4. Перспективы исследования теплообменных процессов.

Современные тенденции при изучении тепловых процессов заключаются в дальнейшем уточнении и обобщении данных об интенсивности переноса теплоты для различных технологических процессов, в использовании вычислительной техники в расчетах теплообмена и выборе экономически оптимальных теплообменников. Кроме того, совершенствуется техника теплообмена путем создания новой высокоэффективной и надежной теплообменной аппаратуры, которая позволяет более полно использовать энергетические ресурсы и уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Технология лекарственных форм. Учебник в 2-х томах. Т.2. / Под ред. Л.А. Ивановой. – М.: Медицина, 1991.

2. Муравьев И.А. Технология лекарств – Изд. 3-е, перераб. и доп. – Т.1, М.: Медицина, 1980.

3. Краткая химическая энциклопедия, Т.5 Т-Я / Под ред. И.Л. Кнунянц и др. – М.: Советская энциклопедия, 1967.

4. Химическая энциклопедия, Т.4./ Гл. редактор Н.С. Зефиров. – М.: Большая российская энциклопедия, 1995, сс. 1043-1054.

Лекция № 14 выпаривание в фармацевтическом производстве

1. Способы выпаривания.

   1. Выпаривание при атмосферном давлении.

   2. Вакуумное выпаривание.

2. Аппараты для выпаривания.

3. Побочные явления при выпаривании, их предупреждение

   1. Пенообразование.

   2. Брызгоунос.

   3. Инкрустация.

   4. Температурный эффект.

   5. Гидростатический эффект.

При производстве многих фармацевтических препаратов возникает необходимость в удалении части растворителя или экстрагента с целью концентрирования (сгущения) исходной жидкости. Такая обработка может быть осуществлена с помощью выпаривания для практически нелетучих действующих веществ.

Выпаривание – тепловой процесс, достаточно распространенный в фармацевтической технологии для концентрирования растворов, сгущения извлечений из фито- и биосырья. Выпаривание может быть завершающей стадией технологического процесса (получение густого экстракта) или промежуточной (сгущение извлечений с последующим высушиванием, очистка извлечения). Этот процесс может быть использован для получения растворителя в чистом виде, например, дистиллированной воды. Таким образом, выпаривание – это процесс удаления растворителя или экстрагента при нагревании.

Тепло для выпаривания подводят любыми теплоносителями, применяемыми для нагревания. Чаще всего используют водяной пар, который называют греющим или первичным. Пар, образующийся при выпаривании называют вторичным. Это пар, который отводится из вакуумного аппарата в конденсатор. Выпаривание предусматривает частичное удаление жидкости в виде паров при температуре ее кипения, когда превращение жидкости в пар происходит не только с ее поверхности, но и по всему объему упариваемого объекта. При температурах ниже температур кипения испарение происходит только с поверхности жидкости. Внешнее давление обуславливает точку кипения жидкости. Поэтому температуру кипения определяют как температуру, при которой рациональное давление пара над жидкостью равно внешнему давлению. Так, при уменьшении давления на 2,7 мм рт. ст. температура кипения воды понижается на 0,1 ^о С. Такая же зависимость прослеживается и для других жидкостей, выделяющих паровую фазу.

1. Способы выпаривания.

1.1. Выпаривание при атмосферном давлении.

Выпаривание может быть проведено:

• при атмосферном давлении (простое выпаривание)

• при давлении меньшем, чем атмосферное (вакуумное выпаривание)

Выпаривание при атмосферном давлении малоприменимо – очень большие затраты времени, колебания атмосферных факторов (температура, влажность), загрязнение окружающей среды.

Типовая аппаратура – чаша с паровой рубашкой (см. приложение).

1.2. Вакуумное выпаривание

В промышленных условиях широко применяется вакуумное выпаривание, при котором температура выпаривания значительно ниже, что способствует сохранению без разложения многих термолабильных веществ в упариваемом объекте, кроме того процесс вакуумного выпаривания становится более производительным по сравнению с выпариванием при атмосферном давлении.

2. Аппараты для выпаривания.

(см. схемы в приложении)

Вакуумное выпаривание осуществляется в вакуум-выпарных установках. Количество аппаратов в установке зависит от ценности получаемого конденсата. Если конденсат представляет интерес для производства (например, спирт), то в установке монтируются: вакуум-выпарной аппарат, брызголовушка, поверхностный конденсатор, два сборника конденсата, ресивер и вакуумный насос.

Если конденсат не представляет ценности (вода), то в установку подключаются: вакуум-выпарной аппарат, брызголовушка, конденсатор смешения, вакуумный насос.

В вакуум-выпарных установках используют вакуум-выпарные аппараты (испарители) разной конструкции – шаровые, трубчатые (с циркуляционной трубой и пленочные) и роторные пленочные.

Основное значение конденсатора – конденсировать образующиеся пары, создавать разрежение в установке в момент конденсации паров.

Брызголовушка предназначена уменьшить материальные потери из-за брызгоуноса и пенообразования и предупредить загрязнение конденсата выпариваемой жидкостью за счет ее переброса из испарителя.

Сборники конденсата представляют собой цилиндрические емкости, стенки которых рассчитаны на создаваемое на них разряжение. Один из двух находится в работе, другой – на разгрузке. Два сборника обеспечивают относительную непрерывность работы установки, являясь ее емкостями для ценного конденсата.

Ресивер устанавливается между сборником и вакуум-насосом. Назначение ресивера в том, что он может служить запасным сборником, выполнять роль «буфера» и быть дополнительным хранителем вакуума. Как запасной сборник ресивер предохраняет вакуумный насос от попадания в него конденсата; как «буфер» он сглаживает воздушные толчки, характерные для работающего поршневого вакуум-насоса; как хранилище вакуума может обеспечить непродолжительную работу вакуумной установки в случае непредвиденной поломки вакуумного насоса.

Вакуумный насос создает разряжение в установке и поддерживает его на постоянном уровне.