Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Января 2015 в 13:42, контрольная работа
К медицинскому стеклу относятся стеклоизделия, применяющиеся для упаковки, хранения и отпуска лекарственных средств, инъекционных и бактериологических растворов.
Ассортимент медицинского стекла включает тару стеклянную, аптечно-медицинскую, ампулы, предметы ухода за больными, дрот товарный, использующийся как полуфабрикат для изготовления ампул, флаконов, цилиндров, пробирок.
Требования к материалам в медицинской промышленности чрезвычайно жесткие, поэтому предприятия, занимающиеся ампулированием медицинских препаратов должны применять исходную продукцию, отвечающую высшим мировым стандартам. Именно такие изделия - ампулы шприцевого и вакуумного наполнения, бутылки для инфузионных растворов, флаконы для кровезаменителей, с 2009 года планирует выпускать Борисовский хрустальный завод.
При прочих равных условиях ампулы производства Борисовского хрустального завода будут соответствовать ныне действующим требованиям технических условий на ампулы стеклянные для лекарственных средств ТУ РБ 600489625.001-2003 (российский аналог ОСТ 64-2-485-85 «Ампулы стеклянных средств»).
Основным требованием, предъявляемым к медицинскому стеклу, является высокая химическая стойкость к соответствующим реагентам. Щелочи, выделяющиеся из обычного стекла, портят медицинские препараты, вызывая образование вредных примесей и хлопьев. Для хранения таких препаратов применяют сосуды из так называемых нейтральных стекол (НС-1, НС-2, НС-3), водная вытяжка из которых имеет почти нейтральную реакцию.
Однако вырабатываемые из этих стекол медицинские ампулы часто имеют недостаточную химическую стойкость, что приводит к снижению срока годности хранимых в них препаратов*.
Вырабатывают ампулы в основном из предварительно вытянутого стеклодрота на формовочных автоматах. Различные загрязнения, которые попадают настеклодрот, значительно ухудшают качество стеклянной поверхности и приводят к появлению механических примесей в препарате.
Поэтому повышение качества поверхности стеклодрота и химической стойкости стеклянных ампул - важная задача для медицинской промышленности.
Среди различных способов улучшения эксплуатационных свойств стеклоизделий достаточно эффективным и технологичным является способ термохимической обработки поверхности стекла газовыми реагентами (а.с.СССР 1193135). Известно, что термохимическую обработку стеклянных изделий можно осуществить путем использования различных соединений, способных разлагаться при температуре отжига} в частности солей аммония (а.с.СССР 1293134). Продукты разложения взаимодействуют со щелочными и щелочно-земельными оксидами поверхности стекла, обесщелачивая ее. Однако использование твердых солей требует применения сложного оборудования.
Для обработки мелких полых стеклоизделий (в частности, медицинских ампул) газовая обработка достаточно сложна и не всегда высокоэффективна. Поэтому был разработан способ повышения качества медицинских ампул путем применения специального реагентного раствора (а.с.СССР 1564132). Этот раствор используется вместо дистиллированной воды для мойки стеклодрота. После сушки на поверхности стекла остается слой присутствующей в растворе соли, которая в процессе формования и отжига ампул разлагается и вступает во взаимодействие с поверхностью стеклу
С целью сравнения эффективности различных солей аммония на Львовском ОАО "Галичфарм" стеклодрот обрабатывали растворами хлорида, сульфата и нитрата аммония. Массовое содержание солен в растворах изменялось от 1 до 6%.
Изготовленные из обработанного раствором стеклодрота ампулы промывали на заводской моечной машине и использовали для определения химической стойкости (ГОСТ 181122-75).
Содержание солей в растворе. %
Рис. 3.1 - Влияние реагентных растворов на химическую стойкость ампул ∆ рН (а) и краевой угол смачивания θ стекла (б) 1 – NH4NO3; 2 - NH4C1; 3 - (NH4)2S04
Полученные результаты (рис.1а) показали, что при обработке стекла реагентными растворами химическая стойкость ампул улучшается при увеличении содержания солей аммония в растворе до 4 - 5 %. Дальнейшее повышение их концентрации не приводит к ощутимому изменению химической стойкости и поэтому нецелесообразно. Максимальной химической стойкостью характеризуются ампулы, обработанные раствором сульфата (∆рН =0,08 + 0,03) или хлорид
Тугоплавкие боросиликатные стекла СЛ40-1 (Россия), пирекс (США), симакс (Чехия), В40 (Франция), GGL4-31 (Германия), V712 (Венгрия), SL41-1 (Польша) с массовым содержанием В203 до 20% нашли широкое применение в электровакуумной, светотехнической и химической промышленности для изготовления тонкостенных оболочек электровакуумных приборов, источников света, а также химической посуды и труб.
Bapкa этих стекол связана с большими трудностями, главная из которых - улетучивание соединений бора из шихты и с поверхности стекломассы в виде щелочных боратов, что вызывает образование поверхностной корки в выработочной части печей и в питателе и появление таких пороков, как камень, свиль, шлир.
В большинстве случаев для варки тугоплавких стекол используются газовые регенеративные печи с поперечным или подковообразным направлением пламени. Они отличаются неэкономичностью, большим удельным расходом топлива, занимают в цехах большие площади, требуют много огнеупоров для строительства и ремонта и, главное, не позволяют получать стекломассу без указанных пороков.
Как показала практика ведущих фирм мира - "Корнинг гласс" (США), "Ковалиер" (Чехия) - наиболее предпочтителен для варки боросиликатных тугоплавких стекол электрический метод.
В электрических печах сведено до минимума поверхностное улетучивание соединений бора; практически полностью отсутствуют камни, свили, шлиры в сваренной стекломассе; стекломасса, поступающая на формование, более однородна по химическому составу и вязкости.
Электрические печи очень экономичны, занимают в цехе небольшие площади и являются экологически чистыми.
Варка стекол в электрических печах в отличие от газовых носит специфичный характер. В газовых печах процесс варки протекает в горизонтальном направлении. При температурах 1560-1580 °С вязкость стекломассы на поверхности зеркала составляет 101,3-101,5 Па с. Поэтому мелкие пузыри и мошка свободно улетучиваются из стекломассы. Стекломасса хорошо усредняется. Зеркало стекломассы во второй половине варочной части, как правило, свободно от пены. Кристобалитная корка с поверхности выработочной части легко устраняется за счет повышения температуры, создания нейтрального давления или слабовосстановительного характера газовой среды на уровне зеркала стекломассы [2]. При смене ассортимента снижение или повышение производительности печи практически не сказывается на качестве вырабатываемой стекломассы.
В электрических печах процесс варки идет в вертикальном направлении. При этом в объеме стекломассы варочной части образуется несколько температурных зон с разной скоростью варки. В центре она всегда выше, чем около проточной и противоположной ей стены. Зависит это от саморегулирования печи и вызвано высокой температурой стекломассы в данном объеме. Электрический ток всегда стремится проходить через ту зону, температура которой выше, а вязкость стекломассы значительно ниже.
Электрические печи очень чувствительны к изменению часовой производительности. При ее увеличении или уменьшении изменяется толщина слоя смеси шихты и боя, который покрывает всю поверхность варочной части. Рассмотрим два варианта.
Часовая производительность печи повышается. В этом случае толщина слоя увеличивается. В результате верхний пограничный слой стекломассы под шихтой будет охлаждаться, а вязкость возрастать. Вязкость боросиликатного стекла может изменяться в пределах 103,5- 104,8 Па с, что вызывает повышение удельного электрического сопротивления стекломассы и смещение электрического и температурного полей в глубину печи. При этом сокращается время пребывания стекломассы в зоне максимальных температур. Стекломасса не успевает гомогенизироваться, и ее физическая неоднородность колеблется в широких пределах. В неоднородной стекломассе вязкость по всему сечению капли нестабильна, что при производстве тонкостенных баллонов и оформлении луковицы в процессе формования труб приводит к неравномерному по сечению и длине распределению стекломассы в формуемых изделиях. Это снижает выход годной продукции.
Часовая производительность печи снижается, В этом случае электрическое и тепловое поля сдвигаются кверху и слой шихты и боя практически не образуется или остается незначительной толщины. Может возникнуть тонкая (20-30 мм) панцирная корка вязкой стекломассы (вязкость 303,9-105,25Па с), через которую газы не в состоянии удалиться и образуют в ней мошку и мелкие пузыри, а также частично растворяются в стекломассе.
Слой смеси шихты и боя должен иметь стабильную толщину на поверхности зеркала стекломассы. Колебание его в ту или другую сторону недопустимо, так как приводит к изменению местоположения квель-пункта. Для получения качественной стекломассы он должен быть максимально приближен к поверхностному слою.
Достигнуть этого можно резким увеличением электрической проводимости стекломассы под слоем смеси шихты и боя путем:
Хлористые соединения, содержащиеся в шихте, снижают вязкость стекломассы и способствуют прохождению тока между электродами верхним путем.
Важную роль при варке тугоплавких высоковязких стекол в электрических печах играет размер кусков боя. Крупнокусковой бой не успевает полностью прореагировать с шихтой в связи с тем, что скорость силикато- и стеклообразования в плавящейся шихте протекает быстрее, чем скорость взаимодействия шихты и боя. Непрореагировавший бой размягчается и образует на поверхности панцирную корку, через которую не могут удалиться газы. Такая же корка появляется на поверхности и в случае применения боя в виде порошка. Газы концентрируются под коркой, образуя прослойку и создавая большое давление. В результате осветление стекломассы проходит не до конца. Часть газов растворяется в стекломассе. Их объем достигает 0,75 мл на 100 г стекла. При этом в нем содержится (% по объему): 2,4 - 2,7 С02, 18 - 20 СО + N2,14 - 17 Н2, 61-63 Н20. Неосветленная стекломасса проходит в выработочную часть, в результате чего в готовых изделиях образуются мошка и пузыри. При нарушении физического равновесия растворенных газов в атмосфере выработочной части и питателя в готовых изделиях также могут появиться мошка и пузыри.
Оптимальный размер кусков, как установлено нами, составляет 20 - 30 мм. При этом бой должен быть абсолютно сухим и пройти магнитную сепарацию.
Гидратная вода, содержащаяся в некоторых компонентах шихты, удаляется при очень высоких температурах, охлаждая при этом пограничный слой стекломассы и способствуя образованию на ней поверхностной корки.
Кварцевый песок с размером зерен менее 0,1 мм и более 0,3 мм снижает скорость варки стекла.
С целью избежания образования в готовой стекломассе обильной мошки следует стремиться к тому, чтобы для приготовления шихты использовались сырьевые материалы, дегазация которых наступала бы раньше процесса появления стеклофазы. Во избежание образования корки на поверхности стекломассы в варочной части печи стеклянный бой необходимо перемешивать с шихтой. При этом могут быть использованы три варианта:
Во всех случаях достигается более быстрое и полное взаимодействие шихты с боем при варке, что создает предпосылки для постоянного поддержания слоя смеси шихты и боя в рыхлом состоянии. Через такой слой практически полностью удаляются газы, образующиеся в процессе осветления стекломассы, и в нем происходит более полная конденсация оксидов, испаряющихся из расплава.
Максимальную температуру в квельпункте при варке тугоплавких высоковязких стекол в электрических печах необходимо поддерживать в пределах 1560- 1580 °С. Как показывает наша практика, такой предел температур является оптимальным. При этом обеспечивается одинаковая скорость варки в определенных зонах печи и стабилизируется часовая производительность при формовании изделий. Даже незначительное повышение температуры выше указанного предела резко ускоряет коррозию огнеупоров и увеличивает их электропроводность. При этом возрастают токи утечки. Огнеупоры дополнительно разогреваются, их коррозия усиливается. Это приводит к сокращению срока службы печи, повышает удельный расход электроэнергии.
С целью образования восходящих конвекционных потоков, препятствующих попаданию некондиционной стекломассы в выработанный поток, в печах, предназначенных для варки тугоплавких стекол, площадь вертикальных сечений от верхней части ко дну варочной части печи должна ступенчато уменьшаться для ликвидации застойных зон. Искусственные преграды направляют неосветленную стекломассу в зону высоких температур и тем самым создают предпосылки для увеличения времени пребывания ее там, что благоприятно сказывается на стабилизации ее физико-химических свойств.
В дне варочной части печи по ее продольной оси целесообразно устанавливать вертикальные молибденовые электроды, также формирующие восходящие потоки. Вместе с искусственными преградами они создают условия, препятствующие проникновению некачественной стекломассы в выработочную часть.
Для увеличения срока службы перекрывного бруса протока его необходимо покрывать изнутри и в торцевой части молибденовым листом. Наш опыт подтвердил целесообразность применения данного конструкционного решения.
B электрических печах, предназначенных для варки тугоплавких стекол, в варочной части следует устанавливать два ряда молибденовых электродов, причем нижний ряд обязательно должен быть выполнен из пластинчатых, а верхний - из стержневых. Это подтвердил опыт работы Гомельского стекольного завода при варке стекла пирекс и чешской фирмы "Ковалиер" при варке стекла симакс. Многоярусная система электродов позволяет сформировать требуемую температурную кривую по глубине варочного бассейна с квельпунктом, расположенным ближе к поверхности. При варке тугоплавких стекол в электрических печах всегда надо учитывать одну их особенность. Как правило, стекломасса из варочной части в выработочную поступает слоистой. Из-за неодинакового поверхностного натяжения и слабой диффузии между слоями вязкость стекломассы в питателе и чаше выровняться не может, и такая стекломасса поступает на формование. В результате при выработке оболочек образуется разностенность, а при формовании труб - эллипсность и конусность. Чтобы стекломасса усреднилась по вязкостным характеристикам при движении в зону формования, необходим большой объем выработочной части и больший путь движения.
Информация о работе Медицинское стекло и особенности стекол медицинского назначения