Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
Ускорение перемешивания и гомогенизации
Смешение и гомогенизация компонентов различного фармацевтического сырья, особенно в больших объемах при изготовлении сложных растворов, мазей, паст, эмульсий, суспензий, таблеточных масс в производственных условиях — операция довольно трудоемкая и продолжительная. Это касается в первую очередь неньютоновских сред, работа с которыми требует порой специальной и сложной аппаратуры.
Преимущество электрогидравлического способа смешения перед существующими заключается в том, что во всем объеме смесителя одновременно возникают ударные волны и мгновенная мощность высокого значения, создающие одинаковые деформирующие усилия.
Если общую энергию, потраченную на создание электрогидравлического эффекта в жидкости, представить как сумму энергий, затраченных на развитие отдельных фаз разряда, то общий энергетический баланс с учетом доли вклада (в %) выразится формулой [7]:
Е = ~~2— =: ^СЖ + ^раст + ^Проб + -^свет + ^пт +
Еп цеп + Епп, (68)
где и — разрядное напряжение; С — емкость разрядного контура, Ф; ?Сж— энергия импульса сжатия (10—15%), Дж; /Траст — энергия образования парогазовой полости
115
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_______ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
(10—15%), Дж; ?Проб — энергия формирования пробоя, в том числе и ионной проводимости, Дж; ?Свет— энергия светового излучения (10%), Дж, в котором до 90% приходится на лучи УФ, 8%—на видимые, 1 % на инфракрасные лучи; ?пт — потери энергии на теплопроводность (3—5%), ?пцеп — потери энергии в электрической цепи (10—15%); ?пп — потери энергии в парогазовой полости, возникающие вследствие большой скорости расширения пузыря.
Исходя из формулы, гомогенизирующим свойством при перемещивании обладают составляющие Есж, ?раст, Ели, на которые уходит около половины всех энергетических затрат. В связи с тем что в вязких жидкостях проникновение световой радиации весьма низко, за счет существования как конгломератов, так и отдельных твердых частиц ?Свет из общего баланса практически выпадает (для светопрозрачных растворов ее необходимо учитывать).
Эффективность электрогидравлического смесителя зависит от многих факторов: физико-механического состояния дисперсионной среды (вязкости, плотности) и дисперсной фазы (соотношения смешиваемых компонентов), скорости их подачи в реактор, объема камеры смешения, показателей электрогидравлического разряда (число и частота разрядного и формирующего промежутка), электрической схемы (напряжения, емкости, потребляемой энергии), времени смешения.
С помощью электрогидравлического удара успешно проводится смешение жидких и газообразных систем, вязкости которых отличаются в 2—6 раз и лежат в пределах 60—80 Па-с; плотности в 1,5—3 раза; при соотношении фаз 1 : 8 и при условии подачи компонентов в зону разряда 1 : 10.
При смешении порошкообразных лекарственных веществ или компонентов, сильно разнящихся по объему (более четырех), необходимо учитывать способ их подачи в реактор. Так как мощность смесителя сильно зависит от вязкости компонентов, для улучшения процесса сильновязкие системы лучше использовать чуть подогретыми (20—40°С) [7].
В зависимости от состава смеси, свойств ингредиентов, предназначенных для смешения и гомогенизации, число разрядов может колебаться от 3 до 9, усилие ударной волны (в радиусе до 60 мм) может быть рав-
116
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
ным 1,5X 106—2ХІ06 Па, что соответствует интенсивному турбулентному перемешиванию в обычных смесителях. Для создания оптимальных условий смешения объем смесителя V при непрерывном процессе определяется по эмпирической формуле:
р-5 (69)
где VM. р. — минутный расход компонентов, л/мин; ш — частота разрядов, с.
Объем смесителя, как и время проведения процесса, обратно пропорциональны частоте разрядов.
В литературе приведены рациональные технологические параметры и режимы работы электрогидравличе-ских смесителей [7]. Наиболее рациональным разрядным промежутком при электрогидравлическом перемешивании является расстояние 10—30 мм. Значение ниже 10 мм не формирует перемешивающего импульса, промежуток более 30 мм снижает частоту разрядов и увеличивает силу импульса, что приводит к светохимическому разложению молекул веществ, появлению в смешиваемой массе трудно разбиваемых конгломератов и микрообъемов с продуктами возникших химических реакций.
Электрогидравлическое смешение можно вести как в периодическом, так и непрерывном режиме, однако предпочтение следует отдавать первому способу, снижающему до минимума влияние побочных явлений, возникших в процессе перемешивания с помощью электрических разрядов. .
Для перемешивания больших объемов сырья применимо разрядное устройство съемного типа, которое монтируется на изоляционной плите (1) (рис. 36). Электроды (2) устанавливаются на ней параллельно друг другу, что позволяет раздвигать и перемещать их по вертикали, устанавливая на любой высоте.
