Ситовые механизмы

Ситовые механизмы применяются двух типов:

1) машины с плоскими ситами – грохота (трясунки, качающиеся) (рис. 5), вибрационные (гирационные) (рис. 6);

2) барабанные просеивающие машины - бураты.

Грохота, или трясунки.

Рис. 5. Устройство качающегося сита

Установленное в слегка наклонном положении на роликах сито при помощи коленчатого вала совершает поступательно-возвратное движение вдоль двух направляющих. Число качаний колеблется от 50 до 200, амплитуда колебания - до 200 мм.

Более совершенны качающиеся грохота, в которых короб с ситом совершает поступательно-возвратное движение, будучи подвешенным на шарнирных подвесах, либо с помощью шарнирных или кривошипных опор, либо в сочетании тех и других.

Вибрационные сита подразделяются на электромагнитные (рис. 5), гирационные и инерционные. Вибрационные сита особенно эффективны при просеивании мелких порошков, поскольку вибрирующие движения предупреждают забивание отверстий ситовой ткани. Число вибраций у такого сита превышает 200, амплитуда колебаний до 3 мм.

Рис. 6. Устройство вибрационного (электромагнитного) многоярусного сита

Барабанные просеивающие машины.

Барабанные просеивающие машины (бураты) представляют собой вращающиеся барабаны с ситовой поверхностью, устанавливаемые слегка наклонно, под углом 3-8°. Материал для просеивания, попав внутрь барабана, проходит через отверстия сита, а более крупные кусочки и отходы перемещаются вдоль барабана и высыпаются из него в другом конце. Барабан заключен в кожух.

Бураты могут быть с одним или 2-3 ситовыми поверхностями. Приводятся барабаны в движение при помощи зубчатой или фрикционной передачи. В последнем случае барабан устанавливается на вращающиеся ролики. Имеются конструкции бурата внутри со щеточными приспособлениями, значительно ускоряющими процесс просеивания. Бураты вращаются со скоростью от 10 до 25 об/мин.

Измельченный материал после просеивания необходимо тщательно перемешать.

СМЕШИВАНИЕ

Основная цель – получение однородной порошковой смеси. Смешивание, как правило, проводят параллельно с измельчением.

Поскольку при приготовлении сложных порошков измельчение и смешивание – две параллельные операции, смешивание ведут в дезинтеграторах и шаровых мельницах. Наряду с этим для смешивания используются смесители различных конструкций - барабанные, ленточные смесители.

При изготовлении сложных порошков или сборов основной задачей является получение однородной смеси с равномерным распределением частиц измельченных продуктов. Измельченные по отдельности и просеянные исходные компоненты смешивают в смесителях с вращающимися лопастями или с вращающимся корпусом, к которым относятся:

• Шаровая мельница;

• V-образный смеситель;

• Двухконусный смеситель;

• Кубический смеситель;

• Турбула и др.

Смеситель барабанный горизонтальный СМБ (рис. 7). Исходный материал засыпается в люк, тщательно и бережно смешивается за счет вращения барабана и действия ребер, укрепленных внутри него, при этом с помощью ребер продукт поднимается при вращении барабана на определенную высоту относительно дна барабана, и при достижении определенного угла падает на дно барабана, при этом достигается эффект перемешивания.

Рис. 7. Устройство барабанного горизонтального смесителя

Смеситель двухконусный (рис. 8). Смеситель представляет собой емкость в виде двух соединенных конусов. Перемешивание загруженных компонентов происходит за счет вращения емкости вокруг оси, продукт при этом перемещается из одного конуса в другой и перемешивается. Вращение емкости с продуктом осуществляется электродвигателем с приводом.

Рис. 8. Смеситель двухконусный

Смеситель типа «пьяная бочка» (рис. 9). Перемешивание осуществляется за счет разнонаправленного движения бочки, За счет чего увеличивается скорость перемешивания, уменьшается диффузия. Состоит из электронной контрольной системы, разнонаправленного, смешивающего механизма, который качественно отличается от обычных смесителей. Изготовлен из нержавеющей стали, отполирован изнутри и снаружи, не имеет мертвой зоны.

Рис. 9. Смеситель типа «пьяная бочка»

V- и Y- образные высокоэффективные смесители (рис. 10). Сконструированы таким образом, что во время смешивания не образуется мертвой зоны, что позволяет избежать застоя сырья, таким образом достигается эффект быстрого смешивания. Загрузка сырья осуществляется как вручную, так и с помощью всасывающего вентилятора. Для разгрузки используется клапан выгрузки сырья и вертлюг. Смеситель идеально подходит для смешивания порошкообразного и гранулированного сырья. Состоит из 2 или 3 цилиндров под разным углом, которые движутся c разной амплитудой, что позволяет достичь высокого качества смешивания материалов.

Рис. 10. V- образный высокоэффективный смеситель

Кубический смеситель (рис. 11). В основе перемешивания кубический миксер использует беспорядочное движение порошка внутри корпуса с последующим образованием гомогенной смеси за короткое время.

Рис. 11. Кубический смеситель

Червячно-лопастные смесители (рис. 12). На химико-фармацевтических заводах работают универсальные машины этого типа. В них можно смешивать сухие сыпучие материалы и увлажненные порошки, поэтому они широко применяются в таблеточном производстве.

Рис. 12. Устройство червячно-лопастного смесителя

Смесители центробежного действия (рис. 13). В них достигается качественное смешивание сыпучих материалов при относительно небольшом расходе энергии, обусловленном малой длительностью смешивания и высокой производительностью единицы объема аппарата.

Рис. 13. Устройство смесителя центробежного действия

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Методика составления материального баланса.

Материальный баланс является численным отображением любого технологического процесса и помогает судить о рентабельности производства. Представляет собой соотношение между количеством исходных материалов, полученным готовым продуктом, отходами производства, материальными потерями. Является основной частью производственного регламента.

Уравнение материального баланса:

Где G₁ – масса исходного материала, G₂ – масса готового продукта, G₃ – масса побочного продукта, G₄ – отбросы (отходы) производства, G₅ – масса материальных потерь.

Некоторые слагаемые в конкретном производственном процессе могут отсутствовать.

Окончательно материальный баланс оформляется таблицей 2.

Таблица 4 - Материальный баланс процесса …….

№ п/п	Взято сырья (наименование и количество)	Ед. изм	Получено (наименование и количество)	Ед. изм.
1		кг		кг
2		кг	Потери (количество)
		кг		кг
	Всего (арифметическая сумма исходных компонентов)		Всего (получено+потери)
		кг		кг

Показатели технологического процесса:

1. Расходный коэффициент – выражается в отношении количества взятого материала к количеству полученного готового продукта.

2. Технологическая трата (%) – выражается в отношении количества потерь к количеству исходных материалов.

3. Технологический выход – выражается в отношении количества готового продукта к количеству взятых веществ.

ХОД ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Задание №1. Рассчитать критическое и рабочее число оборотов лабораторной мельницы. Полученные результаты занести в таблицу.

Тип мельницы	Диаметр барабана, м	Критическое число оборотов, об/мин	Рабочее число оборотов, об/мин

Задание №2. Теоретически определить производительность лабораторной шаровой мельницы (кг/ч). Полученные результаты занести в таблицу

.

Тип мельницы	Коэффициент пропорциональности	Объем барабана, м3	Диаметр барабана, м	Производительность мельницы, кг/ч

Задание №3. Измельчить в лабораторной шаровой мельнице кристаллическое вещество или растительный материал, соответствующий Вашему варианту (см. табл. ). В ходе выполнения следует придерживаться следующего алгоритма:

1. Загрузка вещества в барабан мельницы.

При загрузке материала следует учитывать, что его количество в барабане должно закрывать поверхность измельчающих шаров. Важно помнить, перед измельчением необходимо взвесить материал с точностью до сантиграммов.

2. Плотно закрытый крышкой барабан закрепить винтом на мельнице, подключить к электросети, поднять рычаг «сеть» на лицевой панели и засечь время. По истечению заданного времени опустить рычаг «сеть», расслабить верхний винт и извлечь барабан. Открывать крышку барабана можно через 2-3 минуты когда полностью осела образовавшаяся пыль.

3. Измельченный порошок высыпать на чистый лист бумаги (предварительно взвешенный), шары осторожно извлечь и аккуратно очистить от порошка на тот же лист. Определить вес измельченного порошка.

№ варианта	Вещество для измельчения	Время измельчения, мин
1	Натрия хлорид	10
2	Стрептоцид	10
3	Корни и корневища валерианы	15
4	Трава пустырника	10
5	Кислота борная	15
6	Листья крапивы	7

Задание №4. Провести ситовой анализ полученной порошковой массы.

Методика проведения ситового (фракционного) анализа:

Полученный порошок необходимо просеять через ряд сит, для того чтобы выделить фракции по размерам. Сита располагаются от меньшего размера к большему друг на друге. Численно ситовой анализ выражается в % каждой фракции.

Полученные результаты занесите в таблицу .

Определить номер шелкового и металлического проволочного сита. Определить степень измельченности материала по фармакопейной шкале.

Тип мельницы	Вещество	Время измельчения, мин	Масса перед измельчением, г	Крупная фракция (размер)	средняя фракция (размер)	мелкая фракция (размер)	Отсев (размер)
				Масса, г

Задание №5. Составить материальный баланс по стадиям (измельчение, просеивание и общий баланс) в виде уравнения и таблицы. Вычислить технологический выход, технологическую трату и расходный коэффициент процессов. Написать выводы.

ОБУЧАЮЩИЕ ЗАДАЧИ

1. Определить критическое и рабочее число оборотов для шаровой мельницы с диаметром 0,3 м.

2. При измельчении 100,0г кислоты борной на лабораторной шаровой мельнице получено 98,0г измельченного продукта. После просеивания получили просев в количестве 78,0г и отсев 16,6г. Составить материальный баланс по стадиям (измельчение, просеивание) с учетом отходов. Найти выход, трату и расходный коэффициент.

3. При производстве соли карловарской искусственной вместо 100,0 г получено 99,70 г готового продукта. Написать уравнение материального баланса, определить выход, трату, расходный коэффициент. Составить расходные нормы на получение 100,0 г готового продукта. Указать степень измельчения сложного порошка.

4. На одном предприятии детскую присыпку готовят с расходным коэффициентом 1,030, на другом—1,060.На каком предприятии технологический процесс организован более правильно?

5. Определить производительность шаровой мельницы, измельчающей 15 кг продукта в течение 20 мин.

6. Объяснить значение числа оборотов мельниц, количества и размеров измельчающих элементов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Классификация измельчающих машин и виды измельчения в зависимости от степени измельчения получаемого продукта.

2. Чем отличается измельчение материала на валках с одинаковой и разной скоростью вращения? Какие материалы измельчаются на валках.

3. Каковы условия работы шаровой мельницы?

4. Приведите примеры влияния степени измельчения лекарственного вещества на его терапевтическую активность.

5. Как расходуется полезно затраченная на измельчение работа?Что называется бесполезной работой измельчения и какее можно уменьшить?

6. Назовите принципы нумерации сит по ГФХ.

7. Назовите типы механизированных сит и дайте их характеристику. От каких факторов зависит производительность сит?

8. Назовите типы смесителей для порошкообразных материалов, и принцип их работы.

9. Как получают простые и сложные порошки в производственных условиях: присыпки амиказола (ГФХ ст.52), детская.

10. Как контролируется качество смешения порошков в производственных условиях?

11. Назовите необходимые меры безопасности в производственных условиях при измельчении и просеивании порошков.