Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
массообменных процессов.
70
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
Если допустить, что в процессе извлечения размер частиц не изменяется, а порозность слоя составляет около 40% (что отражает истинную картину, так как экстрагент равномерно проходит через слой сырья), коэффициент массопередачи определяется по уравнению:
При придании потоку равномерной пульсации вместо значения Cz должно быть значение Ск
где и — скорость потока, м/с; а — удельная поверхность, мг; Н — высота слоя сырья, м; Cz, Ck, Cs — концентрации раствора на выходе из слоя при равномерном, пульсирующем потоке и при насыщении, %; Ко, Кк — коэффициенты массоотдачи при равномерном потоке и при колебании.
Так как практически Кк/Ко соответствует Nuk/Nu0, уравнение массопередачи для случая пульсации жидкости, равномерно протекающей через неподвижный пористый слой сырья, принимает вид:
где ReiM = codA/v модифицированный критерий Рейнгольд-са; фі=и/соА — критерий соотношения скоростей.
В модельном эксперименте, когда высота слоя сырья составляла 8—10 см, диаметр шарообразных частиц 0,50—0,57 см, измельченных 0,25—0,40 см, скорость протока жидкости для крупных частиц 0,17— 7,25 см/с, для измельченных 0,16—4,27 см/с, критерий Re менялся от 9,4 до 415 и от 4,5 до 270, свободный объем слоя для шарообразных частиц составлял 42,2%, для измельченных 17%, частота пульсаций восходящего потока жидкости 0,6+6,5 Гц, амплитуда 0,12 и 0,35 см, интенсивность колебаний 0,21+2,6 см/с, модифицированный ReM изменялся от 6 до 115, наложение поля механических колебаний улучшало условия обтекания частиц, в результате чего увеличивалась концентрация экстракта на выходе, в особенности для слоя шарообразных частиц в области Recj, <130 (символ ф — при фильтрации) и в об-
(34)
(35)
(36)
71
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
ласти соА/и<2,5, где отмечалось увеличение коэффициента массоотдачи в 37г—47г раза.
Частное уравнение массопереноса для приведенных выше параметров опыта в случае, когда частицы имели шарообразную форму, приобретает следующий вид:
Mlk « 1 г / щ /о) dA \0»21
) (—) • (37>
Для мелкоизмельченных частиц:
Интенсификация процесса при пульсации потока жидкости, протекающей через слой сырья, объясняется в первую очередь турбулизацией пограничного слоя, уменьшением его толщины, разрушением застойных зон в точке соприкосновения частиц. Из этого следует, что механические колебания низких частот значительно ускоряют и интенсифицируют процессы массообмена за счет более полного контакта жидкости с частицами твердой фазы. Так, если в процессе противоточной экстракции участвует 20—25% всей внешней поверхности частиц, то при наложении низкочастотного механического поля и при оптимальных параметрах колебания активная поверхность частиц приближается к 100%. Кроме того, при возвратно-
в. . $: 1
St
P
к I
<o
Параметры поля нопебания, tofljd
Рис. 21. Зависимость степени интенсивности массообмена в слое сырья от интенсивности пульсации потока жидкости. Объяснения в тексте.
поступательном движении жидкости во время обратного импульса создается кипящий слой сырья, а при прямом импульсе жидкость интенсивно фильтруется [25].
72
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
?)тим объясняется угіелгічение интенсификации массй-передачи в 47г раза при экстракции шарообразных частиц и в 37г раза при экстракции мелкоизмельченно-го сырья по сравнению с обычными способами экстракции.
На рис. 21 показана зависимость Nuk/Nu0 от шА/и. Как видно из кривых рис. 21, степень интенсификации процесса возрастает от 2 до 472 при соА/и<2,5 (кривые
1, 2, 3, 4, 5, 6 соответствуют шА, равному соответственно 0,21; 0,38; 0,56; 0,64; 1,11; 1,87).
2 3
Рис. 22. Схема использования РПА при экстракции.
Проверка эффективности метода пульсации жидкости через слой лекарственного сырья (измельченных корневищ с корнями валерианы), создаваемой с помощью эксцентрика, соединенного через шток с нижней подвижной мембраной экстрактора, показала, что скорость экстракции при изменении частоты пульсации от 1,5 до 6,6, колебаний и амплитуды от 1 до 4 мм практически не изменяется. Общая продолжительность процесса с 18 ч сокращается до 47г ч, что также не всегда приемлемо. В связи с этим метод возвратно-поступательного движения жидкости при экстракции лекарственного сырья не нашел применения. На практике среди высокоэффективных аппаратов, в основу которых лег принцип протекания пульсирующей жидкости через пористый слой сырья,
73
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_______ММА им. И.М. Сеченова
