Розроблення системи автоматичного керування температурою у вакуумному реакторі для виготовлення косметичної продукції

Abstract

Актуальність теми. В даний час ринок косметики та засобів гігієни -один з найпрогресивніших. Незважаючи на економічну кризу, він продовжує розвиватися. Зараз його частка від загального прибутку всіх виробничих галузей України налічує менше 1%. Проте, цей напрям має великі перспективи. Про це свідчать швидкі темпи розвитку світового ринку косметики та засобів гігієни. За даними американської аналітичної компанії Research and Markets, ця індустрія має щорічний стабільний приріст в розмірі 6,4% [2]. Доведено, що ринок обсягів продажу і розвиток нових видів косметики і парфумерії всіх країн, без винятку, є одним з найбільш динамічних торгових сегментів і ринком, що найбільш швидко розвивається, має передумови для подальшого зростання, враховуючи розвиток культури споживання косметичних засобів, а також збільшення витрат населення країни на непродовольчі товари. Основними гравцями ринку косметично-парфумерних засобів в Україні є такі транснаціональні компанії, як Procter & Gamble , Oriflame , Avon , L'Oréal , Beiersdorf, Unilever , KalinaConcern , MaryKay , Henkel , Faberlic . Серед вітчизняних виробників косметичних засобів лідерами ринку є ПП ФФ НВО "Ельфа", ВАТ "Ефект", МНВО "Біокон", Київський миловарний завод та ін. Вітчизняні підприємства поступово нарощують обсяги випуску косметичних засобів для макіяжу губ і очей, манікюру та педикюру , а також засобів по догляду за шкірою. Сучасна косметологія спирається на величезний обсяг знань, накопичений протягом історії. За багато століть отримані знання про причини виникнення косметичних недоліків і створений величезний арсенал засобів і методів їх профілактики та лікування , що необхідно знати майбутньому провізору. З точки зору товарної категорії лікувально-косметична продукція в аптеках займає абсолютно унікальне становище. Це обумовлено певним її проміжним положенням як нелікарської продукції між аптечним і споживчим ринком. З одного боку, ряд найменувань, незважаючи на те, що вони не є ліками, можна придбати виключно в аптеці (наприклад, лікувальна косметика деяких марок). З іншого боку, багато нелікарських найменувань одночасно продаються в звичайних магазинах або торгових точках, які спеціалізуються на реалізації косметики. М’які лікарські засоби в основному призначені для нанесення на шкіру, рани, слизові оболонки. Вони характеризуються специфічними реологічними властивостями при установленій температурі зберігання: неньютонівським типом течії, відповідною структурною в’язкістю, псевопластичними або пластичними властивостями. По зовнішньому вигляду вони повинні бути однорідними. Існує проблема виробництва складних неоднорідних середовищ –мазей і паст. Вони, внаслідок складних реологічних властивостей, важко перемішуються. Час перемішування і гомогенізації складає 2-4 години. При неякісному перемішуванні мазі і пасти швидко розшаровуються ,їх структура стає нестабільною. Значна кількість апаратів не дозволяє під час перемішування здійснювати надтонке подрібнення частинок суспензії, які містять лікарську речовину або фарбувальні матеріали. Операції тонкого подрібнення зазвичай проводять окремо у вологому стані. За цей час продукт піддається контамінуванню, що робить його застосування ризикованим. Тому доцільно поєднати операції змішування, гомогенізації і тонкого подрібнення в одному апараті. Також доцільно прискорити процес змішування за рахунок встановлення додаткових змішувальних робочих органів і їх взаємного руху. У фармацевтичній, парфумерній і хімічній галузях виробництва широкого застосування набули фармацевтичні вакуумні реактори. Апарати використовуються для проведення змішування, випаровування, кристалізації, гідролізу, нейтралізації та інших фізико-хімічних процесів. У фармації застосовується для приготування мазей, в тому числі очних, гелів, очних крапель, інфузійних розчинів, мікстур, суппозіторних мас, для дезінтеграції клітинних мас. Можливо їх застосування для виробництва ліпідних і парафінових емульсій, сироваток, вакцин, дезінфекційних засобів, лосьйонів і інших рідких препаратів або субстанцій. Об’єктом дослідження є процес виготовлення рідких та м'яких косметичних і лікарських засобів у вакуумному реакторі із гомогенізатором. Предметом досліджень є взаємозв'язки і закономірності режимів функціонування вакуумного реактору та їх вплив на якість готового продукту. Мета роботи полягає у підвищенні продуктивності роботи вакуумного реактора та якості вихідної продукції шляхом вдосконалення технологічного процесу виготовлення рідких і м'яких косметично-лікарських засобів. Для досягнення цієї мети сформульовані такі задачі: – дослідження особливостей виготовлення мазей, кремів, паста розчинів фармацевтично-гігієнічного призначення; – розробка функціональної схеми системи керування вакуумним реактором із гомогенізатором і алгоритму його роботи; – розробка і дослідження імітаційної моделі об’єкта автоматизації із використанням програмного пакету MatLAB; – обґрунтування вибору алгоритму керування, комплексу технічних засобів автоматизації, визначення показників якості роботи системи керування; – розробка схем системи автоматизації та системи дистанційного керування та контролю технологічним процесом із використанням промислової панелі оператора.