Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
Для случая, когда колебания твердой фазы совершаются при вынужденной конвекции жидкости, т. е. когда поток жидкости прямо обтекает вибрирующую частицу, при соблюдении условий, что скорость потока составляет |,И; 3,57; 4,17* 5,65 см/с, критерий Re равен 625+3200;
Nu^ = Nuk - Nu0 = 4,3ReH’7 • I0,57
(26)
51
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
a Re, отнесенный к частицам, диаметр которых (0,77—1,40 см) изменяется в пределах 95 785; величина амплитуды 0,2 < А <0,4 см, частота колебании о>
-(-36 Гц, отношение d/A 3,5; критерий Прандтля Рг ЬОО, критериальное уравнение имеет вид:
Nuk = 7,4 Re” ,Г = 7Д(^Г (^гГ ¦ <27>
Коэффициент внешней массоотдачи в указанных пределах увеличивается в 10 раз [2].
Таким образом, для случая колебаний частиц, осложненных движением жидкости наряду с увеличением суммарной скорости обтекания в пограничном слое, отмеча ется турбулизация, которая начинается при достаточно малых значениях Re потока. Об этом свидетельствуют экспериментальные данные [17], полученные на эксце риковом вибраторе, к которому через шток была пр единена спиральная мешалка с шагом 10 мм, диаметром 28 мм, опущенная в небольшой экстрактор. При вкл нии мотора пружина вместе с сырьем совершала В0^Р но-поступательное движение при частоте коле 33-50 Гц и амплитуде-0,5-1 мм. В указанных режимах равновесное состояние в системе сырье экстр наступает через 2 ч, а не через 6 ч, как при настаив без вибрации. При 2-м и 3-м настаивании вибрация также оказывает положительное влияние на скорость эк стракции, а общая продолжительность процесса сокращается в 3 раза. Создание аппаратов с вибрирующими рабочими органами позволяет при сравнительно невыс ком расходе энергии интенсифицировать Различ™е массообменные процессы [27]. Например, при ЭКСТР нии в промышленном вибрационном экстрактор' даря возвратно-поступательному движению п рф р р ванного транспортера сырье в экстракторе орошае , подбрасывается и одновременно продвигает „
наклону. В результате такого сложного движения частицы сырья интенсивно перемешиваются. При этом исклю чается гидравлическое сопротивление массы сырья, а сам процесс массопереноса ускоряется в несколько раз, особенно на первых этапах экстрагирования [12, 20, 1о\. Было найдено, что сердечные гликозиды травы ландыша в значительном количестве переходят в спиртовои раствор на первом этапе экстрагирования. Затем, когда на
52
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
передний план выступает молекулярная диффузия, дальнейшее извлечение протекает крайне медленно. По-видимому, действие низкочастотных механических колебаний порядка 2—1500 Гц и амплитуде до 10 мм (при горизонтальном типе пульсации) сводится к процессу обычного турбулентного перемешивания и смыву растворимых веществ с поверхности измельченного сырья. В связи со сказанным, а также несовершенством массообменной аппаратуры с рабочей пульсирующей поверхностью создание колебательного движения частиц осуществляется на иных типах оборудования. Такой вид колебаний частицы возникает при вращении нескольких пар специальных лопастей или ножей со скоростью 4000—15 000 об/мин с наибольшей ометаемой площадью в герметически закрытом сосуде. Вращение плоскостей осуществляется в среде экстрагента и взвешенных частиц сырья. Хотя в среде и возникает интенсивный круговорот смеси (вихревой эффект), ускорение основных процессов (растворение или экстрагирование) проявляется по следующим причинам. Специфичный способ воздействия механических сил на среду вызывает изменение ее гидродинамики, т. е. видоизменяется способ обтекания частиц жидкостью, так как здесь на передний план выступают инерционные и гравитационные воздействия [24, 31, 34]. Частицы сырья подвергаются мощным гидравлическим и механическим ударам, при этом они многократно деформируются в среде экстрагента с временным изменением объема. Опережение скорости вращения потока обрабатываемой среды быстровращающимися лопастями мешалки образует за их задними кромками кавитацию и пульсацию звукового и ультразвукового диапазона в пределах 10—60 кГц. Все эти эффекты не только изменяют гидродинамику внешнего диффузионного пограничного слоя, но в значительной степени снижают сопротивление в порах твердой фазы, а также, хотя и в меньшей степени, воздействуют на механизм внутренней диффузии, так как внутри набухших клеток в результате деформации и распространения акустического поля возникают турбулентные течения и флоктуации потоков. Впервые метод вихревой экстракции был разработан Melichar М. с соавт. [32], которые отметили сокращение (до 5—10 мин) стадии экстрагирования действующих веществ корней горечавки, аира болотного, листьев красавки, коры хинного дерева.
53
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
