Дисковая мельница с вертикально расположенными дисками.

Для приготовления эмульсий и суспензий, содержащих нерастворимые твердые вещества, применяются коллоидные мельницы разных конструкций. В современных коллоидных мельницах размалывание происходит в жидкой среде при помощи удара или растирания.

Коллоидная мельница для мокрого измельчения

Соотношение твердой и жидкой фаз колеблется в пределах от 1:2 до 1:6 в зависимости от свойств твердого измельчаемого материала. Коллоидное измельчение является сложным и малоизученным процессом. Конструкции коллоидных мельниц, имеющих промышленное применение, немногочисленны. Наибольший интерес для фармацевтической промышленности представляют бильные и виброкавитационные коллоидные мельницы.

Роторно-бильная коллоидная мельница схематично представлена на рис. 5.

Суспензия, подлежащая измельчению, подается через штуцер 8 в корпус 1, где проходит между билами 3, которые укреплены на роторе 4, вращающемся на валу 5, и контрударниками 6, закрепленными неподвижно в корпусе. Ряды бил ротора расположены между рядами контрударников корпуса. Измельченный материал выходит из штуцера 9. Если степень измельчения недостаточна, суспензия пропускается через мельницу вторично. Корпус измельчителя можно охлаждать. Предназначенная для этого жидкость поступает через штуцер 2 и выводится через штуцер 7.

Рис. 5. Роторно-бильная коллоидная мельница

Вследствие высокой скорости движения бил и частиц смеси и их столкновения с контрударниками в мельнице развивается значительный кавитационный эффект (когда разрываются образующиеся в жидкости пузырьки, излучая ударную волну и вызывая интенсивные микропотоки жидкости).

Поэтому такие мельницы иногда называют кавитационными измельчи­телями. Они могут также использоваться для получения и гомогенизации эмульсий.

Производительность такой мельницы с диаметром ротора 200 или 800 мм и скоростью вращения от 3 000 до 12 000 об/мин составляет до 100 кг суспензии в час.

Виброкавитационная коллоидная мельница изображена на рис. 6. Измельчитель состоит из статора 2 и ротора 3, которые находятся в корпусе 1. На поверхности статора и ротора нанесены продольные канавки 4. Суспензия через штуцер 5 поступает в кольцевой зазор между статором и ротором и выходит через штуцер 6. При вращении ротора на валу 8 со скоростью 18 000 об./мин частицы суспензии, двигаясь от канавок ротора к канавкам статора, совершают колебания большой частоты, близкие к ультразвуковым, и измельчаются до размера 1 мкм. Мельницу можно охлаждать, для этого охлаждающую жидкость пропускают через штуцеры 7 и 9. Производительность виброкавитационной коллоидной мельницы с диаметром ротора 500 мм составляет от 500 до 700 кг суспензии в час.

Рис. 5.8. Виброкавитационная коллоидная мельница: 1 ‑ корпус; 2 — статор; 3 — ротор; 4 — продольные канавки; 5, 6, 7 и 9 — штуцеры; 8 — вал

Для гомогенизации мазей применяют также специальные аппараты - гомогенизаторы, имеющие разное устройство.

• В гомогенизаторах одного типа грубодисперсная эмульсия под высоким давлением продавливается через узкие каналы и щели.

• В гомогенизаторах другого типа эмульсия под воздействием центробеж­ной силы, возникающей при вращении диска, продавливается через щели в этом диске, распыляясь до состояния тумана. Эмульсия подается через полую ось.

Принцип действия гомогенизаторов-диспергаторов заключается в продавливании продукта через узкие щели. Сущность гомогенизации заключается в использовании давления на жидкости для деления содержащихся в них включений на очень маленькие частицы и создания постоянной дисперсии для дальнейшей обработки продукта.

Существует много разных типов гомогенизаторов.

Существенно интенсифицировать процессы изготовления эмульсионных, суспензионных и комбинированных мазей можно путем применения РПА - роторно-пульсационных аппаратов.

Рис. 5.13. Роторно-пульсационные аппараты Существует много конструкций РПА различных типов. Наибольшее применение нашли РПА погружного и проходного (проточного) типа. РПА погружного типа обычно выполняются в виде мешалок, помещаемых в емкость с обрабатываемой средой. По количеству рабочих камер РПА могут быть однокамерными и многокамерными. Однокамерные аппараты имеют два диска с концентрическими рядами зубьев или цилиндрами с прорезями. Один или оба диска вращаются. В многокамерных аппаратах имеется более двух дисков с зубьями или перфорированными цилиндрами, в результате чего образуется две или более зоны активной обработки среды.

Кроме основных рабочих органов (цилиндров с прорезями, дисков), РПА могут иметь дополнительные рабочие органы, предназначенные для повышения эффективности их работы. Часто в качестве дополнительных элементов используют лопасти-ножи, устанавливаемые на роторе, статоре или корпусе. Лопасти на роторе позволяют значительно улучшить напорно-расходные характеристики РПА, повысить эффективность обработки потока во внутренней зоне и создать дополнительные ступени обработки.

Эффективность диспергирования в РПА значительно повышается с увеличением концентрации суспензии, т.к. при этом измельчение происходит не только за счет РПА, но и путем интенсивного механического трения частиц дисперсной фазы друг с другом.

Применение РПА позволяет исключить как предварительное измельчение порошкообразных компонентов (сера, оксид цинка, крахмал), так и последующую гомогенизацию мази на мазетерках, обеспечивая при этом более высокую степень дисперсности суспензионных мазей. Однако, при приготовлении мазей с использованием веществ с прочной кристаллической решеткой (борная кислота, стрептоцид, некоторые антибиотики и др.), применение РПА не исключает предварительного тонкого измельчения препаратов. Но во всех случаях приготовление мазей с помощью РПА приводит к значительной экономии времени и электроэнергии, а также к снижению потерь компонентов по сравнению с традиционными методами приготовления мазей.