Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
ВЧ- и СВЧ-волны — это взаимосвязанные электрическое и магнитное поля, которые, проходя через пространство, образуют объемное электромагнитное поле. Под действием этого поля ось диполя диэлектрика стремится занять положение, параллельное пронизыва-
127
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
ющим линиям внешнего поля. Степень сдвига положительного и отрицательного заряда диполя в направлении внешнего поля зависит от напряженности последнего. На рис 39, а показана величина пространственного смещения заряда диполя в зависимости от прилагае-
Рис 39 Диполь в переменном электромагнитном поле Объяснение в тексте
мой силы F электромагнитною поля (энергии), где F0<Fi<F2 С увеличением значения внешнего воздействия степень отклонения заряженных концов диполя от своего устойчивого состояния (F0) увеличивается с увеличением внешней силы — напряженности поля
Так как в диэлектриках диполей достаточно много и каждый из них находится в определенной связи с другими диполями, то под действием внешнего электромагнитного поля разноименные заряды соседних диполей стремятся расположиться рядом, в результате чего создается внутреннее электрическое поле.
При помещении диэлектрика в переменное электромагнитное поле заряды диполей будут ориентироваться и менять направление по синусоиде внешнего поля.
На рис. 39, б схематически показано изменение пространственной ориентации заряженных частиц диэлектрика под воздействием переменного электрического поля. Положение зарядов диполя при F соответствует первой половине синусоиды в экстремальной точке амплитуды. С приближением амплитуды к оси абсцисс сила F уменьшается, заряженные частицы диполя возвращаются к первоначальной пространственной ориентации. Развитие второй половины синусоиды внешнего поля воздействует на диполь с такой же силой, что и в первой, но в противоположном направлении (рис. 39, в). При этом, несмотря на сопротивление нативной структу-
128
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ____________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
ры молекулы, заряженные частицы диполя перемещаются (Fi). Преодоление сил трения, сцепления и других, препятствующих перемещению в ту или другую сторону заряженных частиц диэлектрика, представляет собой работу, совершаемую переменным электромагнитным полем (ЭМП).
Таким образом, энергия ЭМП превращается в результате прохождения ее через диэлектрик в тепловую энергию.
С увеличением частоты ЭМП возрастает интенсивность перемещения (колебания) заряженных частиц диэлектрика. Это в свою очередь приводит к увеличению выделяемого тепла в объеме диэлектрического материала, находящегося под воздействием переменного ЭМП.
ВЧ- и СВЧ-генераторы и установки
Для получения токов высокой частоты используются устройства для инвертирования тока или напряжения, которые называются инверторами. Существуют инверторы зависимые (ведомые электрической сетью) и автономные. В аппаратах первого типа (рис. 40, а) между источниками постоянного и переменного тока включены управляемый вентиль (В), сопротивление (R) и катушка индуктивности (L). В автономных инверторах (рис. 40, б)
Рис 40 Электрическая схема инвертора а — зависимого, б — автономного
конденсатор =(С) заряжается через дроссель (D) от источника постоянного тока, а затем разряжается через вентиль (В) и первичную обмотку трансформатора (Т). Во. вторичной обмотке получается переменный ток. Современные инверторы созданы на базе ионных вентилей
5 Заказ 2586
Д29
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
(к. п. д. до 92%) и электронных ламп (к. п. д. 80%). С помощью этих генераторов возможно получать частоты 2,5—20 и 20—150 МГц.
ВЧ-установки могут монтироваться в поточные линии и при различных производственных процессах, связанных с переработкой лекарственного сырья: твердого, гранулированного, пастообразного, жидкого. На рис. 41 показана механизированная линия для высоко-
Рис. 41. Механизированная линия для ВЧ-стерилизадии гранулята, питательных сред.
1—.бункер; 2— конвейер; 3 — рабочий конденсатор; 4 — сборник; 5 — генератор ВЧ-энергии.
частотной стерилизации гранулятов, питательных сред. Для преобразования постоянного или переменного тока с частотой 50 Гц в сверхчастотный диапазон (300 МГц и более) создан прибор магнетрон [22]. Он является одним из основных элементов СВЧ-установки (аппарата). Магнетрон представляет собой диод специальной конструкции. На рис. 42 показана схема мно-горезонаторного магнетрона, широко используемого в различных отраслях народного хозяйства: а ¦— вид системы резонаторов, б — вид в поперечном сечении. Питание в прибор подается через ножку катода (1). Последний помещен внутри металлического анода (2), С внутренней стороны анод имеет резонаторы (3, 5) и чет-
130
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
кое количество щелей (6). Один из резонаторов соединен с коаксиальным отводом для вырабатываемой частоты (4) через петлю связи и поршень настройки частоты (7). Анод имеет герметическую конструкцию в виде кольца, охлаждаемого снаружи с помощью водяной или воздушной рубашки. Внутри магнетрона создается высокое разрежение. Сам магнетрон помещен меж*
