7.2.2. Разделение частиц в зависимости от скорости их осаждения в водной среде

Каждая .фракция, выделяемая при разделении, представляет собой совокупность частиц, обладающих одинаковой скоростью осаждения. Данный вид раз­деления частиц осуществляется в горизонтальных, восходящих или вращающихся потоках воды. Ско­рость потока выбирается такой, чтобы частицы мень­ше определенного размера не успевали оседать и уно­сились с потоком в слив, а частицы большого размера оседали. Данный метод применяется в основном для разделения мелкоизмельченного материала (размер частиц 5—0,05 мм и менее).

7.2.3. Разделение частиц потоком воздуха (сепарация)

В воздушных сепараторах, работающих в замкну­том или открытом циклах с мельницами сухого помола, разделение твердого материала происходит вследствие различных скоростей осаждения частиц разного раз­мера в воздушной среде, в поле центробежных сил и силы тяжести.

7.3. СМЕШИВАНИЕ

Смешивание — процесс, при котором несколько раз­дельно находящихся порошкообразных компонентов после тщательного перемешивания и равномерного распределения каждого из них в смешиваемом объеме материала, образуют однородную смесь. Получение однородной смеси очень важно для обеспечения тре­бования о равномерном распределении лекарственных веществ в объеме готовой лекарственной формы. Осо­бенно возрастают требования к качеству смешивания для препаратов с сильнодействующим веществом, со­держание которого в одной дозе менее 5 мг.

Качественное смешивание порошкообразных ком­понентов в производстве порошков, таблеток и драже представляет собой сложную задачу. Степень и ско­рость смешивания зависят от большого числа пере­менных факторов: физико-химических свойств отдель­ных компонентов (распределение частиц по размерам, форма частиц, характеристика поверхности, насып-

117

■^/Т

// // // // // / // // // // // /. // // II II II II

^

II II II II II П

II II II II II ^П

II II II /1 /1 it

\У II/ 117 II/ II/ HIT

\Ш<Г\Ш

Рис. 7.15. Устройство смесительного барабана. Объяснение в тексте.

ная плотность и плотность частиц, содержание влаги текучесть, коэффициент трения частиц и др.); харак­теристики смешивающих устройств (размеры и гео­метрия смесителя, размеры возбудителя, тип и раз­мещение загрузочных и разгрузочных устройств, кон­струкционные материалы и степень их чистоты) и ус­ловий операции смешивания (масса каждого добав­ляемого компонента, отношение объемов смеси и сме­сителя, метод, последовательность, место и скорость добавления компонентов, скорость смешивания).

7.3.1. Смесители

Аппараты, в которых сыпучие материалы смеши­ваются между собой и с жидкостями называют сме­сителями.

Смесители классифицируют: по характеру процесса смешивания (конвективного или диффузионного) кон­структивному признаку (барабанные смесители с вра­щающимся корпусом и червячно-лопастные), способу воздействия на смесь (гравитационные, центробеж­ные), характеру протекающего в них процесса сме­шивания (периодический или непрерывный) и другим признакам.

ГЪ характеру протекающего процесса в отечест­венной химико-фармацевтической промышленности наибольшее распространение получили смесители пе­риодического действия, которые в зависимости от типа рабочего органа подразделяются на смесители- с вра­щающимся корпусом, червячно-лопастные, с псевдо­ожижением сыпучего материала, центробежного дей­ствия с вращающимся конусом.

Смесители с вращающимся корпусом. К ним от­носятся барабанные смесители, применяемые для сме­шения сухих порошкообразных материалов. Барабан­ный смеситель (рис. 7.15) представляет собой цилинд­рический корпус (1), вращающийся на опорных ро­ликах (2) со скоростью 6—8 об/мин. Для лучшего смешивания материала на внутренних стенках бараба­на укреплены спиральные перегородки (3), а внутри него — несколько продольных полок (4) с перегород­ками. Барабанный смеситель является аппаратом пе­риодического действия. Загрузка и выгрузка осуществ­ляется с помощью шнека (5), который при загрузке вращается в одном направлении, а при выгрузке — 118

Рис. 7.16. Смесители с вращающимся корпусом.

а — шаровая мелышца; б — V-образный смеситель; в — двухконусный

смеситель; г — кубический смеситель; д — турбула.

в противоположном. Барабанные смесители бывают также с призматическим, кубическим или другой фор­мы корпусом, вращающимся в цапфах на горизон­тальном валу (рис. 7.16). Смесители просты по уст­ройству, но требуют значительного времени для сме­шивания, исчисляемого часами. Поэтому аппараты этого типа вытесняются более эффективными смеси­телями.

Для смешивания порошкообразных веществ Ма­риупольским НПО «Минмедбиоспецтехоборудование» серийно выпускается установка модели СПМ-200. По принципу действия она подобна смесителю Т-200-«Турбула». Швейцарской фирмы WAB. В емкости ус­тановки материалу сообщается одновременно враща­тельное движение относительно двух взаимноперпен-

119

Рис. 7.17. Устрой­ство червячно-ло-пастного смесителя. Объяснение в тек­сте.

Рис. 7.18. Смесители с вращающимися лопастными рабочими

органами.

а — корытного типа с S-образными лопастями; б — с винтообразными

лопастями; в — циркуляционный смеситель; г — шнековый; д — внбро-

смеситель.

дикулярных осей. В результате частицы порошка описывают сложную пространственную траекторию. При таком движении частота соударений и внедрений частиц в общую массу материала очень велика.

Червячно-лопастные смесители. На химико-фарма­цевтических заводах работают универсальные смеси­тельные машины этого типа, выпускаемые отечествен­ной промышленностью. В них можно смешивать су­хие сыпучие материалы и увлажненные порошки, по­этому эти машины широко применяются в таблеточ­ном производстве. Червячно-лопастныи смеситель (рис. 7.17) состоит из корытообразного корпуса (1) и двух Z-образных роторов (2), вращающихся в про­тивоположные стороны с различными угловыми ско­ростями: передняя составляет 17—24 об/мин, а зад­няя— 8— 11 об/мин. Привод ротора осуществляется от электродвигателя (3) через редуктор (4). Мате­риалы, подлежащие смешиванию, загружают в корыто смесителя через крышку, которая имеет вынесенные в стороны грузы-противовесы, облегчающие ее подъем, а выгружают при опрокидывании корыта. Для ох­лаждения или нагрева обрабатываемого материала корыто смесителя снабжено рубашкой. Смесители с вращающимися лопастными рабочими органами пред­ставлены на рис. 7.18.

Вследствие небольшой скорости вращения роторов, процесс смешивания в аппаратах с вращающимися лопастными рабочими органами продолжителен.

Аппараты с псевдоожижекием сыпучего материала. Данные смесители нашли широкое применение в таб­леточном производстве. Они отличаются высокой эф­фективностью и малым временем смешивания, отсутст­вием вращающихся деталей, что обеспечивает высо­кую чистоту получаемого продукта. Кроме смешива­ния, в этих аппаратах выполняется ряд последующих технологических операций процесса приготовления таблеточной массы: гранулирование, сушка, опудри-вание.

Смесители центробежного действия с вращающим­ся конусом. В них достигается качественное смеши­вание сыпучих материалов при относительно неболь­шом расходе энергии, обусловленном малой длитель­ностью смешивания и высокой производительностью единицы объема аппарата. Центробежный смеситель (рис. 7.19) состоит из корпуса (1), на котором уста-

121

Рис. 7.19. Устройство смесителя центробеж­ного действия. Объяс­нение в тексте.

новлена емкость (2). Двигатель (3) и привод враща­ют рабочий орган — открытый полый конус (4), обра­щенный большим основанием кверху. В нижней части конуса имеются два диаметрально расположенных ок­на (5). Конус охватывается соосно установленной с ним рамной мешалкой (6), получающей вращение от привода (7), находящегося на крышке (8). Мате­риал, подлежащий смешиванию, подается через люк (9), перемещается по внутренней поверхности конуса снизу вверх под действием центробежных сил инер­ции, выбрасывается из конуса и образует взвешенный слой, внутри которого происходит интенсивное смеши­вание компонентов. В пространстве между конусом и емкостью смесителя материал пересекает зону, через которую проходят лопасти рамной мешалки. Они до­полнительно смешивают материал и направляют часть его через окна (5) вновь в конус. После перемешива­ния готовая смесь выгружается через лоток (10) с шибером (11).

В смесителях этого типа достигается высокая од­нородность смеси, а продолжительность смешивания сокращается в несколько раз по сравнению с другими типами смесителей.

122

Контрольные вопросы

1. Что называется степенью измельчения твердых тел?

2. Как классифицируют измельчающие машины и виды измельче- чения в зависимости от степени измельчения получаемого про­ дукта?

3. Как по способу измельчения классифицируют измельчающие машины?

4. Назовите типы траворезок (в зависимости от устройства но­ жей), объясните принцип их работы.

5. Почему необходимо растительный материал измельчать без остатка?

6. Какими способами достигается измельчение материала на тра- ворезках, валках, дисмембраторе, дезинтеграторе, шаровой мельнице?

7. Объясните условия работы шаровой мельницы.

8. Перечислите мельницы, применяемые для сверхтонкого измель­ чения. Каков принцип их работы?

9. Как расходуется полезно затраченная на измельчение работа? Что называется бесполезной работой измельчения и как ее можно уменьшить?

10. Объясните принцип механического разделения материала и укажите типы сит, применяемых в фармацевтической промыш­ ленности.

11. От каких факторов зависит производительность сит?

12. Назовите механизированные сита, объясните принцип их ра­ боты.

13. Как осуществляются гидравлическое и воздушное разделение материалов и какая аппаратура используется для их проведе­ ния?

14. Укажите типы смесителей, применяемых для порошкообразных материалов. Каков принцип их работы?