Разность давлений является движущей силой процесса.

Скорость сушки определяется количеством влаги W, испаряемой с единицы поверхности F высушиваемого материала за единицу времени:

U= кг/м²с

Fτ

Удаление влаги происходит за счет испарения ее с поверхности (внешняя диффузия). Вместо испарившейся влаги под давлением капиллярных сил к поверхности устремляется влага из внутренних слоев (внутренняя диффузия). Вначале испаряющаяся влага легко восполняется притоком изнутри, материал постоянно покрыт пленкой влаги.

По мере уменьшения влаги в материале его поверхность будет освобождаться от жидкой пленки, испаряться будет лишь та влага, которая силами внутренней диффузии доставляется из глубинных слоев по капиллярам к поверхности испарения. По мере сушки влага все с большим трудом поступает к поверхности. В дальнейшем начинает прогреваться материал, вследствие чего влага начинает испаряться из его капилляров, не достигнув поверхности. Процесс сушки может быть изображен графически в координатах: скорость сушки – влагосодержание. Диаграмма процесса сушки (уч. Муравьевой т.1, с. 115, рис. 64)

Кривая сушки имеет несколько отрезков соответствующих разным периодам процесса. Отрезок DС соответствует прогреву материала, удаляется небольшое количество влаги поверхностной, скорость сушки быстро возрастает, достигая максимальной величины. На следующей стадии (отрезок СА) сушка протекает с постоянной скоростью (период внешней диффузии). В этот период идет интенсивное снижение влажности материала. Период заканчивается первой критической точкой А, которая начинает период падающей скорости сушки. В этот период скорость сушки полностью зависит от скорости диффузии влаги внутри материала. Вначале скорость падает равномерно (отрезок прямой), а затем неравномерно (отрезок кривой). В последний период сушки удаляется влага из капилляров и клеток (осмотически связанная). Процесс сушки заканчивается (точка В) при равновесной (остаточной) влажности материала и нулевой скорости сушки.

Интенсификация процесса сушки проводиться по четырем направлениям:

1. перевод высушиваемого сыпучего материала из стационарного состояния в подвижное с помощью продувки сушильного агента;

2. Увеличение поверхности контакта материала с сушильным агентом;

3. Применение сушильного агента с повышенной температурой;

4. Применение комбинированных способов передачи тепла материалу.

Способы сушки: тепловые и специальные

По способу подвода тепла сушка делится на конвективную (воздушную) и контактную.

При конвективной сушке материал обтекается потоком подогретого воздуха, а при контакте сушка осуществляется за счет контакта материала с нагретой поверхностью.

К специальным способам сушки относятся:

- -высокочастотная (под действием электрического поля высокой частоты 0,3 – 10 кгц);

- радиационная (под действием инфракрасного излучения);

- сублимационная (удаление влаги из замороженного материала путем перевода ее из твердой фазы в паровую, минуя жидкое состояние, при этом основная часть влаги удаляется при 0⁰ С, остальная при 30-40⁰С, остаточное давление 5-330 Па).

Выбор способа сушки в фармацевтической технологии делается с учетом физического состояния высушиваемого материала, его влагосодержания, а так же с учетом влияния сушки на биофармацевтические характеристики активной субстанции материала – изменение дисперсности, полиморфизм, химические модификации.

Контактные сушилки

Вакуум – сушильный шкаф(МУ, с.23, рис 1). Вальцовые сушилки: одновальцовые – (МУ с.23, рис. 2а),двухвальцовые -(МУ с.24, рис. 2в)

Конвективные сушилки

Ленточная многоярусная сушилка (МУ с.24, рис. 4).Работает при атмосферном давлении, непрерывного действия.

Распылительная сушилка(МУ с.26, рис.7). Сушилки этого типа используются для сушки жидкостей и бывают разных конструкций в зависимости от устройства для распыления жидкости. Это сушилки непрерывного действия.

Сушилки с кипящим псевдосжиженным слоем(МУ с.26, рис. 8). Эти сушилки как правило непрерывного действия.

Специальные сушилки

Радиационная сушилка. В радиационных сушилках удаление влаги протекает более интенсивно, чем в тепловых, за счет высокой энергии излучения инфракрасных волн. Сушка протекает при 50-70⁰С. Радиационная сушилка (МУ с.28, рис.11).

Диэлектрическая сушилка. В этих сушилках сушка осуществляется токами высокой частоты за счет свойств молекул диэлектрика (высушиваемого материала) поляризоваться под действием электрического поля. Интенсивность нагревания зависит от частоты электрического поля, его мощности, длинны волны, и свойств материала. Каждый материал наиболее быстро нагревается под действием волн определенной длины. Диэлектрическая сушилка (МУ с.28, рис.12)

Ультразвуковая сушилка(акустическая).Ультразвуковая сушка представляет собой сушку в псевдосжиженном слое, где в качестве аэродинамического преобразователя используют источники УЗ – сирены или газоструйные свистки. Ультразвуковая сушилка (МУ с.29, рис 13)

Сублимационная сушилка(лиофильная).Технология сублимационной сушки заключается в том, что материал высушивания помещают в сушильную камеру либо в замороженном состоянии, либо замораживается непосредственно в камере. Сублимация происходит за счет глубокого вакуума, создаваемого вакуум – насосом, а также за счет прокачивания холодильного рассола (температура –10-40⁰С) с помощью электронасоса через морозильную камеру и конденсатор. Сублимационную сушку применяют для высушивания термолабильных препаратов (антибиотики, гормоны, витамины, ферменты, плазма крови и др.). Сублимационная сушилка (МУ с.29, рис.14).

Литература:

1. Технология лекарственных форм /Под ред. Л. А. Ивановой - М., 1991 - Т. 2 - С. 45-92.

2. Муравьев И.А. Технология лекарств - М., 1990 - Т. 1 - С. 94-126.

3. Лекционный материал.

4. Сушка дисперсных материалов в химической технологии / А.Н. Плановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов - М. Химия, 1979 г.

5. Химическая энциклопедия - М., 1988 - Т. 1, С. 847-856.

6. Химическая энциклопедия - М. 1995 - Т. 4.- С. 1050-1054 (теплообменники), С. 954-967 (сушка).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: