Способ получения порошков микронизированных частиц

Изобретение относится к биотехнологии, медицине, парфюмерной промышленности, к производству лекарственных и биологически активных веществ. Задачей изобретения является создание способа получения порошков растворимых в жидкостях веществ с субмикронными размерами частиц с близким к монодисперсному фракционному составу без использования глубокого замораживания материала. Для этого способ получения порошков микронизированных частиц включает растворение вещества в жидкости и последующее его распыление. Процесс распыления производят с помощью ультразвукового генератора аэрозолей. Полученный аэрозольный туман высушивают в потоке газообразного теплоносителя. Высушенные частицы порошка, из которого получают микронизированные частицы, концентрируют фильтрацией через микропористый материал с размером пор, меньшим, чем размеры микронизированных частиц порошка. Техническим результатом изобретения является сохранность биологически активных соединений в конечном продукте, т.к. в процессе его получения не используются посторонние химические вещества или воздействие повышенных температур, а средняя плотность ультразвуковой энергии не превышает значений, приводящих к изменениям свойств веществ. 1 ил.

 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к микронизации частиц твердых тел, растворимых, например, в воде или других растворителях с целью использования в качестве биологически активных соединений, например, в медицине.

Известны способы получения частиц различных веществ, с характерными размерами в сотни и десятки нанометров:

- с применением мембранного миксера, в котором одна жидкость добавляется в другую, при этом микропористая мембрана, через которую пропускается вторая жидкость, подвергает последнюю микрофильтрации с уменьшением размера отфильтрованных частиц [1];

- диспергированием механическим, ультразвуковым [2], электроискровым, самопроизвольным;

- конденсацией, десублимацией, кристаллизацией, молекулярными пучками, катодным распылением, синтезом, пиролизом, восстановлением ионов металлов [3];

- молекулярным наращиванием [3].

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ размола для получения тонко измельченных медицинских субстанций, включающий растворение вещества, помол путем распыления кристаллического вещества с использованием мельничной среды с температурой от -30 до -120°С, включающей гелий [4].

Недостатками известных способов микронизации частиц является необходимость использования низких температур, а также трудность регулирования их размеров и получения частиц с заданными размерами.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения порошков растворимых в жидкостях веществ с субмикронными размерами частиц с близким к монодисперсному фракционному составу без использования глубокого замораживания материала.

Указанная задача достигается тем, что в способе, предусматривающем растворение вещества в жидкости и последующее его распыление, процесс распыления согласно изобретению проводят с помощью ультразвукового генератора аэрозолей, а полученный аэрозольный туман высушивают в потоке газообразного теплоносителя и высушенные частицы порошка концентрируют фильтрацией через микропористый материал с размером пор, меньшим, чем размеры микронизированных частиц порошка.

Размеры получаемых при этом частиц легко вычислить заранее, зная преобладающие размеры микрокапель в ультразвуковых аэрозолях [2] и задавая концентрации растворов.

Рассмотрим пример таких вычислений.

Объем капли воды диаметром 5 мкм равен примерно 65 мкм3, растворенное в ней вещество при его плотности, близкой к плотности воды и концентрации 1% занимает ~0,01 объема. Следовательно, после высушивания линейные размеры частицы, при условии ее плотной упаковки и форме, близкой к шару, окажутся равными ~0,6 мкм. При более высокой плотности вещества размеры высушенной частицы будут еще меньшими. Например, для веществ с плотностью, вдвое превышающей плотность воды (плотность хлористого натрия 2,16 г/см3), размеры полученных из раствора с концентрацией 1% частиц составляют 0,2-0,3 мкм.

Реализация заявляемого способа осуществляется при использовании ультразвукового генератора аэрозолей и показанной на схеме сушильно-фильтрационной камеры. Размеры частиц полученного порошка контролируются, например, с помощью компьютерного фазового микроскопа (КФМ) «Эйрискан» [5, 6].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В рабочую емкость 1 генератора аэрозолей 2 помещаем водный раствор поваренной соли 3 с концентрацией 1%, включаем ультразвук с частотой 2,64 МГц, (частота, разрешенная Международным электротехническим комитетом для промышленного и медицинского применения), сфокусированный на поверхность жидкости, и получаем аэрозоль с размерами микрокапель преимущественно 5 мкм, подаем аэрозоль на вход распылительной сушилки 4 и получаем на выходе порошок, размеры частиц которого, определенные с помощью микроскопа Эйрискан [5, 6], составляют в среднем 0,2-0,4 мкм.

Пример 2. В рабочую емкость 1 генератора аэрозолей 2 помещаем водный раствор поваренной соли 3 с концентрацией 3%, включаем ультразвук с частотой 2,64 МГц, сфокусированный на поверхность жидкости, и получаем аэрозоль с размерами микрокапель преимущественно 5 мкм, подаем аэрозоль на вход распылительной сушилки 4 и получаем на выходе порошок, размеры частиц которого, определенные с помощью микроскопа Эйрискан, составляют 0,4-0,6 мкм.

Пример 3. В рабочую емкость 1 генератора аэрозолей 2 помещаем водный раствор поваренной соли 3 с концентрацией 10%, включаем ультразвук с частотой 2,64 МГц, сфокусированный на поверхность жидкости, и получаем аэрозоль с размерами микрокапель преимущественно 5 мкм, подаем аэрозоль на вход распылительной сушилки 4 и получаем на выходе порошок, размеры частиц которого, определенные с помощью микроскопа Эйрискан, составляют 0,6-0,9 мкм.

Сохранность биологически активных соединений в конечном продукте очевидно весьма велика, т.к. в процессе его получения не используются посторонние химические вещества или воздействие повышенных температур, а средняя плотность ультразвуковой энергии не превышает значений, приводящих к изменениям свойств веществ, что подтверждается широким применением лекарственных аэрозолей в медицинской практике.

Приведенные примеры иллюстрируют, что высушивание аэрозолей, полученных из растворов, например, хлористого натрия с концентрациями 1-10% позволяет получить частицы веществ с субмикронными заранее заданными размерами в интервале от 0,3 до 0,7 мкм, близкими по фракционному составу к монодисперсным.

Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что представленное изобретение, предназначенное для микронизации частиц, обладает заявленными выше свойствами. Для заявленного способа, в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.

Список литературы

1. Preparation of perylene nanoparticles with a membrane mixer. Jia Zhiqian, Xiao Debao, Yang Wensheng, Ma Ying, Yao Jiannian, Liu Zhongzhou. J. Membr. Sci., 2004. 241, №2, с.387-392.

2. «Ультразвук» Маленькая энциклопедия. Главн. редак. И.П.Голямина. Изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1989, 399 стр.

3. Зимон А.Д. Коллоидная химия (в т.ч. и наночастиц): Учебник для вузов, 5-е изд., доп.и испр., М: Агар, 2007 г.

4. Отелен Ж.Р.(Фр), Хосек П. (Фр). Способ размола для получения тонко измельченных медицинских субстанций. Патент №2234375, 2004 (англ.).

5. Тычинский В., Куфаль Г., Вышенская Т., Переведенцева Е., Никандров С., Измерения субволновых структур лазерным фазовым микроскопом «Эйрискан», Кв. Электроника, 24(8): 754-758 (1997);

6. Tychinsky V.P. On superresolution of phase objects, Opt. Comm. 74(1, 2): 41-45 (1989).

Способ получения порошков микронизированных частиц, включающий растворение вещества в жидкости и последующее его распыление, отличающийся тем, что процесс распыления производят с помощью ультразвукового генератора аэрозолей, а полученный аэрозольный туман высушивают в потоке газообразного теплоносителя и высушенные частицы порошка концентрируют фильтрацией через микропористый материал с размером пор, меньшим, чем размеры микронизированных частиц порошка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей, в частности воды и водных растворов, используемых при тушении пожаров в закрытых помещениях, может быть применено и для целого ряда производственных процессов.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в различных отраслях промышленности для очистки запыленных газов. .

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в различных отраслях промышленности для очистки запыленных газов. .

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в различных отраслях промышленности для очистки запыленных газов. .

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в различных отраслях промышленности для очистки запыленных газов. .

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. .

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли и химических вредностей и может найти применение, например, на предприятиях черной металлургии. .

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости

Изобретение относится к области ультразвуковой техники, а именно к устройствам для мелкодисперсного распыления (диспергирования) жидкостей, и может быть использовано в наноиндустрии, химико-фармацевтической и медицинской промышленности

Изобретение относится к химической, микроэлектронной и другим отраслям промышленности и может быть использовано для построения ультразвуковых распылителей

Изобретение относится к области ультразвуковой техники, а именно к устройствам для мелкодисперсного распыления жидкостей, и может быть использовано в наноиндустрии, химико-фармацевтической и медицинской промышленности

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. Акустическая вихревая форсунка содержит корпус, элементы для подвода жидкости и воздуха, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, образующую с внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра винтовую внешнюю полость, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, соединенное с трубкой для подвода жидкости под давлением, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями, и которая жестко закреплена во втулке большего диаметра через герметизирующую прокладку, имеющую, по крайней мере, одно дроссельное отверстие, и образующую с торцевой поверхностью шнека и внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра - цилиндрическую камеру, которая посредством канала соединена с источником сжатого воздуха, а в цилиндрической полости фасонной втулки расположен свободный конец трубки для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце, которое с герметизирующей прокладкой образует коническую резонансную камеру, при этом дроссельное отверстие выполняет функцию горловины резонатора «Гельмгольца». Технический результат повышение эффективности распыления жидкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности для получения сорбентов и носителей катализаторов, в порошковой металлургии, а также в фармацевтике при получении носителей для активных ингредиентов и инкапсулированных препаратов. В установке для получения ультрадисперсных порошков ультразвуковая форсунка расположена в нижней части сушильной камеры. Выходной патрубок форсунки находится выше газораспределительной пластины, имеющей большую плотность отверстий вблизи форсунки и меньшую - вблизи стенок камеры. Вход форсунки сообщен со шприцевым насосом для подачи исходного сырья и с перистальтическим насосом для подачи воды в качестве охлаждающего агента. Ниже газораспределительной пластины расположен входной патрубок для сушильного агента, сообщенный с выходом теплообменника-калорифера, вход которого подключен к выходу адсорбционного осушителя. Осушитель сообщен через магистральный фильтр с компрессором. Верхняя часть сушильной камеры посредством соединительного патрубка связана с циклоном, сообщенным в свою очередь с электрофильтром. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции за счет исключения низкотемпературного, криогенного и специального оборудования, расширение ассортимента получаемых в ней порошков и функционирование в непрерывном режиме. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к ингаляторам, в которых лекарственное средство в емкости с плоской нижней частью переводится в аэрозольное состояние при помощи вибрационного пьезоэлектрического преобразователя. Сущность: в преобразователь выдают сигнал, имеющий форму волны, содержащей два синусоидальных сигнала на двух частотах, соответствующих основной резонансной частоте и дополнительной резонансной частоте, для создания колебаний на двух или более различных частотах, включая основную резонансную частоту преобразователя и по меньшей мере одну дополнительную резонансную частоту преобразователя. Технический результат - повышение степени дезагрегации, повышение эффективности за счет снижения трения. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. Акустическая вихревая форсунка содержит корпус и элементы для подвода жидкости и воздуха, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, образующую с внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра винтовую внешнюю полость, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, соединенное с трубкой для подвода жидкости под давлением, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями и которая жестко закреплена во втулке большего диаметра через герметизирующую прокладку, имеющую, по крайней мере, одно дроссельное отверстие и образующую с торцевой поверхностью шнека и внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра цилиндрическую камеру, которая посредством канала соединена с источником сжатого воздуха, а в цилиндрической полости фасонной втулки расположен свободный конец трубки для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце, которое с герметизирующей прокладкой образует коническую резонансную камеру, при этом дроссельное отверстие выполняет функцию горловины резонатора «Гельмгольца», к торцевой части втулки меньшего диаметра корпуса прикреплен диффузор, на срезе которого установлен рассекатель потока жидкости, выполненный в виде перфорированного кольца, соосного с диффузором. Технический результат - повышение эффективности распыления жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для распыления жидкостей и растворов, может быть использовано для работы в устройствах распылительной сушки, а также в различных отраслях пищевой, фармацевтической, нефтяной и химической промышленности и позволяет повышение эффективности распылителя за счет создания условий для разделения по размеру частиц распыленной жидкости. В ультразвуковом распылителе жидкостей ультразвуковой излучатель установлен на дне смесительной камеры. Патрубок транспортирующего газа расположен в верхней части камеры и снабжен вентилятором. Патрубок подвода жидкости расположен в нижней части камеры. Выходной патрубок для отбора золя распыляемой жидкости расположен в верхней части камеры напротив патрубка транспортирующего газа. Выходной патрубок снабжен ограничительной пластиной, повторяющей конфигурацию сечения патрубка и установленной в нижней его части с возможностью регулирования пластины по высоте относительно потока золя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распылителя за счет создания условий для разделения по размеру частиц распыленной жидкости для дальнейшей ее сушки с получением готового продукта в виде порошка с однородной дисперсией 1-4 мкм. 2 ил.
Наверх