3. Расчет аппарата сублимационной сушки фонтанирующего слоя
Выбор способа сушки и инженерный расчет с помощью программного пакета Aspen Process Tools
Программный пакет Aspen Process Tools позволяет проводить различные виды компьютерного расчета типовых процессов химического производства, таких как кристаллизация, очистка газа, сушка, разделение растворов, жидкостная экстракция, очистка сточных вод и т.д. В третьей главе приведены краткое описание используемых программ и результаты расчета процесса сушки.
3.1.1. Обоснование выбора способа сушки биологически активных веществ (программа Aspen DrySel)
Программа Aspen DrySel является экспертной системой и позволяет подобрать оптимальный способ сушки в зависимости от природы и физических свойств высушиваемого вещества, требований к свойствам конечного продукта, режима проведения процесса (периодический, непрерывный), физических свойств и характеристик сушильного агента, входных и выходных параметров.
Поставлена задача подбора наилучшего способа сушки для веществ биологической природы.
Ниже предложен отчет по работе с экспертной системой Aspen DrySel. Параметры процесса, используемые при подборе, соответствуют реальному эксперименту на установке MiniGlatt.
Для биологических веществ экспертной системой было предложено несколько способов сушки, среди которых распылительная, тепловая в кипящем и фонтанирующем слое, вакуумная сублимационная сушка в неподвижном слое. Однако с учетом термолабильности высушиваемых материалов наиболее подходящим способом оказалась вакуумная сублимационная сушка
Расчет сушилки (программа Aspen DryScope)
Программа Aspen DryScope позволяет рассчитать сушильные аппараты различных типов. Исходными данными для расчета являются физические свойства и параметры сушильного агента и высушиваемого вещества.
Цель проведенного расчета состоит в получении и сравнении конструкционных размеров рабочей камеры и энергопотребления аппаратов, соответствующих, способам сушки, подобранных экспертной системой: вакуумной сублимационной сушки в неподвижном слое, тепловой сушки в кипящем слое, тепловой сушки в фонтанирующем слое.
Далее приведены отчеты по работе с программой Aspen DryScope.
Вакуумная сублимационная сушка, проводимая при отрицательных температурах, остается наилучшим способом для получения лекарственных и биологических веществ с развитой пористой структурой и свойствами быстрой и полной регидратации. Но имеет существенные недостатки по значительной продолжительности процесса, высокому энергопотреблению и не всегда удовлетворительному качеству конечного продукта.
По результатам расчета рабочей площади и энергопотребления наиболее подходит аппарат фонтанирующего слоя. Так же следует отметить, что сушка в активном гидродинамическом режиме позволяет получать хорошо сыпучий мелкодисперсный продукт с частицами сферической формы. Но тепловая сушка не может быть применена к биологически активным веществам. Поэтому необходимо совместить два процесса и проводить сублимацию при атмосферном давлении в фонтанирующем слое. На основании этого был предложен новый способ атмосферной сублимационной сушки, который позволяет избежать разрушения высушиваемых веществ под действием повышенных температур, а также получить продукт необходимой дисперсности, сыпучести, пористости и растворимости.