Логотип журнала "Провизор"








И. И. Лукьянчук, А. А. Смык, Д. Ю. Шевченко

Применение метода вычислений в переменной среде к процессам экстракции биологически активных соединений с использованием ЭМП СВЧ

Государственная инспекция по контролю качества лекарственных средств в Одесской области

В настоящее время многие промышленно развитые страны мира широко используют микроволновые технологии с целью сушки, темперирования, пастеризации, экспадирования, концентрирования и экстрагирования сырьевых продуктов [1]. Об использовании же ЭМП СВЧ в фармацевтической индустрии имеются единичные литературные источники, что послужило обоснованием наших дальнейших исследований. Основные направления использования микроволновых технологий в процессах экстракции БАВ:

  1. Использование ЭМП СВЧ с целью ускорения и повышения полноты экстракции биологически активных соединений БАС из растительного и животного сырья.
  2. Для модификации технологий получения официальных современных лекарственных форм (ЛФ) из общепринятых фитокомпозиций.
  3. Для ускорения сушки трудно обрабатываемого лекарственного растительного сырья (шиповник, боярышник и др.).
  4. Для создания сложных ЛФ и комбинированных фитопрепаратов (с добавлением к ним различных естественных или синтетических БАС для усиления фармакологического действия).
  5. Для разработки технологии дифференцированной экстракции БАС из одного сырьевого источника.

Первое направление является наиболее актуальным, так как в последние десятилетия предпочтение отдавалось ксенобиотикам — жестким химически синтезированным веществам. Это привело к снижению интереса к лекарственным средствам, выделенным из природных источников растительного и животного происхождения, биоэквивалентных нативным биорегуляторам [2, 3].

В качестве объектов исследования было использовано сырье растительного и животного происхождения: корень с корневищами валерианы лекарственной (Valeriana officinalis), стручки перца однолетнего измельченные (Capcicum annuum L.), цветочные корзинки календулы (Calendula officinalis), плоды софоры японской (Sophora japonica), продукты жизнедеятельности пчел (прополис) и др.

Первоначально отрабатывались режимные технологические параметры для получения из лекарственного сырья высококачественных экстрактов, отвечающих требованиям соответствующих фармакопейных статей, то есть подтвердить возможность дальнейшего использования выделенных экстрактов для получения необходимых лекарственных препаратов и средств медицинского назначения.

Сырьевой материал в зависимости от вида (корень, листья, цветки, стебель, плоды и прочее) подвергался специальной подготовке и обработке (измельчение, мацерация и др.), помещался в СВЧ-прозрачные емкости и подвергался воздействию СВЧ-поля в камере микроволнового нагрева многофукциональной СВЧ-установки «Импульс-3» [4]. Все вводимые рабочие параметры — температура, время экспозиции, давление, частота волны — фиксировались с помощью пульта управления и индикации. После завершения процесса общего или дробного воздействия СВЧ-поля и получения вытяжки каждый продукт подвергался физико-химическому и/или биологическому анализу. Полученный результат позволял вносить коррективы в параметры, подбор которых осуществлялся до тех пор, пока экспериментаторы не получали экстракт с запрограммированными показателями.

Анализ накопленного материала позволил сделать следующие выводы:

  1. Экстракты из сырья растительного и/или животного происхождения, полученные путем воздействия СВЧ-поля, обладают качественно новыми химическими, биохимическими и биологическими показателями, которые значительно выше показателей аналогов.
  2. Применение СВЧ-поля позволяет получить новые виды экстрактов (масляные экстракты корня валерианы, перца стручкового, софоры японской и др.), которые трудно получить традиционными методами.
  3. Материально-энергетические затраты и производственные расходы для полученных экстрактов с помощью СВЧ-поля значительно ниже аналогичных экстрактов, полученных с использованием традиционных технологий.
  4. Продолжительность технологического процесса значительно сокращается.
  5. Уменьшаются производственные площади и сокращается численность обслуживающего персонала.
  6. Технология производства экстрактов с использованием микроволновой энергии экологически чиста и нейтральна.

Однако особенности процессов экстракции БАС из растительных и животных объектов требуют создания математических средств их моделирования для совершенствования работы исследователей и производителей [5, 6].

Можно выделить две характерные черты, присущие процессам экстракции БАС,— организуемость и спонтанность.

Организуемость — возможность выбора различных температурных и временных режимов, сырья, электромагнитного поля и т. п.; спонтанность — физико-химические процессы экстракции БАС, биологические процессы, процессы износа средств производства, квалификация обслуживающего персонала и т. п.

В соответствии с методом вычислений в переменной среде, предложенным В. К. Булитко [3], модель функционирования процессов экстракции БАС предлагается строить в виде математической машины (ММ) базиса операций и среды вычислений.

Базис операций задается совокупностью I моделей F={fi }, где i є I, производственных процессов, рассматриваемых в виде моделей произвольного типа (имитационные модели, различные балансовые соотношения, таблицы, производственные функции и т. п.). Вычислительная среда ММ определяется совокупностью регистров J, на которых определены модели процессов экстракции БАС Ф= {µj }, где j є J и процессов F.

В ПЭВМ базис операций представляется математическими моделями произвольного типа; элементы среды — информационными полями, на которых определены модели процессов экстракции БАС и процессы F, а также задаваемые моделями любого типа.

На основе предложенного подхода в Государственной инспекции по контролю качества лекарственных средств в Одесской области ведутся инициативные разработки по созданию имитационно-оптимизационной системы (ИОС) для персональных компьютеров, позволяющей определять предельные возможности и рациональный набор параметров системы, прогнозировать развитие структур и выбирать приоритетные направления их развития, определять области экономической эффективности функционирования системы процессов экстракции БАС и т. п. в зависимости от пожеланий заказчика. ИОС разрабатывается для широкого круга пользователей в диалоговом режиме в среде WINDOWS-98. Программное обеспечение разрабатывается на языке С++ и Ассемблер.

ИОС для моделей типа вычислений в переменной среде была реализована в виде пакета прикладных программ (языки программирования Ассемблер и PL-1) для ЕС ЭВМ и апробирована [8, 9, 10, 11, 12].

Литература

  1. Параскова П., Чекаров Т. Возможности современных микроволновых технологий для переработки пищевых продуктов и консервирования//Микроволновые технологии в нар. хоз-ве.— Одесса, 1996.— С. 31–34.
  2. Даниленко В. С., Чубенко А. В., Нижерадзе Т. И. Анализ динамики исследований по созданию новых лек. средств в развитых странах//Фармакологічний вісник.— 1998.— № 1.— С. 20–24.
  3. Георгиевский В. П., Дихтярев С. И., Губин Ю. И., Литвиненко В. И., Ветров П. П. Фитохимия в Украине — итоги и перспективы//Фармаком.—1999.—№ 3–4.— С. 39–43.
  4. Изаков Ф. Я., Полевик Н. Д., Жданов В. В. Нетрадиционные СВЧ-технологии для экологически чистого земледелия//Микроволновые технологии в народном хозяйстве.— Одесса, 1996.— С. 18–26.
  5. Лук’янчук І. І. Використання електромагнітних хвиль в фармвиробництві//Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку.— Харків: вид-во УкрФА, 1999.— C. 174.
  6. Лук’янчук І. І., Артеменко В.Ф. Електромагнітне поле як прискорювач виготовлення м’яких лікарських форм//Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку.— Харків: вид-во УкрФА, 1999.— С.175–176.
  7. Булитко В. К. Моделирование процессов функционирования производственных и экономико-экологических систем.— К.: Наукова думка, 1986.— 182 с.
  8. Алехин А. Б., Бесфамильный Г. А., Смык А. А., Сухоруков Ю. В. Прогнозирование развития отраслевых терр.-производственных формирований.— К.: Ин-т экономики АН УССР, 1988.— 48 с.
  9. Булитко В. К., Алехин А. Б., Смык А. А. Применение метода вычислений в переменной среде для разработки схем региональных отраслевых комплексов (на примере систем рыбоводных предприятий УССР)//Применение методов математического моделирования в задачах отраслевого планирования и управления.— М., 1989.— Центральный экономико-математический институт АН СССР.— С. 73–93.
  10. Сухоруков Ю. В., Алехин А. Б., Смык А. А. Методические подходы к проблеме планирования региональных систем устойчивого земледелия в условиях неопределенности//Тезисы докладов Всесоюз. конф., посвященной 70-летию Великого Октября.— Таллинн, 1987.— С. 147–150
  11. Смык А. А. Имитационно-оптимизационная система планирования терр.-производственной структуры отраслевых комплексов//Вопросы применения экономико-математических методов и вычислительной техники в ЕС И ВО на уровне облагропромов.— Одесса, 1987.— С. 68–70.




© Провизор 1998–2017



Грипп у беременных и кормящих женщин
Актуально о профилактике, тактике и лечении

Грипп. Прививка от гриппа
Нужна ли вакцинация?
















Крем от морщин
Возможен ли эффект?
Лечение миомы матки
Как отличить ангину от фарингита






Журнал СТОМАТОЛОГ



џндекс.Њетрика