Файл: Исторический очерк развития заводской технологии как науки.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 200
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Способы получения:
-
Растворение эфирного масла в воде – широко используется в аптеках по методике ГФ и по методике приказа 308 -
Перегонка с водяным паром эфирно-масличного сырья . на фармацевтических производствах изготавливают ароматные воды перегонкой эфирно-масличного сырья с водяным паром. Обычно из 1ч сырья получают 10ч отгона, т.е. готового продукта.
Если растительный материал имеет нежную структуру и вещества легко экстрагируются, то материал после измельчения помещают в перегонный куб, затем через него прогоняют водяной пар с температурой 1000. Пары захватывают эфирные масла, попадают в конденсатор, где конденсируются в виде жидкости и собираются в приемник.
Если растительный материал грубый и плотный (корни, плоды), то его измельчают и предварительно настаивают с водой или водно-спиртовой смесью. Делают это для того, чтобы перевести вещества в жидкое состояние, а далее проводят те же стадии как с сырьем с нежной структурой.
Если летучие вещества экстрагировались спиртом, а получение проводили перегонкой с водяным паром, то получается спиртовая ароматная вода.
В случае получения эфирных масел путем перегонки с водяным паром мы имеем дело с бинарными системами взаимно нерастворимых и химически не действующих друг на друга жидкостей. Для смесей характерно то, что они кипят при температуре более низкой, чем каждая в отдельности (закон Дальтона). Этот закон является теоретической основой получения ароматных вод.
Для получения ароматных вод используют перегонные установки, состоящие из куба с паровой рубашкой, конденсатора и приемника. В нижней части куба имеется ложное дно, которое покрывается слоем полотна, на него закладывается сырье. Под ним помещается барботер, через него поступает острый пар и проходит через слой сырья. Сухой пар подается в рубашку куба для обогрева. Куб герметично закрывается крышкой. В крышке имеется пароотводная труба, соединяющаяся с конденсатором – змеевиком. Полученный отгон содержит балластные вещества, ухудшающие качество ароматной воды. Для их удаления отгон хранится 2-3 суток в сосуде, закрытом ватным тампоном, после чего отгон фильтруется.
С целью повышения устойчивости перегнанных ароматных вод в их состав вводится спирт до 10%, в горько-миндальную - до 20%
Перегонкой получают следующие ароматные воды: мяты перечной, плодов кориандра, плодов аниса, горько-миндальную.
Хранят в заполненных доверху флаконах в прохладном месте не > 30суток.
Лекция 5. Тепловые процессы в фармацевтической технологии.
Классификация основных процессов.
В зависимости от теоретических закономерностей того или иного процесса различают следующие виды производственных процессов.
1.механические – измельчение, транспортирование, просеивание, смешивание твердых веществ, процессы переработки ЛРС.
2.гидромеханические – перемешивание, сжатие и перемешивание газов, разделение жидких и газообразных систем, перемещение жидкостей.
3.тепловые – нагревание, охлаждение, выпаривание, конденсация.
4.массо-обменные (диффузные) – абсорбция, адсорбция, экстракция, сушка, кристаллизация, выщелачивание, и т.д.
5. химические
По характеру протекания технологические процессы разделяют на:
1.периодические процессы (иногда прекращаются для выгрузки или загрузки продуктов)
2. непрерывные (автоматизированные поточные линии)
3. комбинированные (полунепрерывные) – 1 или несколько стадий протекают непрерывно.
Теплопередача – процесс распространения тепла от 1го объекта к другому. Движущей силой является разность температур, которая называется температурным напором.
Пути распространения тепла:
-
Теплопроводность – вид теплообмена, происходящий между частицами тела, находящегося в соприкосновении. -
Конвекция – перенос тепла вследствие движения и перемещения макроскопических объемов газа или жидкостей (передача тепла от стенки трубы к жидкости, протекающей внутри нее). -
Излучение (лучеиспускание) – свойственно всем телам имеющим температуру тела выше 0?С по шкале Кельвина. Тело, способное поглощать и максимально излучать лучи, называется абсолютно черным телом. Тело, не обладающее способностью и отражающее все падающие лучи, называется абсолютно белым. В природе их не существует.
В большинстве случаев все виды теплообмена связаны между собой и проявляются совместно – сложный теплообмен.
Теплоносители.
В фармацевтической технологии прямые источники тепла (дымовые, топочные газы, электрический ток) применяется редко. Как правило используются промежуточные источники тепла. В качестве теплоносителей применяют водяной пар, горячую воду, минеральные масла.
ПАР как теплоноситель характеризуется следующими параметрами:
-
Температура -
Давление -
Энтальпия (теплосодержание) – количество тепла в Дж, содержащееся в 1 кг пара.
Водяной пар является основным теплоносителем и вырабатывается в паровых котлах.
Достоинство пара.
-
Доступность -
Безопасность в пожарном отношении -
Нетоксичность -
Высокий коэффициент теплоотдачи (1кг пара – 540 кКал тепла) -
Возможность регулирования температуры -
Легко транспортируется по трубопроводу за счет своего давления -
Обеспечивает равномерное нагревание
Нагревание водяным паром может осуществляться 2 способами: «острым» и «глухим».
При нагревании «острым» паром его вводят в нагреваемый объект по трубе или барботеру, пар отдает тепло и конденсируется. Происходит не только нагревание, но и перемешивание жидкостей.
При нагревании «глухим» паром объект не соприкасается с паром, используются теплообменники.
ВОДА как теплоноситель.
Используется реже, чем пар, так как имели недостатки:
-
Низкий коэффициент теплоотдачи (ниже в 500раз, чем у пара) -
Трудно регулировать температуру воды -
Для транспортировки воды необходим расход энергии
Воду получают в специальных нагреваемых бойлерах. Обогрев воды возможен в пределах от 60? до 370? С.
Минеральные масла позволяют проводить нагревание до 250 - 300? С.
Теплообменные аппараты.
Теплообменные аппараты – устройство, в котором теплоноситель отдает тепло обогреваемому объекту.
К ним относятся: подогреватели, выпарительные аппараты, конденсаторы.
Теплообменники бывают различной конструкции (Муравьева, т.1, с.104)
- кожухотрубный
- двухтрубный
- змеевиковый
- аппарат с рубашкой
- калориферы
Охлаждение и конденсация.
С этой целью используют теплоносители – воду, воздух, растворы солей (рассолы).
Среди процессов охлаждения наиболее распространенная – конденсация (перевод пара в жидкое состояние). Аппараты называются конденсаторами. Представляют собой теплообменник, в котором пар охлаждается холодовым теплоносителем. Применяется с целью ускорения процессов выпаривания, а так же для улавливания ценных растворителей и экстрагентов.
Охлаждение пара производится двояко:
1.непосредственное смешивание паров с холодной водой – конденсаторы смешения
2.через стенку теплообменника – поверхностные конденсаторы, пар и охлаждающая вода разделены металлической стенкой.
Процесс выпаривания
заключается в удалении части растворителя или экстрагента в виде пара при нагревании. Этот процесс широко применяется при получении экстрагентов. Превращение жидкости в пар происходит при температуре ее кипения, которое зависит от давления.
Выпаривание может быть произведено при атмосферном и пониженном давлении.
При атмосферном давлении выпаривание в открытых чашах применяется редко, так как удаляющийся пар загрязняет производственное помещение, а высокая температура приводит к разрушению термолабильных веществ.
Проведение выпаривания под вакуумом имеет преимущество: низкая температура кипения сгущаемой жидкости и улавливание ценного вторичного пара в виде конденсата.
Аппараты для выпаривания.
Применяются трех типов.
1.шаровые вакуумные аппараты (Муравьев, т.1, с. 108)
2.трубчатые вакуум – аппараты:
а) с центральной циркуляционной трубой (Иванова, т.2, с.65)
б) пленочный выпарной аппарат (Иванова, т.2, с.67)
3. пленочный центробежный вакуум – аппарат – широко применяется в настоящее время.
Все вакуум – аппараты используются в вакуум – выпарных установках двух типов:
1.с поверхностным конденсатором (Муравьева, т.1, с.110)
2. с конденсатором смешения (Муравьева, т.1, с.110)
Установки первого типа используются в тех случаях, когда вторичный пар содержит ценный экстрагент.
Выпарные установки второго типа используют для сгущения водных жидкостей, при выпаривании которых образуется водяной пар (Муравьева, т.1, с.110)
Сушка – процесс удаления влаги, путем ее испарения из твердых, пастообразных форм, суспензий и растворов.
Факторы, влияющие на эффективность сушки:
1. свойства материала
2. количество влаги
3. форма связи ее с материалами
4. свойства теплоносителя
5.процессы влагопереноса в материале
Значение этих факторов рассматривает теория сушки. Формы связи влаги с материалом влияют на выбор способа и режима сушки. Научно – обоснованная классификация форм связи выдвинута Ребиндером, согласно которой выделяют:
1.химическая связь (ионная, молекулярная)
2. физико – химическая связь (адсорбционная, осмотическая)
3. физико – механическая связь (структурная, капиллярная, смачивания)
Процесс удаления влаги из материала сопровождается нарушением связи с материалом, на что затрачивается определенная энергия. Наименее прочно связана с материалом капиллярная влага и влага смачивания. Более прочно – адсорбционная, структурная, осмотическая (внутриклеточная). Самая прочная связь – химическая, которая удаляется при разрушении химической структуры вещества.
Теоретические основы сушки.
Статика сушки рассматривает свойства объектов, участвующих в процессе высушивания материала и теплоносителя. Для проведения сушки давление паров влаги у поверхности материала (Рм) должно быть не больше парциального давления водяного пара в воздухе (Рn). Величина Рм зависит от влажности материала и формы связи влаги с ним. При сушке влажность материала снижается до определенного предела, соответствующего равенству Рм = Рn. Этому состоянию соответствует равновесная влажность, при которой процесс сушки прекращается. Теплоносителем является воздух.
Как сушильный агент воздух характеризуется: температурой, влажностью, влаго- и теплосодержанием.
Кинетика сушки рассматривает ее как массообменный процесс перехода влаги из материала в окружающую среду.
W=KF(Pm-Pn), где W – количество испарившейся влаги в кг
К – коэффициент массо – передачи
F – поверхность площади
Разность давления является движущей силой процесса. Скорость сушки определяется количеством влаги (W), испарением с единицы поверхности (F), высушиваемостью материала за единицу времени (Т).
U = , кг/м2*с
Чем больше поверхность, тем ниже скорость сушки.
Лекция 6. Тепловые процессы (продолжение)
Удаление влаги происходит за счет испарения ее с поверхности (внешняя диффузия). Вместо испарения влаги под давлением капиллярных сил к поверхности устремляется влага из внутренних слоев (внутренняя диффузия), поэтому материал покрыт пленкой влаги. В процессе высушивания поверхность будет освобождаться от жидкой пленки, влага с большим трудом поступать к поверхности. В дальнейшем материал начнет нагреваться, и влага начнет испаряться с капилляров, не достигнув поверхности. Диаграмма процесса сушки (Муравьева, т.1,с 115, рис.64). Кривая сушки имеет несколько отрезков, соответствующих разным периодам процесса. Процесс сушки заканчивается при равновесной остаточной влажности материала и нулевой скорости сушки.
Интенсификация процесса сушки.
-
Перевод высушенного сыпучего материала из стационарного состояния в подвижное, с помощью продувки сушильного агента -
Увеличение поверхности контакта материала с сушильным агентом -
Применение сушильного агента с повышенной температурой -
Применение комбинированных способов передачи тепла материалу