Измельчение
Достигается путем применения деформирующих усилий. В зависимости от характера прилагаемой силы различают измельчение объемное и поверхностное.
При объемном измельчении приложенные силы перпендикулярны к поверхности измельчаемого тела, при этом оно испытывает деформации сжатия, растяжения, изгиба, кручения и т.д.
При поверхностном дроблении в основном используется деформация сдвига. На тело действуют две силы: одна перпендикулярно, другая – параллельно его поверхности.
Способы измельчения
а – раздавливание; б – раскалывание; в – удар; г – истирание; д – разламывание; е – разрезание; ж – распиливание.
Принцип работы ударно-центробежных мельниц
Дисмембратор
Рабочими частями являются диски: вращающийся (со скоростью до 3000 об/мин) (1) и неподвижный (3). Роль последнего выполняет внутренняя стенка корпуса. На внутренней поверхности дисков укреплены по концентрическим окружностям пальцы . При этом диски поставлены один против другого так, что пальцы (2) вращающегося диска входят в свободное пространство между пальцами (4) неподвижного диска. Число пальцев в концентрических окружностях увеличивается по направлению от центра к периферии. Материал, подлежащий измельчению, через загрузочный бункер (5) поступает в центр дисмембратора, в зону между вращающимися и неподвижными пальцами, где и происходит его измельчение. Под действием центробежной силы частицы перемещаются от центра к периферии рабочего органа дисмембратора, многократно ударяются о пальцы, поверхность дисков, испытывают взаимные удары и разрушаются. Измельченные частицы отбрасываются в улитку (6), откуда, ударяясь о корпус дисмембратора (7) и вращающийся диск, падают вниз и выводятся из машины. Для предотвращения попадания в зоны измельчения механических предметов исходное сырье проходит предварительно через магнитный сепаратор (8), который устанавливается в нижней части бункера.
Дезинтегратор
Конструктивно отличается от дисмембратора тем, что его рабочие части состоят из двух входящих друг в друга, вращающихся со скоростью до 1200 об/мин в противоположном направлении дисков (1) и (2) с пальцами (9).Каждый диск (ротор) закреплен на отдельных валах (3) и (7), которые приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей через шкивы (4) и (6). Материал подается в машину сбоку через воронку (8) вдоль оси дисков, отбрасывается к периферии, подхватывается пальцами и, подвергаясь многочисленным ударам, измельчается и удаляется через разгрузочную воронку (5) в нижней части корпуса.
Фармацевтическая субстанция – индивидуальное вещество растительного, животного, микробного или синтетического происхождения, обладающее фармакологической активностью. Субстанции предназначены для получения лекарственных средств.
Стадии производства АФС:
Сырье → отвешивание – отмерение → синтез → очистка → фильтрование, центрифугирование → сушка → кристаллизация → измельчение, просеивание, смешивание → фасовка и упаковка.
Типы реакторов:
Проточный емкостной реактор с мешалкой и теплообменной рубашкой;
Многослойный каталитический реактор с промежуточными и теплообменными элементами;
Колонный реактор с насадкой для 2-хфазного процесса;
Трубчатый реактор.
Фильтрование – метод разделения твердой и жидкой фаз, основанный на действии пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих твердые частицы.
Из уравнения следует, что скорость фильтрования прямо пропорциональна разности давлений и обратно пропорциональна сопротивлению осадка.
Материалы, используемые для фильтрования:
Фильтровальная бумага, вата, ткани (марля, фланель, бязь, сукно), асбест, стеклянные и керамические пористые плитки, густые металлические сетки.
Типы фильтров:
Работающие под вакуумом – нутч-фильтры;
Работающие под давлением – друк-фильтры.
Центрифугирование – процесс отстаивания или фильтрования в поле центробежных сил. Развиваемые при центрифугировании центробежные силы оказывают на разделяемую систему гораздо большее воздействие, чем силы тяжести и давления. Поэтому центрифугирование является гораздо более эффективным процессом.
Типы центрифуг:
Фильтрующие;
По типу отстойника.
Кристаллизация - процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов.
Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, перенасыщения жидкости, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации.
Факторы, влияющие на кристаллизацию: растворители; температура (чем быстрее ↓ температура, тем крупнее кристаллы); перемешивание.
Шаровая мельница
Представляет собой пустотелый вращающийся барабан, в который через люк с плотно прижатой к барабану специальной скобой-крышкой загружают измельчаемый материал и мелющие тела – стальные шары диаметром от 25 до 150 мм. При вращении мельницы шары, поднявшись на максимальную высоту, падают по параболическим траекториям. Материал в процессе соударения с шарами измельчается в основном ударом, а также истиранием и раздавливанием.
Достоинства – простота конструкции и эксплуатации, отсутствие распыления порошка при работе. Недостатки – неоднородность конечного продукта.
Вибрационная мельница
Цилиндрический корпус мельницы (1) примерно на 80 % объема заполнен мелющими телами –шарами, иногда стержнями (2). Внутри корпуса установлен вибратор (4). Это вал с дебалансом или эксцентриковый механизм, который при работе мельницы совершает 1500-3000 колебаний в минуту при амплитуде 2-4 мм. При этом мелющие тела и измельчаемый материал приводятся в интенсивное движение. Частицы материала, вибрируя во взвешенном слое, измельчаются под действием частых соударений с мелющими телами и истираются. Для предотвращения вибрации пола корпус мельницы установлен на пружинах (3).
Струйная мельница
Энергоноситель из распределительного коллектора (2), через сопла (3) отдельными струями поступает в помольно-разделительную камеру. Оси сопел расположены под некоторым углом относительно соответствующих радиусов камеры, вследствие чего струи газа внутри камеры пересекаются. Материал на измельчение подается инжектором через штуцер (1), увлекается струями газа, получает ускорение и измельчается под действием многократных соударений и частично истиранием частиц в точках пересечения струй. Измельчившись до определенных размеров (1-6 мкм), частицы вместе с нисходящим газовым потоком вытекают из зоны измельчения в корпус циклона-осадителя (4), осаждаются на его внутренней поверхности и удаляются в приемник (5). Наиболее мелкие частицы увлекаются восходящим потоком отработанного воздуха, уносятся через штуцер (6) и улавливаются в дополнительных циклонах или матерчатых фильтрах.