Выпарной аппарат с мешалкой, ловушкой-каплеотделителем, кожухотрубным теплообменником
и сборником конденсата.
▫️При интенсивном кипении пары захватывают капли жидкости, и для их разделения используют ловушку (расположена между испарителем и теплобменником). В ней жидкая фаза отделяется от паровой и снова попадает в испаритель, а пары продолжают движение к теплообменнику 💨💧

🔵 СО2-экстракция: когда газ становится жидкостью. Или флюидом 🌫
=========================

Экстракция сжиженным углекислым газом,
сверхкритическая СО2-экстракция – примеры использования жидких систем, полученных из газов, в фармацевтической технологии.
Ещё их применяют в аналитической химии, пищевой промышленности, технологии парфюмерных и косметических средств и многих других областях.
При этом в зависимости от условий процесса, газ переходит в жидкое состояние или в состояние сверхкритического флюида.

Чем отличаются эти системы?

🔹 Сжиженные газы – жидкости, полученные из газов при давлении ниже так называемой критической точки.
▫️ Это – настоящие жидкости, лёгкие, подвижные, с небольшим поверхностным натяжением и, как правило, липофильные (молекула углекислого газа линейна и неполярна: О=С=О).

🔹 Сверхкритические флюиды – это наполовину газы, наполовину жидкости – системы, которые обладают свойствами как газообразных, так и жидких веществ.
▫️Как газ, флюид занимает весь возможный объём и в то же время обладает плотностью, близкой к жидкости, и способен растворять значительное количество веществ.
▫️В состоянии флюида нет межфазной границы жидкость–газ, и, соответственно, нет поверхностного натяжения.
▫️Поэтому они очень подвижны и легко проникают, например, в клетки растительного сырья🌫 🌿

Мысли в омуте памяти – прекрасный пример флюида для фанатов Harry Potter ⚡️
Но обратимся к науке:

Сверхкритические флюиды получают при давлении и температуре выше критической точки, которая для каждого вещества своя.
▫️Это можно увидеть на фазовой диаграмме углекислого газа – зависимости его агрегатного состояния (твердое, газ, жидкость, флюид) от давления и температуры в системе:

В фазовой диаграмме углекислого газа важны две точки:
▫️тройная - значение давления и температуры (5.2 атм; –56.6 °С), выше которых СО2 может существовать в трех фазах - газ, твердое или жидкость;
▫️критическая (73.8 атм; 31.1 °С), при которой СО2 переходит в состояние флюида.
Подробное видео об этом можно посмотреть здесь.

🌫 и СО2-жидкость, и СО2-флюид применяются в качестве экстрагентов липофильных веществ из растительного сырья — так называемая до- и сверхкритическая СО2-экстракция.
▫️Эти процессы имеют разные параметры — давление, температуру, скорость, молекулярную массу экстрагируемых веществ из-за отличий в свойствах экстрагентов.
▫️Разницу между СО2-жидкостью и СО2-флюидом можно показать так:

Фазовый переход СО2 жидкость—флюид: по мере того, как температура приближается к 31.1, граница жидкости исчезает, и СО2 переходит в состояние флюида, который занимает весь объём камеры.

промежуточное положение флюида между газом и жидкостью

🔵 Сходство до- и сверхкритической экстракции состоит в
▫️ возможности извлечения из растительного сырья неполярных веществ,
▫️а также в проведении процесса при давлении выше атмосферного.

🔵 Основные различия заключаются в
▫️необходимости нагрева для получения флюида, что может привести к разрушению или окислению термолабильных веществ.
▫️Экстракция сжиженным газом идёт при температуре меньше 31 ° С.
▫️Важным свойством флюида является зависимость его плотности от давления: чем оно выше, тем выше плотность флюида. Флюиды с разной плотностью растворяют разные по молекулярной массе вещества, поэтому, изменяя параметры процесса, можно избирательно экстрагировать определённую фракцию БАВ.
▫️Этого свойства лишена экстракция сжиженным газом (СО2-жидкость имеет постоянную плотность).

сравнение до- и сверхкритической СО2-экстракции

Основные этапы СО2-экстракции:
▫️Подготовка газовой фазы
▫️Загрузка сырья в экстрактор
▫️Подача экстрагента на сырьё и установление рабочих параметров процесса – давления и температуры.
▫️Собственно экстрагирование (как правило, по механизму обычной мацерации – настаивания, когда весь объём экстрагента сразу подаётся на всю массу сырья)
▫️Сбор полученной вытяжки – раствора липофильных БАВ в сжиженном газе или флюиде.
▫️Удаление экстрагента – при снижении давления до атмосферного происходит испарение сжиженного газа или флюида из вытяжки.
▫️Сбор липофильного комплекса – после испарения газа в остатке остаются только извлечённые вещества.
▫️Как правило, их растворяют в растительном масле и получают таким образом масляный СО2-экстракт.

Работа установки для сверхкритической СО2-экстракции. Неприглядная жёлтая масса в конце — настоящий липофильный комплекс из растительного сырья, освобождённый от СО2 🌿 🟠 🟡

Какие соединения может "вытащить" CO2 из растительного сырья?
Это неполярные вещества —
🌸 эфирные масла и их отдельные фракции (терпеноиды, альдегиды, спирты) — часто входят в составы парфюмерных композиций;
🌻жирное масло и его компоненты, что широко используется в пищевой промышленности;
🌶 алкалоиды — извлечение кофеина из семян кофе и листьев чая, капсаицина из перца;
🥕каротиноиды, токоферолы, агликоны флавоноидов, стрероидные соединения — объекты промышленной CO2-экстракции.

Самоэмульгирующиеся дисперсные системы: улучшение растворимости и доставка активных молекул 🔅
=========================
Многие активные фармацевтические субстанции плохо растворимы в воде.
▫️Биодоступность неполярных веществ можно улучшить, поместив их в воду в составе эмульсии (в каплях масляной фазы).
▫️Чтобы такая система оставалась стабильной и не расслаивалась, используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые имеют полярную и неполярную части молекулы. ПАВ концентрируются на границе раздела фаз масло-вода, снижают поверхностное натяжение и стабилизируют систему, препятствуя объединению капель масла.

Самоэмульгирующиеся дисперсные системы, или системы доставки лекарств (Self-Emulsifying Drug Delivery Systems, SEDDS) – это комбинации веществ, содержащие:
🔸▫️неполярную фазу («масло») – растворитель для активных молекул
🔸▫️эмульгатор – ПАВ для стабилизации эмульсии
🔸▫️и, иногда, сорастворитель для улучшения растворимости действующего вещества.

Таким образом, SEDDS – это готовые системы для растворения «проблемных» активных фармацевтических субстанций.

SEDDS используют в составах мазей, желатиновых капсул, жидких лекарственных формах и специальных системах доставки:

🟡 для получения эмульсий – при помещении такой системы в воду сразу образуется эмульсия, которая инкорпорирует неполярное действующее вещество. Например, с помощью SEDDS можно «растворить» эфирное масло в воде;

🟡 самостоятельно – например, в растворе для приёма внутрь и капсулах Сандиммун Неорал так стабилизируют молекулу антибиотика циклоспорина: в этом случае эмульсия образуется после приёма препарата в среде желудочного сока, что улучшает всасываемость действующего вещества.

🔅 На видео показано, как растворяются помещенные в воду мягкие желатиновые капсулы с обычным масляным содержимым и с содержимым на основе SEDDS.
▫️В первом случае образуются крупные масляные капли, а во втором происходит равномерное распределение в воде микрокапель эмульсии.

под микроскопом можно увидеть,
как от капли самоэмульгирующейся системы на основе Labrafil, помещенной в воду, отрываются микрочастицы эмульсии 🌑 SEDDS

Что общего у кетчупа и раствора гиалуроновой кислоты? 🥫💡
=========================

Ответ прост: эти жидкости одинаково реагируют на приложенное к ним давление : )

◽️В состоянии покоя они представляют собой достаточно вязкие системы: кетчуп – плотную малотекучую массу, а гиалуроновая кислота в воде образует упругий гель.
◽️Но если приложить давление, их вязкость значительно уменьшается и они становятся подвижными текучими жидкостями: кетчуп, например, легко выливается из пластиковой бутылки, если на неё надавить 🍅, гель гиалуроновой кислоты по вязкости приближается к воде 💧
◽️А после снятия нагрузки их вязкость восстанавливается.

Жидкости, чьи вязко-упругие свойства зависят от приложенного давления, называют неньютоновскими. Это отличает их воды — классической ньютоновской жидкости, вязкость которой всегда одинакова.

Такая особенность растворов гиалуроновой кислоты обеспечивает свободу движения суставов ✍

Гиалуроновая кислота: неньютоновская жидкость на службе у суставов 🩰
=========================

◽️ Водный раствор гиалуроновой кислоты является основным компонентом синовиальной жидкости — внутреннего содержимого суставных полостей. Именно он отвечает за лёгкое скольжение суставных поверхностей, защищает их от трения и обеспечивает свободу движения.
Это происходит за счёт изменения вязко-упругих свойств синовиальной жидкости в процессе движения.

◽️Гиалуроновая кислота – полимер и в водном растворе образует трёхмерную сетку, которая спокойном состоянии, без нагрузки, является упругим гелем, надёжно защищающим суставные поверхности (такая плотная амортизирующая «смазка»).
А как только суставы начинают движение, вязкость этого раствора резко снижается, что позволяет поверхностям беспрепятственно и легко скользить друг относительно друга ("скольжение"). После прекращения движения раствор снова превращается в упругий гель.

◽️Ещё гиалуроновая кислота выполняет трофические функции, обеспечивает нормальное функционирование хондроцитов и противовоспалительное действие.
Важно, что такими характеристиками обладают только её крупные молекулы (весом более 0,5 млн. Да).

Эти и другие свойства гиалуроновой кислоты используют в растворах для внутрисуставного введения 💉