Экономика энергетики

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
 
ПОЛУЧЕНИЯ 
НАНОЧАСТИЦ
 
ЛИДОКАИНА МЕТОДОМ БЫСТРОГО РАСШИРЕНИЯ 
СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО РАСТВОРА
 (RESS)
 
Каримов Т.М.
1
, 
Мухаммадиев А.Д.
1
, 
Гильмутдинов И.И.
1
, 
Гильмутдинов
И.М.
1
, 
Кузнецова И.В.
1, 
д.т.н., профессор Сабирзянов А.Н.
1 
1 
Казанский национальный исследовательский технологический университет
На сегодняшний день основная задача фармацевтической индустрии 
является повышения эффективности лекарственных средств и снижения 
побочного действия. Повысить
эффективность лекарственного средства
можно 
различными способами, однако наиболее эффективным, и энергосберегающим 
является
уменьшения частиц фармацевтической субстанции
до наноразмеров. 
Традиционные
способы диспергирования являются энергоемкими и 
экономически затратными по сравнению с получением наноформ на основе 
сверхкритических флюидов. Для получения наночастиц используют метод 
быстрого расширения сверхкритического раствора (RESS). Данный метод 
основан на растворении вещества в сверхкритическом флюиде и дальнейшем 
быстром сбросе давления с помощью расширительного устройства.
Растворителем в метод 
RESS 
является экономичный и экологически чистый 
диоксид углерода 
(CO
2
), который имеет небольшие сверхкритические 
параметры
. 
Для диспергирования лидокаина использовалась установка 
RESS–100 
(рис. 1) фирмы 
Thar Technologies Inc. [1] 

---

171 
Рисунок 11 - Схема экспериментальной установки Thar RESS–100, 1 – насытитель; 2 – 
мешалка; 3 – термостат; 4, 7, 8 – вентиль; 5 – расходомер; 6 – насос высокого давления; 9 – 
расширительное устройство; 10 – электрический нагреватель; 11 – камера расширения; 12 
– 
охлаждающий теплообменник; 13 – баллон с диоксидом углерода. 
В 
результате 
проведения 
экспериментального 
исследования 
диспергирования лидокаина методом 
RESS 
были получены образцы, 
представляющие из себя пластины с осажденным веществом в виде монослоя. 
Далее полученные образцы исследовались электронным сканирующим 
микроскопом, AURIGA CrossBeam с энерго
-
дисперсионным спектрометром Inca 
X-
Max, для измерения размеров наночастиц. После измерения среднего размера 
частиц на каждом из участков пластины было получено распределение размера 
частиц в зависимости от термодинамических параметров:
температуры 
насытителя T
нас
= 313 К, T
нас
= 333 К, температуры устройства расширения
T
у.р.=
313 К и давления системы Р= 15
-
35 МПа.
Для определения дисперстности 
полученных наночастиц
были построены гистограммы распределения по 
размерам (рис. 2).
Рисунок 12 - Зависимость среднего размера частиц от давления системы при а) Tнас=313 
К, Tу.р.=313 К, б) Tнас=333 К, Tу.р.=313 К. 
В результате, в ходе повышения давления до 35 МПа на изотерме T
нас
= 313 
К можем наблюдать уменьшение среднего размера частиц, а также диапазона 
размеров частиц. Основное распределение размеров состредоточено в диапазоне 
от 40 до 140 нм, с узким распределением по размерам (рис. 3).

---

172 
Рисунок 13 - Распределение по размерам при P = 25 МПа, Tнас=333 К, Tу.р.=313 К. 
Морфология частиц преимущественна сферическая, с некоторыми 
скоплениями создающими агломераты (рис. 4).
Рисунок 14 - Изображение частиц лидокаина при температуре насытителя Tнас=333 К, 
температуре устройства расширения Tу.р.= 333 К, давление в системе P= 25 МПа. 
При повышении давления происходит уменьшение среднего размера. 
Данный эффект во многом связан с изменением
геометрии струи. Также с 
повышением давление возрастает растворимость лидокаина в сверхкритическом 
диоксиде углерода. Благодаря этому мы добиваемся большей степени 
перенасыщения системы на выходе из сопла, тем самым повышая скорость 
зародышеобразования, приводящие к образованию частиц с меньшими 
размерами.
Источники: 
1.
Кузнецова И.В. Диспергирование ибупрофена методом быстрого 
расширения сверхкритического раствора / И.В. Кузнецова, Р.Р. Илалов, 
И.И. Гильмутдинов, И.М. Гильмутдинов, А.А. Мухамадиев, А.Н. 
Сабирзянов // Вестник Казанского технологического университета. 
– 
Казань 
– 2011. – 
№3. 
– 
С. 38
-43; 
2.
Окороков В.Р., Евсеева С.А. Стратегия адаптации промышленного 
предприятия к меняющейся среде
. 
Економічний вісник Національного 
технічного університету України "Київський політехнічний інститут"
. 
2014. 
№
11
. С. 2
81-286; 
3.
Толстова Л.В., Новикова О.В. Методический подход к самопроверке на 
соответствие системы энергетического менеджмента требованиям 
стандарта
. 
Неделя науки СПбПУ
материалы научно
-
практической 

---

173 
конференции. Инженерно
-
экономический институт СПбПУ. С.В. 
Широкова (отв. ред.), А.А. Коваленко (отв. ред.). 2015. С. 39
-41. 
УДК 614.543.3