Оборудование для измельчения и сортировки лекарственных и вспомогательных веществ

Процессы измельчения и просеивания широко применяются в химико-фармацевтических производствах при изготовлении сборов и порошков, экстракционных препаратов, твёрдых лекарственных форм, мягких лекарственных форм, суппозиториев. Измельчение позволяет увеличить поверхность обрабатываемых материалов, что приводит к ускорению процессов растворения, химического взаимодействия, экстрагирования, а в лекарственных формах это интенсифицирует выделение биологически активных веществ.

Машины для измельчения твердых продуктов и растительного лекарственного сырья. Для измельчения растительного сырья в химико-фармацевтической промышленности используется различное оборудование, которое во многом заимствовано из других отраслей промышленности. Поскольку растительное сырьё имеет волокнистую структуру, для его измельчения применяются машины, которые работают по принципу изрезывания - это траво-, соломо-, корнерезки. В траво-соломорезках режущими инструметами являются барабанные и дисковые ножи Для срезывания плотных и деревянистых частей растений (корни, корневища, кора) применяются корнерезки с гильотинными ножами, для измельчения особо твёрдого сырья (корни элеутерококка) используются малогабаритные дисковые пилы.

Для проведения окончательного измельчения (порошкования) применяются измельчители различных конструкций.

Валковые дробилки - для среднего и тонкого помола (размер частиц 1-10 мм) используют дробилки, представляющие собой спаренные параллельно валки, которые вращаются навстречу друг другу. Если скорость вращения валков одинаковая, материал измельчается раздавливанием, а если скорость вращения валков разная, то раздавливанием и истиранием. Валки с гладкой поверхностью используются для тонкого помола; валки с рифлёной поверхностью используют для среднего измельчения, а валки с зубьями для измельчения плодов, ягод и семян. Один из валков закреплён в подвижных подшипниках с пружинами, чтобы можно было регулировать зазор между валками. Для втягивания материала в зону измельчения исходный размер измельчаемого материала должен быть D_валка/20. Производительность валковой дробилки может быть рассчитана

1) по объёму перерабатываемого материала V, м³/ч:

где b - ширина зазора между валками, м; l - длина валков, м; D - диаметр валков, м; п - число оборотов валка в минуту;

2) по массе перерабатываемого материала G, т/ч:

где rр - плотность измельчаемого материала, т/м;

y - коэффициент, учитывающий неравномерность питания валков, y=0, 5-0, 7.

Молотковые дробилки - используются для измельчения растительного сырья (корней, стеблей), сахара, соли В молотковой дробилке измельчаемый материал подается сверху и на лету дробится ударами молотков, которые шарнирно закреплены стержнями к вращающемуся ротору Дробление материала происходит при ударах кусков материала, отбрасываемых молотками о плиты, которыми футерован кожух. Внизу кожуха имеется съёмное сито, через которое материал после помола просеивается Степень измельчения материала можно регулировать размером отверстий в сите. В зависимости от размеров кожуха изменяется число оборотов ротора от 500 до 2500 оборотов в минуту. Ротор может быть оборудован вместо молотков ножами. Производительность молотковых дробилок Q, т/ч, определяют по формуле:

где К - коэффициент, величина которого зависит от конструкции дробилки, твёрдости измельчаемого материала, и который определяется опытным путём, К= 4, 6 - 6, 2;

D - диаметр ротора, м;

L - длина ротора, м;

п - число оборотов ротора в минуту;

i - степень измельчения.

Дисковые дробилки - бывают двух типов: а) с одним диском и контрножом; б) с двумя дисками. Первый вид дробилок используют для измельчения фруктов, а второй тип для измельчения семян, плодов, стеблей растений. Плоды (вишня, абрикос, алыча, слива) поступают на диск с прямоугольными шипами и отверстиями диаметром 10 мм, которые размещены по концентрическим окружностям. При вращении диска со скоростью 1000 об/мин материал измельчается между диском и неподвижным контрножом и отводится через отверстия в диске. В дробилке с двумя дисками сырьё измельчается между рабочими плоскостями двух дисков. К этой категории оборудования относятся дезинтеграторы и дисмембрато-ры. Все перечисленные виды оборудования используются в фармацевтической промышленности для измельчения материалов невысокой прочности, а также вязких, волокнистых растительных материалов с влажностью до 10%. Это оборудование характеризуется простотой устройства; компактностью; высокой производительностью и степенью измельчения; надёжностью в работе. Однако ему присущи: повышенный износ штифтов в дезинтеграторах и дисмембраторах, большое пылеобразование и энергоёмкость. Измельчители ударно-истирающего действия. К этому типу из-мельчителей относятся барабанные мельницы, в которых материал измельчается внутри вращающегося барабана под воздействием мелющих тел (шаров, стержней, гальки) или самоизмельчением. При вращении барабана мелющие тела увлекаются под воздействием центробежной силы и силы трения вместе с поверхностью стенок на определённую высоту, а затем свободно падают и измельчают материал ударом, раздавливанием и истиранием. Кроме того материал измельчается между мелющими телами, а также между этими телами и внутренней поверхностью барабана. В фармацевтической промышленности чаще всего применяют шаровые мельницы Шаровая мельница состоит из вращающегося закрытого барабана (из фарфора или стали), внутри которого размещены стальные или фарфоровые дробящие шары разных размеров, которые загружаются в количестве 40-50% объёма барабана.

Кольцевые мельницы. Для тонкого измельчения материалов малой и средней твёрдости (мел, тальк, красители) используют компактные, но довольно сложные по конструкции кольцевые мельницы.

Для сверхтонкого измельчения до 75*10^-5 - 1*10^{-4 мм используются вибрационные, струйные и коллоидные мельницы. Для изготовления мягких лекарственных форм суспензионного типа применяют коллоидные мельницы.}

Мишины для разделения сыпучих материалов на фракции. В

химико-фармацевтической промышленности используют три способа разделения сыпучих материалов на фракции:

1) механическая классификация — рассев сыпучих материалов на ситах;

2) гидравлическая классификация — разделение смеси твердых частиц на фракции в зависимости от скорости осаждения частиц в воде;

3) воздушная классификация (сепарация) — разделение смеси твердых частиц на фракции в зависимости от скорости осаждения частиц в воздухе. Разделение частиц определенных размеров в просеивающих машинах — ситах происходит при движении материала относительно рабочей поверхности.

В химико-фармацевтической промышленности в большинстве случаев используются машины с качающимся и вибрационным принципом действия.

Вращятельно-вибрационное сито ВС-2 (рис. 2.9). Просеиваемый материал засыпают в бункер 1, откуда он поступает на сито 2, где за счет работы двух грузов вибратора 3 создается вибрация, заставляющая порошок вращаться по ситу и конусу приемника 4. Просеиваемый порошок и отсев поступают в разные лотки, с которых ссыпаются в заранее приготовленную тару. Частоту колебаний регулируют ременной передачей привода 5, а амплитуду колебаний — углом раствора грузов вибратора. Сито в процессе работы герметизируется крышкой 6. Вращательно-вибрационное сито ВС-2 выпускается Мариупольским заводом технологического оборудования. Производительность сита составляет 80 — 300 кг/ч при потребляемой мощности 0, 4 кВт. Масса машины 132 кг.

Вибрационное сито (рис. 2.10). Основной предпосылкой качественного рассева служит равномерное распределение обрабатываемого продукта по всей рабочей поверхности, а также непрерывная подача материала. Подача обрабатываемого продукта, возбудитель колебаний ткани и угол сита должны быть согласованы друг с другом в зависимости от просеиваемого материала.

Привод сита осуществляется посредством электромагнитного генератора колебаний. Ситовая ткань и генератор колебаний соединены между собой по форме замыкания через толкатель, что обеспечивает точечное возбуждение ткани. Каждая просеивающая поверхность имеет " несколько точек возбуждения. Расположение генераторов колебаний под рабочей поверхностью грохота позволяет быстро заменять изношенную ткань сита. Рабочая поверхность сита установлена с наклоном, регулируемым в пределах 20—40°, что обеспечивает передвижение продукта по поверхности сита. Одновременно это позволяет решить задачу неподвижности присоединительных фланцев, при перестановке угла просеивания

.

Интенсивность качания вибратора можно регулировать.