Вальцевый вакум сушка
КУРСОВАЯ
РАБОТА
"ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПРОЦЕССОВ СУШКИ
НА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ
ФАБРИКАХ И ЗАВОДАХ"
Содержание
1 Введение
2 Основы сушки
3 Используемые сушилки
4 Список литературы
5
Приложения
Введение
Сушка - один из самых распространенных технологических процессов, используемый в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Трудно найти такое химическое и фармацевтическое производство, на котором не было бы операции сушки того или иного вещества или препарата. Наиболее часто сушка является завершающим этапом технологического процесса с получением целевого продукта.
Целями являются:
- облегчение и удешевление транспортировки материалов, для повышения их прочности;
- сушка многих лекарственных препаратов обеспечивает их консервирование и хранение;
- сушка необходима для последующего измельчения некоторых материалов.
Сушка – это процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенного к материалу тепла.
Сушка широко используется в различных отраслях: в химическом, сельском хозяйстве и в химико-фармацевтическом производстве. Она применяется на различных стадиях технологического процесса: для подготовки сырья и получения полуфабрикатов; часто сушка является завершающим этапом производства, определяющим качество готового лекарственного вещества.
В промышленной технологии лекарственных препаратов сушка, как завершающий этап производства, существенным образом сказывается на качестве выпускаемой продукции (сухие экстракты, ферменты, витамины, антибиотики и др.).
Высокое качество, стабильность продукта зависит от технического уровня сушки – степени автоматизации и механизации режимов процесса, совершенства сушильной аппаратуры, чистоты воздуха. Современные концепции фармацевтической науки в области теории сушки свидетельствуют, что тепловые и массообменные процессы нередко сопровождаются изменением структурно-механических свойств высушиваемого материала, образованием полиморфных форм и кристаллогидратов лекарственных веществ, реакциями окисления, гидролиза, приводящие к изменению растворимости, всасывания, снижению или потере терапевтической активности лекарственных веществ. Правильно организованный процесс сушки позволяет сохранить или улучшить свойства материалов. Так, сушка таблеточного гранулята в контактных сушилках приводит к его спеканию, изменению цвета, неравномерному остаточному влагосодержанию, ухудшению сыпучести, разложению действующих веществ. Высушивание в псевдоожиженном слое уменьшает большинство этих недостатков, а в распылительной сушилке устраняет все.
Если
сушить препараты, содержащие ферменты
при 30°С, то они теряют 33 % активности. При
добавлении к ферментному осадку крахмала
инактивирование исключается,
а сублимационная сушка позволяет получить
стабильный препарат. Такое наблюдается
при производстве термолабильных препаратов:
антибиотиков, гормонов, витаминов, вакцин,
сывороток и препаратов крови. Для сушки
порошкообразных и зернистых материалов
применяют барабанные и ленточные сушилки,
а для мелкоизмельченного - сушилку с кипящим
(псевдоожиженным) слоем.
Основы
сушки
По
способу подвода тепла к
1. Конвективная - путем непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого чаще используют нагретый воздух или топочные газы (как правило, в смеси с воздухом).
2. Контактная - путем передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку.
3. Специальная.
К
специальным видам сушки
Из специальных видов сушки, применяемых относительно редко, в фармации получила распространение сублимационная - для высушивания термолабильных веществ (ферментов, гормонов, бактерийных препаратов, препаратов крови и др.)
Высушиваемый материал при любом методе сушки находится в контакте с влажным газом (в большинстве случаев воздухом). Поэтому изучение свойств влажного воздуха необходимо при рассмотрении процессов сушки и их расчетов.
Сушилки
могут быть периодического и непрерывного
действия. Сушилки периодического действия
отличаются низкой производительностью,
громоздки и в ряде случаев не удовлетворяют
требованиям промышленности из-за больших
затрат тяжелого физического труда, потерь
готового продукта и загрязнения производственных
помещений. Поэтому, как правило, вместо
малопроизводительных сушилок периодического
действия рациональнее использовать аппараты
непрерывного действия, в которых достигается
сокращение продолжительности сушки,
улучшается качество продукта, кроме того,
значительно облегчается их обслуживание.
Машины периодического действия целесообразно
использовать на производствах небольшого
масштаба с разнообразным ассортиментом
продукции.
Используемые
сушилки
Конвективные
сушилки.
В
конвективных сушилках сушильный агент,
предварительно нагретый в калорифере,
движется в сушилке и соприкасается
с высушиваемым материалом. При этом
сушилка может работать по основной
схеме, т.е. с однократным нагревом
сушильного агента или с частичным
подогревом воздуха в сушильной
камере или другими вариантами, в
которых температура сушки
В зависимости от назначения используют камерные, туннельные, ленточные и барабанные сушилки.
Камерные сушилки являются аппаратами периодического действия, работающими при атмосферном давлении. Их используют в малотоннажных производствах при невысокой температуре сушки, например при сушке таблеточной массы. Материал в этих сушилках сушится на лотках (противнях), установленных на стеллажах или вагонетках, находящихся внутри сушильной камеры. На каркасе камеры, между вагонетками, установлены козырьки, которые делят пространство камеры на три, расположенные друг над другом зоны, вдоль которых последовательно движется горячий воздух. Свежий воздух, нагретый в калорифере, подается вентилятором вниз камеры сушилки. Здесь он движется (путь воздуха показан на рисунке стрелками), два раза меняя направление и дважды нагреваясь в промежуточных калориферах. Часть отработанного воздуха с помощью шибера направляется на смешивание со свежим. В результате сушилка работает с частичной рециркуляцией воздуха и промежуточным подогревом, т.е. по варианту, обеспечивающему низкую температуру и более мягкие условия сушки.
Однако вследствие сушки в неподвижном толстом слое сушилки указанного типа имеют низкую производительность, а длительность процесса в них большая. Кроме того, в этих сушилках имеют место большие потери тепла при выгрузке материала и большие затраты ручного труда.
В
таких аппаратах сушка
Камерные сушилки обладают существенными недостатками, к числу которых относятся:
1)
большая продолжительность
2) неравномерность сушки;
3) потери тепла при загрузке и выгрузке камер;
4)
трудные и негигиеничные
5)
сравнительно большой расход
энергии из-за недостаточной
Разновидностью
камерных сушилок является шкафная
воздушно-циркуляционная сушилка, работающая
с промежуточным подогревом и
рециркуляцией части воздуха. Нагретый
в воздухоподогревателе 7 воздух подается
вентилятором 6 в нижнюю часть камеры
3 сушилки и проходит в горизонтальном
направлении (слева направо) между
противнями с высушиваемым материалом,
установленными на вагонетках 1. Затем
воздух проходит в воздухонагреватель
4 и движется через среднюю часть
камеры в противоположном на - правлении
(справа налево). В третий раз воздух нагревается
в воздухонагревателе 4, после чего проходит
направо через верхнюю часть камеры и
удаляется из сушилки. Таким образом, воздух
в сушилке движется зигзагообразно через
три зоны, дважды нагреваясь и дважды меняя
направление своего движения в камере.
Часть отработанного воздуха возвращают
в сушилку, регулируя его количество при
помощи шибера 11.
РИС.
1 Шкафная воздушно-
1 - вагонетки; 2 - сушильная камера; 3 - корпус; 4, 7 - воздухоподогреватели; 5 - воздуховод; 6 - вентилятор; 8 - сетка; 9 - вход воздуха; 10 - выход воздуха; 11 - шибер.
Работа по такой схеме улучшает использование тепла воздуха. Однако, сушилке описанной конструкции присущи все другие недостатки камерных сушилок, связанные с периодичностью их действия, ручным обслуживанием и сушкой материала в неподвижном слое.
Туннельные
сушилки отличаются от камерных тем,
что в них соединенные друг
с другом вагонетки медленно перемещаются
на рельсах вдоль очень длинной
камеры прямоугольного сечения (коридора).
На входе и выходе сушилки имеются
герметичные двери, которые открываются
для загрузки и выгрузки материала.
Вагонетка с высушенным материалом
удаляется из камеры, а с противоположного
конца в нее поступает новая
вагонетка с влажным
Такие
сушилки обычно работают с частичной
рециркуляцией сушильного агента и
используются для сушки больших
количеств штучного материала. По интенсивности
сушки туннельные сушилки близки к камерным
сушилкам. Туннельным сушилкам присущи
основные недостатки камерных сушилок.
Существенный недостаток туннельных сушилок
- неравномерность сушки вследствие расслоения
нагретого и холодного воздуха. Для более
равномерной сушки повышают скорость
сушильного агента, но вследствие этого
приходится увеличивать длину коридора,
чтобы время пребывания материала в сушилке
было достаточным.
РИС.2
Туннельная
сушилка: 1-рельсовый
путь, 2-подводящий канал, 3-вагонетки, 4-отводящий
канал;
Ленточные
сушилки. В сушилках этого типа сушка
материалов производится непрерывно при
атмосферном давлении. В камере сушилки
слой высушиваемого материала
Барабанные
сушилки широко применяются для
непрерывной сушки при
У разгрузочного конца барабана имеется подпорное устройство, которое позволяет поддерживать определенную степень заполнения барабана материалом; обычно степень заполнения не превышает 20 %. Время пребывания материала в сушилке регулируется скоростью вращения барабана и реже - изменением угла его наклона. Высушенный материал удаляется из камеры через разгрузочное устройство, с помощью которого герметизируется камера и предотвращается поступление в нее воздуха извне. Подсосы воздуха могли бы привести к бесполезному увеличению производительности и энергии, потребляемой вентилятором.
Устройство
внутренней насадки барабана зависит
от размеров и свойств высушиваемого
материала. Так, для крупнокусковых
и склонных к налипанию материалов
устанавливают подъемно-
Аэрофонтанные
сушилки. Для сушки зернистых
неслипающихся, влажных и достаточно
крупных материалов во взвешенном состоянии
применяются аэрофонтанные
Основной недостаток аэрофонтанных сушилок - неравномерность сушки. Более равномерная сушка достигается в сушилках с кипящим слоем.
Сушилки с кипящим (псевдоожиженным) слоем. В сушилке с кипящим слоем материал уложен на решетку, через которую продувается сушильный агент со скоростью, необходимой для создания кипящего слоя.
В
этой сушилке для устранения неравномерности
сушки применяется направленное
движение материала вдоль удерживающей
его решетки. Для этого подача
сырого материала производится в
верхнюю часть с одной стороны
сушилки, а удаление сухого материала
- из нижней с противоположной стороны
установки. Наиболее распространены однокамерные
сушилки непрерывного действия. Применяют
также многокамерные сушилки. Они
состоят из двух или более камер,
через которые последовательно
движется высушиваемый материал. Для
материалов, малочувствительных к нагреву,
применяются двух - и трехсекционные
ступенчато-противоточные
Распылительные
сушилки. За последнее десятилетие
разработка новых методов введения
лекарственных препаратов и приспособлений
для ингаляции сухих
В этих сушилках достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент. При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения достигает столь большой величины, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно 15÷30 с). В условиях почти мгновенной сушки температура поверхности частиц материала, несмотря на высокую температуру сушильного агента (около 150°С), лишь немного превышает температуру адиабатического испарения чистой жидкости. В результате достигается быстрая сушка в мягких температурных условиях, позволяющая получить качественный порошкообразный продукт, хорошо растворимый и не требующий дальнейшего измельчения. Возможна сушка и холодным теплоносителем, когда распыливаемый материал предварительно нагрет. Распылительная сублимационная сушка обычно включает:
1)
распыление жидкого раствора
или суспензии с
2)
быстрое замораживание этих
3)
сублимация замороженной воды
с последующим получением
Распыление осуществляется механическими и пневматическими форсунками, а также с помощью центробежных дисков. Порция жидкого материала распыляется в пар над криогенной жидкостью, такой, как жидкий азот или жидкий пропан с использованием либо пневмо- либо ультразвуковых распылителей. Капельки начинают замерзать во время пролета через холодную паровую фазу и полностью замерзают при соприкосновении с самой криогенной жидкой фазой. Находящиеся во взвеси замерзшие капельки можно собрать с помощью сепараторного сита или дав возможность криогенной жидкости удалиться с кипением. В литературе описаны различные установки и разные геометрические формы контейнеров для сбора замороженных капелек во время этого процесса.
Распылительная сублимационная сушка является технологическим процессом выбора, если от продукта требуются следующие свойства:
· пористая структура с большой удельной площадью поверхности
· свободно текущий порошок для употребления в качестве конечного или промежуточного продукта
· улучшение биодоступности чрезвычайно плохо растворимых в воде соединений
Пригодность
процесса для получения определенных
конкретных частиц и порошковой формы
и соответствующий выбор
Контактные сушилки.
Контактная сушка осуществляется путем передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку в контактных сушилках, которые делятся на периодически и непрерывно действующие. Из периодически действующих сушилок распространены вакуум-сушильные шкафы и гребковые вакуум-сушилки, в которых скорость сушки увеличивается за счет перемешивания материала медленно вращающейся горизонтальной мешалкой с гребками. Из непрерывно действующих применяют двухвальцовые атмосферные и вакуумные сушилки, а также одновальцовые формующие сушилки. Высушивание при пониженном давлении в замкнутом пространстве используется в тех случаях, когда материал чувствителен к высоким температурам.
Простейшими
контактными сушилками
Вакуум-сушильный шкаф представляет собой цилиндрическую камеру, в которой размещены полые плиты, обогреваемые изнутри паром или горячей водой. Высушиваемый материал в виде сгущенной сметанообразной массы намазывается на противни (толщиной 0,5÷4 см), которые устанавливают на плиты. Камеру герметически закрывают с помощью дверец и соединяют патрубком с вакуумной линией. Сушка происходит под вакуумом при температуре около 50°С, что зависит от глубины вакуума. При этом образуется высокий (до 15÷20 см) слой пористого легкого материала хорошо растворяющегося в воде. Выгрузка материала производится вручную. Такие сушилки пригодны для сушки легкоокисляющихся, взрывоопасных и выделяющих вредные или ценные пары веществ. Однако они малопроизводительны и малоэффективны, поскольку сушка в них происходит в неподвижном слое при наличии плохо проводящих тепло зазоров между противнями и греющими плитами. Напряжение рабочей поверхности плит со стороны материала обычно не превышает 0,5-2,5 кг/ (м3-ч) влаги.
Гребковые вакуум-сушилки (приложение 1). В такой сушилке, имеющей цилиндрический корпус, паровую рубашку и мешалку, скорость сушки несколько увеличивается за счет перемешивания материала медленно вращающейся горизонтальной мешалкой с гребками. Гребки мешалки закреплены на валу взаимно перпендикулярно: на одной половине длины барабана гребки мешалки изогнуты в одну сторону, на другой - в противоположную. Кроме того, мешалка имеет реверсивный привод, автоматически меняющий каждые 5-8 мин направление вращения. Поэтому при работе мешалки материал, загруженный через люк, периодически перемещается от периферии к середине и в обратном направлении. Вал мешалки может быть полым и через него можно также осуществлять нагрев высушиваемого материала. Свободно перекатывающиеся трубы способствуют разрушению комков и дополнительно перемешивают материал. Разгрузка высушенного материала производится через люк. Корпус сушилки соединен с поверхностным или барометрическим конденсатором и вакуум-насосом. Производительность сушилки зависит от температуры греющего пара, величины разрежения и начальной влажности материала. Напряжение поверхности по влаге А колеблется в пределах 6-8 кг/ (м3"ч), т.е. выше, чем для вакуум-сушильных шкафов, но сушильный агрегат более сложен и требует больших эксплуатационных расходов.
Применение вакуумных сушилок, несмотря на их более высокую стоимость и сложность по сравнению с атмосферными "сушилками, диктуется технологическими соображениями: они пригодны для сушки чувствительных к высоким температурам веществ, а также для получения высушенных продуктов повышенной чистоты. Их применяют также в случаях, когда необходимо улавливание (конденсация) паров неводных растворителей, удаляемых из материалов.
Вальцовые
сушилки осуществляют непрерывную сушку
жидкостей и текучих пастообразных материалов
при разрежении или атмосферном давлении.
Основной частью двухвальцовых сушилок,
наиболее часто применяемых в фармацевтическом
производстве, являются вальцы и медленно
вращающиеся (п= 2÷10 об/мин) в кожухе навстречу
друг другу. Сверху между вальцами непрерывно
подается высушиваемый материал. Греющий
пар поступает через полую цапфу внутрь
каждого из вальцов, паровой конденсат
отводится через сифонную трубку. Материал
покрывает вращающуюся поверхность вальцов
тонкой пленкой, толщина которой регулируется
величиной зазора между вальцами. Обычно
зазор - 0,5÷1,0 мм. Высушивание материала
происходит интенсивно в тонком слое в
течение одного неполного оборота вальцов.
Пленка подсушенного материала снимается
ножами, расположенными вдоль образующей
каждого вальца. Чем тоньше слой материала
на вальцах, тем быстрей и равномернее
он сушится. Однако вследствие малой продолжительности
сушки часто требуется досушивание материала.
В сушилке материал после вальцов последовательно
проходит сначала верхний досушиватель,
затем - нижний. Одновальцовая сушилка
представляет собой полый чугунный валец
5, вращающийся от электродвигателя. Пар,
обогревающий валец, поступает через патрубок
2 и цапфу 3. Влажный материал подается
в лоток 9, где перемешивается мешалкой.
Конденсат отводится через сифонную трубку
1. Пленка материала, образующаяся на поверхности
вальца, калибруется скребком, укрепленным
на оси 11, и срезается ножом 10. Высушенный
продукт по фартуку 8 через патрубок 7 поступает
в ящик 6. Влажный воздух отсасывается
через патрубок 4.
РИС
3
Специальные
сушилки.
К
специальным видам сушки, как
указывалось ранее, относятся: радиационная,
диэлектрическая и
Терморадиационные сушилки. Сушка в них осуществляется за счет тепла, сообщаемого инфракрасными лучами. Указанным способом к материалу можно подводить удельные потоки тепла, приходящиеся на 1 м2 его поверхности, в десятки раз превышающие соответствующие потоки при конвективной и контактной сушке. Поэтому при сушке инфракрасными лучами значительно увеличивается интенсивность испарения влаги из материала.

- Валюта
- Валюта бағамы
- Валюта, виды и курсы валют, валютные операции
- Валюта жүйесі
- Валюта жүйесінің мәні және дамуы
- Валюта и валютные курсы
- Валюта и валютные отношения
- Валовый национальный продукт и его структура по системе национальных счетов
- Вал станочный
- Вал - шестерня
- Вальдорфская педагогика
- Вальдорфская система образования детей с умственной отсталостью
- Вальдорфская школа
- Вальтер Модель – командующий группой армий «B»