Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
Каждый из членов уравнения (89) определяет конкретную величину. Первый — диффузию влаги, второй — термодиффузию, третий — диффузию под действием электрического поля (электродиффузия влаги), четвертый— машитодиффузию влаги в неоднородном магнитном поле.
В случае однородного электромагнитного поля перемещение влаги будет определяться разностью между напряженностью поля в равновесии Ее и в данный момент Е, которая обозначается движущей силой Ё, равной Ее—Е, а общий поток будет определяться выражением:
j = Яш * Ро Д(й — Яш ро • А Т — Ят • ро • Д (90)
где аэт — коэффициент электродиффузии влаги в переменном электрическом токе.
В указанном уравнении не фигурирует величина
В=(Ве—В), так как она является тензором и согласно принципу Кюри несовместима с векторами Дсо, АТ и Ё. Учитывая, что В в определенной степени участвует в процессе влагопереноса, величина В, означающая некоторое усреднение и снижение ранга тензора, входит в формулу величины потока влаги, обусловленной переменным магнитным полем JM. Точно так же Е входит в значение потока влаги, обусловленного электродиффузией J3:
Лі = ‘ Ро ( grad ' Ро ’ В ¦> (91)
Уэ — &т Ро ( grad ^ Ро ^. (92)
147
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
Приведенные формулы (91), (92) показывают степень влияния электромагнитного поля на перенос влаги при сушке. Однако значения коэффициентов магнитной и электрической диффузии ввиду недостаточности экспериментальных данных пока рассчитать невозможно.
Рис. 48. График изменения давления пара внутри сырья в процессе ВЧ-сушки.
Время нагрева
Небольшие значения электрофизических характеристик лекарственного сырья (є', є", tg6) позволили использовать возможности сушки его с помощью ВЧ- и СВЧ-нагрева.
Высокочастотная сушка применима для обработки лекарственного сырья растительного и животного происхождения. Для этого вида сушки характерна высокая скорость парообразования за счет быстрого разогрева внутренних источников тепла. На рис. 48 показана в безразмерном масштабе кинетика роста давления паров внутри высушиваемого растительного материала. ВЧ-сушка удобна для термолабильного лекарственного сырья, особенно животного происхождения, так как в большинстве случаев сушку ведут при температуре 12— 20°С с использованием вакуума. Измельченное сырье в вакуумной камере находится между электродами, на которые подается ток высокой частоты (до 40 МГц). В течение всего периода сушки (90—120 мин) выделяющаяся при разогреве сырья влага удаляется из вакуумной камеры. Потеря влаги сырьем доходит до 50—75%. ВЧ-сушку удобно использовать для растительного сырья, трудно поддающегося сушке другими способами. Так, было определено, что при ВЧ-сушке (частота 1,3 МГц, расстояние между стенками конденсатора 5—7 см) зрелых плодов хурмы потеря влаги составила 22 кг за 30 с при общей обрабатываемой массе 40 кг, при конечной влажности продукта 25%. При комбинировании сушки с традиционным методом нагрева время обработки сырья
148
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_______ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
сократилось вдвое (до 16 с). Аналогичная картина наблюдается при сушке лекарственного сырья СВЧ-полем. На рис. 49 показана динамика сушки сильновлажного материала СВЧ-полем (1) конвективным способом — горячим воздухом (2) и комбинированным способом (3). При комбинированном способе сушка от 100 до 27% влажности осуществлялась обычным конвективным способом, с 70 до 5% —СВЧ-полем. Кривые рис. 49 показывают, что продолжительность сушки в 1 и 3 случаях значительно сокращается.
Наиболее рационально использование СВЧ-энергии на конечной стадии сушки, когда традиционные методы малоэффективны. Так, высушивание сырья, содержащего 10% влаги, до остаточной влажности 5% обычно проводят в течение 120—150 мин, при СВЧ-сушке — за 5— 10 мин. Исследования показывают, что явления противотока при ВЧ- и СВЧ-сушке лекарственного сырья при правильном подборе размеров (толщины слоя) частиц существенно уменьшаются. Здесь главенствующее место занимает объемный равномерный прогрев всей толщи материала, что значительно упрощает тепло- и массообмен. При этом отсутствует поле влажности, невелико влияние градиента температуры, вследствие того, что АТ незначи-
*100 so
I ео
Рис. 49. Влияние способа Ё ^ сушки на ее продолжитель- сг 20 ность. п
и 0,2 0,4 0,$ 0,8 1г0
Продолжительность сушка, условные единицы
тельно. Однако этой разностью пренебрегать нельзя, так как она возникает за счет испарения с поверхности влаги, подходящей из внутренних слоев.
При сушке электромагнитным полем первостепенное значение приобретает градиент давления ДР, который в отличие от традиционной сушки образуется не за счет противотоков влаги в материале, а от избыточного давления паров влаги внутри частиц материала, особенно после
