Обратный осмос.

Обратный осмос (гиперфильтрация) — переход растворителя (воды) из раствора через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Избыточное рабочее давление раствора в этом случае намного больше осмотического. Движущей силой обратного осмоса является разность давлений: Р = Р _р-ра – Р _ос

Для разделения веществ применяют мембраны двух типов:

1.   Пористые с размером пор Ю^-4—10 ³ мкм (1 —10 Е). Селективная проницаемость основана на адсорбции молекул воды поверхностью мембраны и ее порами. В нашей стране выпускают ацетатцеллюлозные мембраны: УАМ-50м, УАМ-500м.

2.  Непористые диффузионные мембраны образуют водородные связи молекулами воды на поверхности контакта. Под действием избыточного давления эти связи разрушаются, молекулы воды диффундируют в противоположную сторону мембраны, а на образовавшиеся свободные места проникают следующие. Таким образом, вода как бы растворяется на поверхности и диффундирует внутрь слоя мембраны. Почти все БАВ, кроме газов, не могут проникать через такую мембрану. В нашей стране и странах СНГ выпускают гиперфильтрационные ацетатцеллюлозные мембраны МГА-80, МГА-90, МГА-100. Цифра в марке означает процент селективности (5):

S=(C1-C2/C1)*100%

где Cj и С₂ — концентрация веществ в исходном растворе и фильтрате, мг/мл.

На этом принципе работают промышленные отечественные установки типа «Роса», УГ-1, УГ-10, производительностью соответственно от 0,1 до 1 и от 1 до 10 м³/сут, и зарубежные фирмы «Абкор» (США), ДДС-РО (Дания). Обычно установки обратного осмоса предназначены для однородных высоковязких жидкостей, выпускают установки двух типов; трубчатые и рулонные, применяя не менее пяти марок фильтрующего материала, обладающих высокой стойкостью к рН (1—13), селективностью и рабочей температурой до 80 °С. 

Сорбция.

Методы очистки БАВ сорбцией в настоящее время нашли широкое применение в химико-фармацевтической и микробиологической промышленности.

Сорбцией называют процесс поглощения газов, паров растворенных веществ твердыми и жидкими сорбентами Различают несколько видов сорбции.

Адсорбция — поглощение вещества на поверхности сорбента. Поверхность сорбента обычно очень велика, так как на ней имеете; огромное количество пор. Так, поверхность 1 г активированного угля имеет площадь, равную 600—1000 м². Процесс адсорбци: имеет селективность и позволяет адсорбировать определенные БАВ из раствора.

Абсорбция — поглощение вещества всем объемом твердой или жидкой фазы. Абсорбцию используют, например, при  получении эфирных масел. При получении эфирных масел анфлеражем цветы помещают в закрытый сосуд над жиром, который всей своей массой абсорбирует эфирное масло.

Хемосорбция — поглощение веществ с образованием химических соединений. К хемосорбции относятся ионный обмен,аффинная и гидрофобная хроматография. В производстве БАВ растительного и животного происхождения и на основе биосинтеза в основном используют адсорбцию.

Сорбционные процессы.

Сорбционный процесс выделения веществ из раствора смеси веществ представляет собой единство процессов сорбции и десорбции. Процесс десорбции разделен на два этапа: собственно десорбцию, т. е. получение элюата, содержащего целевой продукт, и регенерацию, т. е. удаление из сорбента всех сорбировавшихся веществ, позволяющих вернуть сорбент вновь на стадию адсорбции.

Рациональный выбор адсорбентов, растворителей и условий их применения для получения веществ из растворов должен базироваться на следующих положениях.

1.  Адсорбент и условия адсорбции должны быть выбраны так, чтобы они обеспечивали преимущественную и максимальную сорбцию извлекаемого вещества и его минимальную остаточнуюконцентрацию в растворе в условиях равновесия.

2.  Десорбирующий растворитель и условия десорбции должен быть выбран так, чтобы в условиях равновесия элюат с относительно высокой концентрацией вещества находился бы в равновесии с адсорбентом с малым содержанием вещества, т. е. чтобы адсорбция из десорбирующего растворителя была бы минимальной.

Следует отметить, что оба эти условия неотделимы друг от друга и. следовательно, выбранный адсорбент должен обеспечивать _}1х выполнение.

В случае сорбции на молекулярных сорбентах осуществление _первых двух условий ведения адсорбционных процессов при выделении веществ из растворов сводится к подбору адсорбента и условий его использования, которые обеспечили бы резкое различие в адсорбционных потенциалах из водного раствора и десорбирующего растворителя.

При подборе таких условий можно исходить из теории Цоляни. По отношению к растворам адсорбционный потенциал растворенных веществ в данном случае выражается уравнением:

Согласно Поляни адсорбированный объем сорбента всегда полностью заполнен адсорбируемым веществом и растворителем. При адсорбции растворенного вещества оно вытесняет из адсорбционного объема часть растворителя. Поэтому чем больше адсорб- ционный потенциал растворителя, тем меньше величина сорбции растворенного вещества.

При выборе молекулярного сорбента для целей выделения веществ из растворов важную роль играет так называемое правило«уравнивания» полярностей, установленное Ребиндером. Согласно этому правилу адсорбция неполярных веществ на неполярных поверхностях будет успешно происходить из полярных растворителей, адсорбция полярных веществ на полярных адсорбентах — из неполярных растворителей.

В качестве адсорбентов в технологии лекарств применяют пористые твердые вещества с большой удельной поверхностью, наиболее распространенными являются: алюминия оксид, силикагель (гель кислоты кремниевой), уголь активированный, кизельгур, полиамиды, полиакриламиды, сефадексы, целлюлозы и др.

Адсорбцию проводят в специальных аппаратах — адсорберах, простейшим из них является вертикальный цилиндрический аппарат периодического действия, заполненный адсорбентом. Вначале через адсорбент пропускают раствор и насыщают его поглощающим веществом, затем фильтруют десорбентрастворитель или смесь растворителей, вытесняющую поглощенное вещество.

Для проведения непрерывной адсорбции применяют установки из нескольких адсорберов периодического действия, в которых попеременно происходят адсорбция и десорбция.