: Academic Press, 2003. - P. 490.
  2. Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств: в 2-х томах. Т. 2 / И. М. Перцев и др. Под ред. / проф. И.М. Перцева и И. А. Зупанца. - X.: НФАУ, 1999. - 431 с.
  3. Багирова В. Л. Мази. Современный взгляд на лекарственную форму / В. Л. Багирова, Н. Б. Демина, Н. А. Кулинченко // Фармация. - 2002. - № 2. - С. 24-26.
  4. Семкина О. А. Вспомогательные вещества, используемые в технологии мягких лекарственных форм (мазей, гелей, линиментов, кремов): обзор / О. А. Семкина [и др.] // Химико-фармацевтический журнал - 2005. - Т. 39. - № 9. - С. 45-48.
  5. Титова А. В. Вспомогательные вещества, используемые в производстве лекарственных средств. Проблемы и подходы к их решению / А. В. Титова // Фарммедобращение - 2005: материалы совещания, Москва, 24-26 окт. 2005. - М., 2005. - С. 205.
  6. Handbook of Hydrocolloids / G. O. Philips - Cambridge: Woodhead Publishing, 2000. - 520 р.
  7. Астахова А. В. Современные технологии лекарственных форм: получение, исследование и применение комплексов включения лекарственных веществ с циклодекстринами: обзор / А. В. Астахова, Н. Б. Демина // Химико-фармацевтический журнал - 2004. - Т. 38. - № 2. - С. 46-49.
  8. Большаков В. Н. Вспомогательные вещества в технологии лекарственных форм / В. Н. Большаков // Л.: Ленинградский химико-фармацевтический институт, 1991 - 48 с.
  9. Коллоидная химия поверхностно-активных веществ и полимеров / под ред. В. Е. Кима, А. С. Гродского. - Москва : Топ - Книга, 2003. - 143с.
Теги: Рис
Год: 2012
Город: Шымкент
Категория: Медицина