Условия подобия:
- равенство температуры t=ibid;
- равенство соотношения расходов экстрактива и экстрагента G/L=ibid;
- равенство диссипируемой мощности (N/V)=ibid.
Следует особо отметить, что только эксперимент позволяет отработать технологическую схему (совокупность действий и процедур) операции экстракции; выявить такие важные особенности процесса как коррозионное загрязнение продукта, накопление загрязнений в аппаратуре и т.д.
Таким образом, разработка процесса экстракции включает: теоретически корректную системную постановку задачи; полноценное экспериментальное исследование; адекватную обработку данных, масштабирование, выбор оборудования и расчёт параметров промышленного процесса.
Сушильное оборудование
Термином «сушка» в химической технологии в широком смысле обозначают целый ряд процессов
1. Удаление летучих компонентов из твёрдых веществ и материалов (дисперсных, кусковых, монолитных и т.д.) - собственно «сушка» в строгом смысле слова.
Это один из наиболее сложных массообменных процессов. Процесс осуществляется за счёт подвода конвективного тепла (термодиффузия); либо за счёт подвода энергии электромагнитного поля СВЧ- и ИК- диапазона (радиационная термодиффузия); либо за счёт создания вакуума (бародиффузия); либо за счёт комбинации перечисленных базовых приёмов.
В производственной практике преобладает вариант сушки с удалением жидкого растворителя. Однако во многих случаях термолабильные продукты (особенно - биоматериалы) подвергают сублимационной сушке с испарением влаги из замороженного материала в вакууме.
2. Удаление воды («влаги») из жидких продуктов и газов.
Эти процессы осуществляют методами азеотропной и солевой ректификации либо адсорбции/хемосорбции на твёрдых сорбентах. Ввиду существенного отличия механизма данных процессов их следует рассматривать как разновидность ректификации или адсорбции - термин «сушка» здесь можно использовать условно.
В технологии БАВ процессам сушки присущ ряд особенностей.
1. Общая специфика производства обусловливает преобладание периодической сушки.
2. Сушке подвергают, как правило, высокодисперсные органические горючие продукты. Удаляемые компоненты по преимуществу - органические растворители - также суть ГЖ и ЛВЖ. Температура процессов, как правило, выше температуры вспышки. По потенциалу опасности сушилки сопоставимы с реакторами. Поэтому очень широко распространена сушка в среде инертных газов; ограничено использование пневмосушилок - и тем не менее, участки сушки практически всегда относятся к взрывопожаропасным производствам категории Б.
3. Особую сложность представляет сушка готовых «фармакопейных» АФC. Установки сушки этих продуктов располагаются в особых помещениях, имеющих класс чистоты D (ГОСТ Р 50766-95, ГОСТ ИСО 14644-1-6-2002, ГОСТ Р 52249-2004, ГОСТ Р 52537-2006), т.е. подпадающих под требования GMP. Планировка таких помещений требует устройства многокамерных тамбур-шлюзов со специальным режимом вентиляции.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СУШИЛОК, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ХП БАВ.
Таблица 9.1 - Формы и энергия связи влаги с материалом (матрицей)
|
Группа и вид материала |
Капиллярно-пористые |
II Капиллярно- пористые коллоидные |
III Коллоидные |
IV Коллоидно-химические |
|
|
Размер частиц d0, мкм |
50…1000 |
1…100 |
1…100 |
1…100 |
|
|
Диаметр пор, dп , нм |
>100 |
50…100 |
10…50 |
1…10 |
|
|
Вид связи влаги с матрицей |
Конденсационно-осмотическая |
Конденсационно- адсорбционно-осмотическая |
Конденсационно- ад-сорбционно-осмоти-чески-сольватная |
||
|
Энергия связи влаги с матрицей Е, кДж/моль |
< 10 |
10…40 |
40…80 |
80…160 |
|
|
Влагосодержание материала, % |
5…30 |
10…40 |
20…60 |
20…100 |
|
|
Температура полной термодесорбции влаги, ОС |
50…60 |
60…80 |
80…120 |
120…200 |
|
Группа и вид материала |
Диаметр пор, d,нм |
Вид связи влаги с материалом |
Энергия связи влаги с материалом Е, кДж/моль |
Влагосоде-ржание материала, % |
Температура сушки, ОС |
|
|
I Капиллярно-пористые |
>100 |
Конденсационно- осмотическая |
< 10 |
5…30 |
50…60 |
|
|
II Капиллярно- пористые коллоидные |
50…100 |
10…40 |
10…40 |
60…80 |
||
|
III Коллоидные |
10…50 |
Конденсационно- адсорбционно-осмотическая |
40…80 |
20…60 |
80…120 |
|
|
IV Коллоидно-химические |
1…10 |
Конденсационно- адсорбционно-осмотически-сольватная |
80…160 |
20…100 |
120…200 |