Ресурсосберегающие технологии в производственных аптеках

Автор: Юрий Мирошниченко, д.ф.н., профессор, Сергей Умаров, д.ф.н., профессор, Алексей Тихонов, ФГОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова», г. Санкт-Петербург

В настоящее время вопросы ресурсосбережения стоят как никогда остро и являются важной государственной проблемой, которая находит свое отражение в решениях российского руководства. В мае 2011 г. глава правительства России поручил создать единый план для государства и бизнеса по реализации программы внедрения ресурсосберегающих технологий.

Проблема внедрения ресурсосберегающих технологий является одной из важнейших задач, стоящих перед фармацевтической промышленностью и, в частности, перед производственными аптеками с правом изготовления асептических лекарственных препаратов. Такие аптеки, структурно входящие в больничный комплекс, являются важнейшим звеном лекарственного обеспечения лечебно-профилактического учреждения (ЛПУ).

Иметь собственную аптеку в структуре ЛПУ и надежно, и выгодно, и удобно. Таково единодушное мнение профессионалов отрасли. Не секрет, что значительная часть затрат на лекарственные средства (ЛС) для стационарного лечения приходится на стерильные растворы. В таблице 1 (рис. 1) на примере одной из аптек Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (С.-Петербург) приведена структурная характеристика потребления инфузионных растворов в лечебном учреждении, включающая лекарственные препараты заводского производства, а также изготавливаемые ex tempore.

Представленные данные свидетельствуют, что почти треть затрат (28,2%) приходится на раствор натрия хлорида экстемпорального изготовления. Причем значительно больший объем (38,3%) денежных средств затрачивается на приобретение аналогичного препарата заводского производства, что говорит о перспективности развития изготовления на базе собственной аптеки лечебного учреждения. Актуальность вопроса подтверждается данными о годовом потреблении инфузионных растворов различными клиническими подразделениями, которое в некоторых из них достигает до 42 000 флаконов в год.

Одной из важнейших задач является обеспечение качества производства инфузионных растворов, которое напрямую зависит от применяемой технологии и качества исходного сырья, основных и вспомогательных материалов, полуфабрикатов. Особое место в технологии инфузионных растворов занимает такой сырьевой ресурс, как вода. При этом производство воды для инъекций классическим выпариванием с последующей конденсацией сопряжено с высокими энергетическими затратами, т.к. удельная теплота парообразования воды очень велика (2257 кДж/кг при t нас. = 1000С).

В настоящее время разработано и технологически освоено большое количество способов производства воды для инъекций. Каждый из них имеет определенные преимущества и свои области применения. Однако в большинстве случаев производственные аптеки предпочтение отдают термическим методам.

Термический метод получения воды очищенной (для инъекций) основан на принципе дистилляции, который всем хорошо известен. Исходная вода, помещенная в замкнутое пространство, подвергается нагреву. В результате кипящая жидкая водяная фаза переходит в парообразное состояние и поступает в холодильник, где, конденсируясь, переходит из газообразного в жидкое состояние. Образовавшаяся таким образом жидкая водяная фракция собственно и представляет собой очищенную воду, которая ранее называлась дистиллированной. Очищенную воду собирают в специальные приемники и в дальнейшем используют по назначению. Нелетучие примеси, находившиеся в исходной воде, не подвергаются перегонке и тем самым не загрязняют  продукт – воду очищенную.

На основе вышеописанного принципа работают практически все известные марки аквадистилляторов, начиная от самых простых и заканчивая современными моделями, оснащенными средствами автоматизации управления. Тем не менее, несмотря на широту распространения, все аквадистилляторы нерационально расходуют водные ресурсы, используемые для охлаждения пара с его последующей конденсацией. Наглядным примером является аквадистиллятор АДЭ-15, который на получение 1 литра воды очищенной затрачивает 8 литров воды питьевой, применяемой для охлаждения.

И даже самые современные системы дистилляции, так называемые системы многократного воздействия типа Norland, построенные по схеме последовательных камер, не свободны от непроизводительного расхода воды, где на получение 1 литра воды очищенной затрачивается от 2 до 6 литров воды питьевой. Кроме того, подобные установки весьма требовательны к качеству исходной воды, уровню ее давления на входе, что в свою очередь ведет к увеличению общих затрат.

Кроме аквадистилляторов в повседневной практике производственных аптек лечебных учреждений, как известно, широко используется целый спектр оборудования, потребляющий водные ресурсы. По нашим данным, только для обеспечения работы оборудования, представленного в таблице 2, требуется почти 7 000 куб.м. питьевой воды в год. При этом на стоимость израсходованной воды составляет свыше 300 000 руб. в ценах 2010 г. Однако в силу технических причин и принципов, заложенных в конструкцию оборудования, в первую очередь аквадистилляторов, проблема ресурсосбережения в процессе их эксплуатации стоит достаточно остро. Расход воды на охлаждение при производительности аквадистилляторов 25 л/час составляет 350 л/час. Таким образом, КПД стандартных аквадистилляторов по критерию ресурсосбережения составляет менее 7%.

Чтобы решить проблему ресурсосбережения, специалистами Военно-медицинской академии совместно с предприятиями ВПК была проведена НИОКР, целью которой являлась разработка принципиально нового решения, позволяющего получать очищенную воду путем дистилляции при одновременном и радикальном сокращении непроизводительных затрат водных ресурсов для охлаждения. Необходимость этой работы была обусловлена и тем, что аптеки, входящие в состав военно-медицинских частей, вынуждены функционировать в условиях ограниченного водоснабжения, в связи с особыми условиями боевой обстановки. Особенно остро эта проблема стоит в период ведения боевых действий Вооруженными Силами на оперативных направлениях, имеющих проблемы с водоснабжением.

В результате проведенных работ стало возможным создание аквадистиллятора с закрытым контуром охлаждения (сокр. АЗКО). АЗКО разработан и выполнен по принципу блочно-модульного разбиения и состоит из трех основных блоков:

- блок водоподготовки;

- выносной блок охлаждения;

- блок водоочистки.

Принцип действия АЗКО основан на процессе конденсации тщательно отсепарированного пара. Вода из специальной емкости поступает через систему фильтров в камеру испарителя, где нагревается электронагревателями до кипения. Образующийся пар, проходя через ряд сепараторов, попадает на стенки конденсатора, охлаждаемого снаружи холодной водой из блока охлаждения, и конденсируясь, вытекает в виде дистиллята. АЗКО не требует подключения к водопроводу и канализации. Вода, использованная для охлаждения конденсатора, не сбрасывается, а поступает в блок охлаждения, где после снижения температуры вновь включается в производственный цикл. Корпус и основные детали аквадистиллятора выполнены из нержавеющей стали. АЗКО легко объединяется со сборниками для хранения воды в единую систему.

Что же касается ресурсосбережения, то разработанная модель аквадистиллятора является в этом плане уникальной. Проведенные испытания показали, что при выходе на рабочий режим общий расход воды составил 19,4 л/час при производительности аквадистиллятора 16 л/час воды для инъекций, т.е., непроизводительные затраты водных ресурсов оказались на уровне 0,21 л на единицу готового продукта. Несложные расчеты показывают, что в данном случае КПД АЗКО в плане ресурсосбережения составляет: 1?100/1,21= 82,6, что более чем в 10 раз превышает аналогичный показатель стандартных моделей отечественных аквадистилляторов. Разработанный образец не имеет аналогов в России и мировой практике, а значит, становится привлекательным для применения в повседневной деятельности аптек ЛПУ не только в нашей стране, но и за рубежом.