Гигиеническая характеристика основных технологических процессов

В химико-фармацевтической промышленности выделяют несколько групп предприятий. Ведущими из них являются заводы по изготовлению синтетических лекарственных препаратов, заводы по производству антибиотиков и предприятия по производству препаратов и готовых лекарственных форм.

В основу промышленного производства синтетических лекарственных средств положено широкое применение органического синтеза, что сближает данные предприятия с промышленностью основной химии.

В особую группу объединяются предприятия антибиотиков. Это связано с тем, что основой технологического процесса получения данных препаратов является биологический синтез.

Характерной особенностью заводов по производству галеновых фармацевтических и готовых лекарственных форм является выпуск большого количества разнообразных лекарственных средств в виде жидких экстрактов и настоек, инъекционных растворов в ампулах, таблеток, драже, пластырей и др.

В промышленном производстве химико-фармацевтических препаратов широко используют разнообразное сырье, получаемое как из растительных и животных продуктов, так и путем химического синтеза. Наиболее распространенным является химическое сырье. Минеральное сырье применяется для производства неорганических солей, а также в качестве ингредиентов для проведения различного синтеза органических соединений. Используется большое количество минеральных кислот и щелочей. Исходное органическое сырье поставляет коксохимическая, нефтехимическая, анилинокрасочная промышленность и предприятия основного органического синтеза.

В производстве лекарственных препаратов широко используется также животное сырье, в частности гистидин получают из крови животных, адреналин — из надпочечников, инсулин — из поджелудочной железы, тиреоидин — из щитовидной железы и т. д.

Все виды технологических операций при получении лекарственных препаратов можно подразделить на подготовительные, собственно процессы получения лекарственного препарата, заключительные и дополнительные операции.

Подготовительные операции — хранение, перемещение твердых, жидких и газообразных материалов, их преобразование: измельчение и дробление твердого сырья, разделение твердых веществ, удаление из них жидкостей и газов с использованием методов отстаивания, фильтрации, центрифугирования, охлаждения, кристаллизации, вакуумирования и др.

В основе собственно процессов получения лекарственных средств лежат обменные, термические, электрохимические, биологические процессы, электролиз и др. В этой стадии технологического процесса находят широкое применение реакции сульфирования, нитрования и галогенирования, аминирования и оксидирования, восстановления и окисления и т. д.

На заключительном этапе лекарственные препараты подвергаются сушке, измельчению, таблетированию, ампулированию, расфасовке и упаковке.

Подготовительные операции. Значительная часть исходного сырья для получения галеновых и синтетических лекарственных препаратов находится в твердом состоянии и подвергается дроблению, размолу. Необходимость в проведении этой операции часто возникает и при получении лекарственных форм (таблетки, драже и др.). Дробление ведется на щековых, валковых, конусных, молотковых и других дробилках. Размол осуществляется с помощью шаровых и фарфоровых мельниц, дезинтеграторов. Небольшие количества лекарственного продукта измельчаются в ступках на механическом приводе, мельницах Исламгулова, "Эксцельсиор" и др.

Профессиональными вредностями при дроблении, размоле и разделении исходных продуктов лекарственных средств являются пыль, интенсивный шум и общая вибрация. Пыль выделяется в месте поступления лекарственного сырья или готового продукта в дробилки и на мельницы и в месте выхода измельченного вещества.

Неблагоприятной в гигиеническом отношении операцией является разделение материалов на фракции. Используемые при этом воздушные сепараторы и механические сита служат значительными источниками выделения пыли. При производстве малотоннажных лекарственных препаратов (например, гормональных) нередко применяется протирка ручным способом на ситах, что связано с выделением пыли и загрязнением кожи и спецодежды работающих.

Для борьбы с выделением пыли необходимы правильная организация технологического процесса и оборудования, укрытие мест выделения пыли с аспирацией запыленного воздуха. Так как шум и вибрация на дробильно-размольных установках могут превышать допустимые величины, данное оборудование требуется размещать в отдельных производственных помещениях, а фундаменты под ними не должны быть связаны с конструкциями здания. В борьбе с шумом и вибрацией необходимо использовать противошумные и виброгасящие устройства и материалы. Управление процессами измельчения и дробления целесообразно осуществлять дистанционно.

Существенное влияние на уровень загрязнения воздуха рабочей зоны вредными веществами на подготовительном этапе оказывает транспортировка исходных компонентов. Это обусловлено большой нагрузкой на коммуникационные сооружения, наличием предназначенных для перемещения веществ механизмов и устройств, не имеющих эффективных вытяжных устройств и необходимой герметичности.

При транспортировке рабочие могут контактировать не только с парами и газами, но и с жидкими и сыпучими вредными веществами. В ряде случаев еще применяются ручная транспортировка, загрузка и выгрузка лекарственного сырья (например, растительного происхождения).

Перемещение жидких веществ производится по трубопроводам при помощи насосов, давлением воздуха или пара, самотеком и за счет вакуума. Газообразные вещества транспортируются при помощи сжатия и вакуума. Подача исходных продуктов сжатым воздухом связана с повышением давления в коммуникационных сетях, что может привести к выделению вредных паров и газов через неплотности в трубопроводах, аппаратах и емкостях. Следует отметить как несовершенную в гигиеническом отношении транспортировку жидких продуктов при помощи насосов, являющихся дополнительным фактором, способствующим загрязнению воздуха химическими веществами. С этой точки зрения наиболее благоприятна транспортировка жидких продуктов самотеком или при помощи вакуума. Основными гигиеническими требованиями к оборудованию являются устойчивость трубопроводов, прокладочного и набивочного материала к действию жидкостей, замена сальниковых насосов на бессальниковые и погружные.

Подача твердого лекарственного сырья (продукты растительного происхождения, органические и минеральные вещества) из сырьевых складов в подготовительные цехи, от одного оборудования к другому осуществляется при помощи ленточных транспортеров, элеваторов, шнеков, а также пневматическими и гидравлическими системами. Способ транспортировки определяется агрегатным состоянием веществ, их токсичностью, характером производства и др.

Давая гигиеническую оценку данным процессам, необходимо отметить, что транспортировка с помощью ленточных транспортеров, шнеков и др. связана со значительным выделением пыли. Наиболее совершенной в гигиеническом отношении является подача сухих исходных продуктов при помощи пневмотранспорта.

Собственно процессы получения лекарственных веществ. Данный технологический этап получения лекарственных препаратов характеризуется большим разнообразием технологических процессов и операций, применяемого оборудования и химических веществ. Значительный удельный вес в промышленном синтезе полупродуктов и лекарственных веществ занимают процессы, связанные с реакциями замещения атомов водорода в ядре ароматических соединений теми или иными группами атомов, превращения уже имеющихся в молекуле органического соединения заместителей в другие с целью придания ему новых свойств и, наконец, изменение углеродной структуры молекулы. Это реакции нитрования, сульфирования, галогениро - вания, восстановления, алкилирования и др. Данные процессы осуществляются в реакторах различных типов, которые получили свое название в зависимости от проводимых в них химических реакций (хлоратор, нитратор, сульфатор и др.).

Реакторы могут работать в условиях повышенного и нормального атмосферного давления или при разрежении. Они могут быть периодического и непрерывного действия. Это стальные, свинцовые или чугунные емкости с мешалками или без них, с обогревом или охлаждением. В зависимости от происходящих в реакторах процессов применяются различные типы мешалок: лопастные, винтовые, рамные, якорные и др.

Основным вредным фактором в реакторном отделении является химический. Местами выделения токсичных веществ из реакторов могут быть сальники мешалок, люки, через которые производятся загрузка и выгрузка продуктов, мерные стекла, смотровые окна, фланцевые соединения. При этом состав и уровень вредных веществ в воздухе рабочей зоны зависят от совершенства применяемого оборудования, вида получаемого лекарственного полупродукта или готового лекарства, режима эксплуатации и других факторов. Неблагоприятная гигиеническая обстановка может быть обусловлена ручными операциями, например, при замере уровня жидкостей, отборе проб. Перевод аппаратуры на вакуумный процесс, применение закрытых реакторов с экранированными двигателями мешалок, а также автоматического контроля в значительной степени снижают выделение вредных веществ в воздух рабочих помещений.

Большой удельный вес на этом этапе занимают процессы разделения химических компонентов. Основным оборудованием для проведения таких операций являются перегонный аппарат и ректификационные установки. Обслуживание данного оборудования связано с возможностью контакта работающих с вредными веществами, которые могут поступать в воздух через коммуникационные системы, люки, краны, места отбора проб и др.

Для разделения суспензий на твердую и жидкую фазы широко используются процессы фильтрации и центрифугирования. Фильтрацию проводят на фильтрах периодического и непрерывного действия. К первым относят нутч-фильтры, фильтр - прессы, листовые фильтры, а ко вторым — барабанные, дисковые и ленточные фильтры. Работа нутч-фильтров и фильтр - прессов часто сопровождается выделением токсичных веществ в воздух рабочей зоны, связана с применением ручного труда и возможностью интенсивного загрязнения кожных покровов и спецодежды. В гигиеническом отношении более благоприятными являются барабанные фильтры, которые герметичны и снабжены вытяжной вентиляцией.

Для быстрого разделения лекарственного полупродукта применяются центрифуги периодического и непрерывного действия. Центрифуги периодического действия менее совершенны и имеют ряд недостатков, главными из которых являются неудобство удаления отжатого материала, применение ручного труда, отсутствие надежной герметичности. Эти недостатки являются причиной выделения вредных веществ в воздух рабочей зоны и загрязнения кожных покровов.

Надежными в гигиеническом отношении являются механизированные и закрытые фильтры, саморазгружающиеся центрифуги с нижней выгрузкой, барабанные вакуум-фильтры и автоматические фильтр-прессы.

Значительная часть полупродуктов и готовых лекарственных средств подвергается сушке. Этот процесс необходим при получении галеновых, синтетических препаратов, антибиотиков, витаминов и др. Влага удаляется механическими (фильтрование, прессование, центрифугирование), физико-химическими (поглощение гигроскопичными материалами) и тепловыми (испарение, выпаривание и конденсация) способами.

В производстве лекарственных препаратов наиболее широкое применение получили камерные, барабанные, распылительные, шахтные и другие сушилки. Работа по обслуживанию большинства сушилок сопровождается повышенным тепловыделением непосредственно на рабочем месте и выделением токсичных веществ.

Существенным недостатком сушилок является недостаточная механизация и герметизация процессов загрузки и выгрузки веществ, подвергающихся сушке, что обусловливает загрязнение воздуха рабочей зоны пылью готового препарата. Значительно меньше выделяется вредных веществ при использовании сушилок непрерывного действия (гребковые, распылительные, сушильные барабаны и др.), обеспеченных полной герметизацией и механизацией процессов загрузки и выгрузки.

Широкое распространение в производстве лекарственных препаратов получили процессы выпаривания и кристаллизации. Первые применяются для получения более концентрированных растворов из менее концентрированных (синтетические и галеновые препараты, антибиотики, витамины и др.). Для этой цели в большинстве случаев используются многокорпусные выпарные аппараты. Неблагоприятными в гигиеническом отношении операциями при работе с ними являются подача растворов и выгрузка готового продукта, поскольку они сопровождаются выделением вредных соединений в воздух рабочей зоны.

Процессы кристаллизации применяются при очистке лекарственных веществ от примесей или выделении из жидкости. Эти процессы проводят в кристаллизаторах открытого и закрытого типа. Основным недостатком данного оборудования является недостаточная герметизация и механизация процессов загрузки и выгрузки лекарственных веществ. Более благоприятные санитарные условия на рабочих местах создаются при обслуживании вакуум-кристаллизаторов.

Получение готовых лекарственных форм в виде таблеток, драже, ампул складывается из многих подготовительных и основных процессов и операций, осуществляемых в определенной последовательности на соответствующем оборудовании (см. главу 12).

Заключительные операции. В заключительной стадии технологического процесса лекарственные вещества подвергаются маркировке, упаковке и фасовке. Упаковка лекарственных форм производится в пластмассовую, бумажную и стеклянную тару. Большинство операций на данном этапе механизировано. Вместе с тем ручные операции на отдельных предприятиях составляют еще значительную часть.

Основным неблагоприятным в гигиеническом отношении фактором в данной стадии производства лекарственных препаратов является пыль. Работающие, как правило, подвергаются воздействию пыли сложного состава, поскольку одновременно могут проходить фасовку и упаковку несколько видов лекарственных препаратов.

Работа при полумеханизированном и особенно ручном способе расфасовки и упаковки таблеток, ампул, драже, а также заклеивании коробок и конвалют полосками целлофана и ряд других операций связаны с вынужденным положением тела.