Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Разделение твердых и жидких тел
В фармацевтической технологии широко распространены процессы, связанные с разделением жидких и газообразных неоднородных систем. Выбор метода их разделения зависит, в основном, от размеров взвешенных частиц, разности плотностей дисперсной и сплошной фаз, а также от вязкости сплошной фазы. Применяют следующие основные методы разделения:
осаждение;
фильтрование;
центрифугирование;
мембранное;
мокрое,
прессование,
адсорбция
Осаждение - процесс разделения жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из них твердых или жидких взвешенных частиц под действием силы тяжести, сил инерции (в том числе центробежных) или электростатических сил.
Осаждение, происходящее под действием силы тяжести, называется отстаиванием. В основном отстаивание применяется для предварительного грубого разделения неоднородных систем (проводят с использованием отстойников непрерывного, полунепрерывного и периодического действия)
Фильтрование - процесс разделения жидких или газообразных неоднородных смесей пропусканием их через пористую перегородку, которое осуществляется под действием сил давления или центробежных сил. Фильтрование применяется для более тонкого разделения суспензий и пылей, чем осаждение. Фильтры делятся на фильтры, работающие под давлением (рамный фильтр-пресс, друг-фильтр), фильтры, работающие под вакуумом (нутч-фильтры)
Центрифугирование - процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробежных сил. В отстойных центрифугах со сплошными стенками осуществляют разделение эмульсий и суспензий по принципу отстаивания, причем действие силы тяжести заменяется действием центробежной силы. В фильтрующих центрифугах с перфорированными стенками процесс разделения суспензий производится по принципу фильтрования, причем вместо разности давлений используется действие центробежной силы.
Мембранное разделение -процесс разделения неоднородных систем через полупроницаемую мембрану за счет давления, превышающего осмотическое.
Мокрое разделение - процесс улавливания взвешенных в газе частиц какой-либо жидкостью, оно происходит под действием сил тяжести или сил инерции и применяется для очистки газов и разделения суспензий.
Приложение
Оборудование
1. Отстаивание проводят в аппаратах, называемых отстойниками или сгустителями. Различают отстойники периодического и непрерывного действия. Периодически работающие отстойники представляют собой низкие бассейны без устройств для перемешивания. Отстойник заполняется суспензией, которая отстаивается в неподвижном состоянии. После отстаивания спускают осветленную жидкость и удаляют вручную или смывают осадок водой, после этого снова наполняют отстойник суспензией. Наиболее распространены непрерывнодействующие отстойники, которые бывают одноярусными и многоярусными.
Отстойник непрерывного действия одноярусный (а). Состоит из резервуара (1) с коническим днищем и кольцевым желобом (2) у верхнего края. Отстойник оборудован валом с лопастями 3 и скребками (4), совершающими около 0,5 об в мин и перемещающими осадок по днищу от периферии к центру. Суспензия непрерывно загружается в трубу (6), осветленная жидкость удаляется из кольцевого желоба (2), а сгущенная суспензия – из патрубка (5).
Отстойник непрерывного действия двухъярусный (б). В двухъярусном отстойнике верхние или нижние отделения работают изолированно друг от друга (закрытый тип) или сообщаются друг с другом (открытый тип). В отстойнике верхнее отделение 1 и нижнее отделение 2 сообщаются друг с другом трубой 3, которая опущена ниже уровня сгущенной суспензии в отделение 2. Седиментируемая (исход ная) суспензия подается раз дельно в оба отделения, сгущен ный материал откачивается только из нижнего отделения. Осветленная жидкость эва куируется из верхней части каждого отделения отстойника. В представленном отстойнике давление столба более тяжелой суспензии уравновешивается давлением более высокого столба
а б
Отстойник периодического (а) и полунепрерывного действия (б)
Представляют собой емкости, имеющие краны для слива осветленной жидкости на разной высоте. После отстаивания открывают краны, начиная с верхнего, и сливают прозрачную жидкость. Отстаивание можно производить и в обычных емкостях без крана, в этом случае используется сифон или отсасывания с помощью шланга. В отстойниках полунепрерывного действия непрерывно подается взвесь и сливается осветленная жидкость, а осадок удаляется периодически. За счет увеличения диаметра раструба скорость движения жидкости в нем уменьшается, и частицы по инерции оседают на дне. Жидкость в виде ламинарного потока со скоростью меньшей, чем скорость оседания частиц поднимается вверх, не увлекая их за собой.
а б
2. Фильтрованием называют процесс разделения суспензий при помощи пористой перегородки, пропускающей жидкость (фильтрат) и задерживающей взвешенные в ней твердые частицы.
Различают следующие виды фильтрования:
По технологическому назначению промышленные фильтры делятся на фильтры для очистки жидкостей и для очистки газов, по режиму работы - на фильтры периодического и непрерывного действий, а по величине рабочего давления - на вакуум-фильтры и фильтры, работающие под давлением
Друк – фильтр– керамический, металлический или пластмассовый толстостенный цилиндр, верхняя половина которого закрыта, в связи с чем в ней можно создать давление, необходимое для ускорения фильтрации
Предназначен для фильтрования жидких лекарственных форм со спиртовыми растворителями или экстрагентами.
Через патрубок для подачи жидкости 4 настойка поступает в цилиндр, через фильтрующую перегородку 5 под давлением фильтрат поступает патрубок для выпуска фильтрата (2). Необходимое давление обеспечивается сжатым воздухом, который поступает через патрубок 1. Через лаз (3) происходит очистка фильтра.
Нутч – фильтр (г) – представляет собой прямоугольный или цилиндрический металлический корпус, работающий при разряжении либо при избыточном давлении. Бывают: 1) открытые, работающие при разряжении; 2) закрытые, работающие под избыточным давлением до ~ 4 атм (друк-фильтры).
Открытый нутч - фильтр состоит из прямоугольного или цилиндрического корпуса (1), разделенного на две части: верхняя половина (1) наполняется фильтруемой жидкостью, в нижней (2) скапливается фильтрат. Для создания необходимого разряжения в приемнике имеется патрубок (3) для присоединения к вакуум-линии. Внизу приемника находится кран (4), через который выводят фильтрат. Фильтрующим материалом обычно служит ткань, укладываемая на дырчатую перегородку во влажном состоянии. Не следует фильтровать эфирные и спиртовые растворы, так как спирт и эфир при большом разряжении и давлении быстро испаряются, и пары их будут отбрасываться в воздух.
а б
Фильтр – прессы– аппараты с большой фильтрующей поверхностью, состоящие из ряда попеременно чередующихся пустотелых чугунных рам и сплошных с обеих сторон рифленых плит с желобами.
Фильтр - прессы дают возможность получать не только хорошо освет ленную жидкость, но и промытые осадки. Фильтр - прессы состоят из ряда попеременно чередующихся пустотелых чугунных рам и сплошных с обеих сторон рифленых плит с желобами. Рамы и плиты снабжены сбоку ручками, опираясь на которые они висят на двух направляющих стерж нях станины. Рамы и плиты плотно придвигаются друг к другу и по следнюю плиту, так называемую подвижную головку фильтр-пресса, с силой прижимают упорным винтом с маховичком и рычагами. Фильтр - прессы новейших конструкций оборудованы гидравлическим за жимом. Плиты перед зажатием покрывают с обеих сторон салфетками из фильтрующей ткани (бельтинг). Таким образом, внутри рамы полу чается полость, отгороженная от желобоватых плит салфетками. Пли та же образует как бы дно, разделяющее две соседние плоскости. В стенках плит и рам имеются сквозные отверстия; при сборе рам и плит в одну систему из этих отверстий образуются сплошные каналы (3). По одному из каналов (нижне му) (2) в фильтр-пресс поступает фильтруемая жидкость. Этот канал че рез щели сообщается с полостями рам. Следовательно, фильтруемая жидкость попадает в рамную полость и благодаря тому, что она пода ется под давлением, фильтруется через зажатые салфетки. Осадок оста ется в рамной полости, а фильтрат поступает в просвет между салфет ками и плитой. Здесь он по желобам стекает вниз и через трубку с краном попадает в общий приемный желоб (1). Осадок постепенно запол няет все рамы, уплотняется и начинает создавать все более возрастаю щее сопротивление проходу жидкости. Наконец, насос, подающий жид кость в фильтр-пресс, перестает преодолевать сопротивление осадка и из крана прекращается истечение фильтра; краны выключаются пооче редно. Когда фильтрование закончено и требуется промывка осадка, скопившегося в рамной полости, в другой канал (верхний) (4) впускают про мывную жидкость. Этот канал сообщается с просветами между салфеткой и плитой через щели, имеющиеся в плитах (через одну). По скольку и промывная жидкость подается под давлением, она проходит через салфетку в рамную полость, промывает осадок и стекает по же лобам противоположной плиты, откуда через кран выводится в прием ный желоб.
3. Центрифугирование. В фармацевтическом производстве применяются центрифуги разнообразных конструкций и различного технологического назначения.
Центрифуга представляет собой в простейшем виде вертикальный цилиндрический барабан - ротор со сплошными или перфорированными боковыми стенками.
В отстойных центрифугах со сплошными стенками осуществляют разделение эмульсий и суспензий по принципу отстаивания, причем действие силы тяжести заменяется действием центробежной силы.
В фильтрующих центрифугах с перфорированными стенками процесс разделения суспензий производится по принципу фильтрования, причем вместо разности давлений используется действие центробежной силы.
В отстойных центрифугах разделяемые суспензия или эмульсия отбрасываются центробежной силой к стенкам ротора, причем жидкая или твердая фаза с большей плотностью располагаются ближе к стенкам ротора, а другая фаза с меньшей плотностью — ближе к его оси; осадок (или фаза с большей плотностью) образует слой у стенки ротора, а фугат переливается через верхний край ротора.
В фильтрующей центрифуге (б)разделяемая суспензия также отбрасывается к стенкам ротора и фазы разделяются; при этом жидкая фаза проходит сквозь фильтровальную перегородку в кожух и отводится из него, а твердая - в виде осадка задерживается на внутренней стороне этой перегородки, а затем выгружается из ротора.
По технологическому назначению центрифуги бывают фильтрующие и осадителъные (отстойные).
По режиму работы различают центрифуги непрерывного и периодического действий. В центрифугах периодического действия рабочий процесс - загрузка, разделение материала, промывка осадка и его выгрузка - производится раздельно, в
определенной технологической последовательности и периодически. В центрифугах непрерывного действия рабочий процесс осуществляется одновременно и непрерывно. Центрифуги непрерывного действия позволяют осуществлять комплексную
механизацию и автоматизацию технологического процесса.
— По способу выгрузки осадка из ротора различают центрифуги с ручной, гравитационной, шнековой, ножевой, пульсирующей и инерционной выгрузками.
— По расположению оси вращения центрифуги бывают вертикальные, горизонтальные и наклонные.
В отстойную центрифугу (а) суспензия загружается на полном ходу; разделение осущест вляется при движении жидкости вверх параллельно глухим стенкам барабана до образования осадка определенной толщины. По окон чании центрифугирования выклю чают электродвигатель, тормозом останавливают центрифугу и выгру жают осадок вручную.
1- крышка, 2 – перфорированный барабан,
3 – кожух, 4 – вал, 5 – шкив, 6 – подпятник,
7 – станина, 8 – желоб
а б