Kombinált szuperkritikus gélszárító és impregnáló berendezés tervezése és optimalizálása
Az aerogéleknek igen sokféle felhasználási módja ismert, ami az előnyös, jól szabályozható tulajdonságainak köszönhető. Többek között használhatók szabályozott hatóanyag leadású készítmények előállítására. Ennek egyik előállítási módja az, hogy a gél kialakítása után szuperkritikus szén-dioxid segítségével a gélben található oldószert kicseréljük levegőre anélkül, hogy összeomlana a gél szerkezete. Ezt követően pedig impregnálható az adott hatóanyaggal, melynek a kioldódási profilját szeretnénk befolyásolni. Ez utóbbi lépés szintén végrehajtható szuperkritikus oldószerek segítségével, aminek hatására csökkenhet az illékony szerves komponensek kibocsátása és a készítményben maradt oldószer maradványok mennyisége, emellett pedig csökken az impregnálás ideje a hagyományos oldószerekhez képest. Figyelembe véve, hogy mind a két művelet elvégezhető szuperkritikus oldószerek segítségével, egy megfelelően kialakított berendezésben ezek végrehajthatók közvetlenül egymás után, amivel tovább csökkenthető a készítmény létrehozásának ideje.
Munkám során modellvegyületként ibuprofent, hordozóként szilika aerogélt használtam. Ez utóbbi kialakításához meghatároztam egy szilikagél receptet, amit egy kiindulási recept módosításával értem el. Elsődleges célom egy közepesen nagy fajlagos felülettel rendelkező gél kialakítása, illetve a szárítás során fellépő zsugorodás mértékének minimalizálása volt. Ezt követően összeállítottam egy kombinált berendezést, aminek fontos része egy nagynyomású átfolyókövettás UV-VIS detektor, amely segítségével detektáltam a szárító kolonnát elhagyó fluidumban oldott komponensek koncentrációját. A koncentráció profilok meghatározása során rögzítettem a teljes UV és látható hullámhossz tartományon felvett spektrumot is. Mivel a mérések során intenzitás értékeket rögzítettem, így egy látóüveges nagynyomású cella segítségével kalibrációt végeztem a detektorra. A készülék segítségével felvettem azt általam használt oldószerek és modellvegyületek spektrumát atmoszférikus nyomáson is, így lehetőségem nyílt ezek, illetve a nyomás alatt rögzített spektrumok összehasonlítására is.
A munkám során összeállított kombinált szuperkritikus gélszárító és impregnáló berendezés jól szabályozhatónak bizonyult. Az általam meghatározott recept szerint előállított és szárított gél fajlagos felülete a gázadszorpciós mérések alapján kb. 800 m2/g-nak adódott, és elsősorban mikro- és mezopórusokkal rendelkezik. Ezek alapján alkalmas hatóanyag hordozóként való felhasználásra. Az atmoszférikus és szuperkritikus körülmények között felvett spektrumok vizsgálata során bebizonyosodott, hogy az aceton esetében kis mértékben eltolódtak a csúcsok, és azok egymáshoz viszonyított intenzitása is változott, míg az ibuprofen esetén máshol jelentek meg az intenzitás maximumok. Ez alapján a gélszárítás és impregnálás során rögzített koncentráció profilokat a szuperkritikus körülmények között meghatározott intenzitásmaximumok alapján vizsgáltam.