2020-09-24
1692
Перемешивание в жидкой среде осуществляется следующими способами:
1. Перемешивание в трубопроводе. Проводят обычно в Уобразном устройстве.По двум трубам подают две жидкости, которые попадают в третью, где за счет большой скорости потоков и турбулентного, вихреобразного движения происходит их перемешивание. Это устройство оправдывает себя в тех случаях, когда надо перемешивать жидкости, взаимно хорошо смешивающиеся, когда в трубопроводе достаточно велика скорость потока и сам трубопровод имеет значительную длину, чтобы протекающие жидкости успели смешаться.
2. Циркуляционное перемешивание осуществляется путем принудительной циркуляции жидкости, чтобы возникла турбулентность, способствующая массообмену.. Этот способ применяют при перемешивании жидкостей различной относительной плотности
3. Барботажное перемешивание. Барботажным называется метод перемешивания жидкостей и суспензий путем пропускания через них объем потока диспергированного газа. Применение этого метода особенно целесообразно в тех случаях, когда газ или отдельные его компоненты (например, кислород воздуха) должны вступать в химическую реакцию с перемешиваемой жидкостью. Этот способ перемешивания применяют для маловязких жидкостей... При перемешивании этим способом в нижней части аппарата устанавливают барботер-устройство, обеспечивающее распределение газа (пара) по площади поперечного сечения аппарата. Обычно в качестве барботера используют перфорированные трубы. Выходное сечение отверстий для выхода газа должно быть меньше сечения коллектора в несколько десятков раз, чтобы обеспечить достаточное сопротивление на выходе газа в жидкость и его более равномерное распределение по отдельным отверстиям. Иногда с этой целью отверстия для выхода газа из барботера делают различного диаметра, увеличивая их размер на его концевых участках. При использовании аппарата с барботажным перемешиванием в качестве реактора для отвода тепла химической реакции корпус оснащается рубашкой охлаждения. Желательно упорядочить движение жидкости, создавая восходящий поток в центральной части аппарата и нисходящий (опускной) поток у стенок аппарата. Для этого в центре аппарата необходимо установить специальную подъемную трубу.
4. Акустическое перемешивание осуществляется с применением электромагнитных излучателей, гидродинамических устройств, действующих по принципу жидкостных сирен, а также роторно-пульсационного аппарата РПА
5.Гравитационное перемешивание основано на различной плотности растворителя и раствора. Данный вид перемешивания осуществляется самопроизвольно, и используется в частности для получения растворов йода в спирте.
6. Механическое перемешивание осуществляется с помощью мешалок различной конструкции
Реактор периодического действия представляет собой цилиндрический сосуд со сферическим днищем, снабженным мешалкой, обеспечивающей выравнивание концентрации раствора, а также рубашкой для отвода или подвода тепла. Раствор выводится через нижний штуцер. Реактор непрерывного действия отличается расположением выходного штуцера.
Типы мешалок
1. Лопастные мешалки
2. Мешалки с вертикальными лопатками.
3.Мешалки с наклонными лопатками
4. Рамные мешалки
5.Якорные мешалки
6.Планетарные мешалки
7.Пропеллерные мешалки
8.Турбинные мешалки
Пульсационные экстракторы.
Введение дополнительной энергии в жидкости путем сообщения им возвратно-поступательных колебаний (пульсаций) возможно двумя способами:
с помощью вибрирующих внутри аппарата перфорированных тарелок, укрепленных на общем штоке, которому сообщается возвратно-поступательное движение;
посредством специального механизма (пульсатора), находящегося вне аппарата; создаваемые пульсатором колебания гидравлически передаются жидкостям в экстракторе (см. рис. 10).
Второй способ более экономичен и осуществляется при отсутствии движущихся частей в самом аппарате. Поэтому экстракторы с выносными пульсаторами применяются наиболее часто.
А б
Рис. 10. Пульсационные колонные экстракторы:
а – ситчатый с поршневым пульсатором; б – насадочный с пневматическим пульсатором; 1 – колонна с ситчатыми тарелками; 2 – пульсатор; 3 – насадочная колонна; 4 – поршень; 5 – камера.
Пульсации способствуют лучшему дроблению диспергируемой фазы на капли и соответственно увеличению поверхности контакта фаз, интенсивному их перемешиванию, а также увеличению времени пребывания диспергируемой фазы и ее задержки в колонне.
Очистка растворов. Гравитациойное осаждение. Отстойники периодического и полу-непрерывного действия. Фильтрование. Способы фильтрования. Уравнение фильтро-вания. Типы фильтров. Центрифугирование. Виды центрифугирования.
Отстаивание — это простейший метод отделения жидкости от взвешенных в ней твердых частиц. Заключается оно в том, что смесь жидкости и твердых частиц наливают в высокие сосуды и оставляют в покое. Под действием силы тяжести твердые частицы постепенно оседают на дно, а жидкость становится прозрачной. Процесс прост в исполнении, но длителен и требует сложной аппаратуры и больших энергетических затрат. Осадок обычно содержит до 40—70% жидкости.
Отстойники периодического действия — это емкости, имеющие краны для слива осветленной жидкости на разной высоте. После отстаивания открывают краны, начиная с верхнего, и сливают прозрачную жидкость. Отстаивание можно производить и в обычных емкостях без крана, в этом случае используется сифон или отсасывание с помощью шланга, соединенного с монтежю.
В отстойниках полунепрерывного действия непрерывно подается взвесь и сливается осветленная жидкость, а осадок удаляется периодически. За счет увеличения диаметра раструба скорость движения жидкости в нем уменьшается и частицы по инерции оседают на дно. Жидкость в виде ламинарного потока со скоростью меньшей, чем скорость оседания частиц, поднимается вверх, не увлекая их за собой.
Фильтрование — это процесс разделения неоднородных систем с помощью пористых перегородок (фильтров).
Пористая перегородка оказывает фильтруемой жидкости некоторое сопротивление, увеличивающееся по мере нарастания и уплотнения осадка. Для преодоления этого сопротивления требуется определенное усилие, достигаемое созданием разности давления до и после фильтрующей перегородки. Разность давления является движущей силой фильтрации, заставляющей жидкость проходить через поры осадка.
Из уравнения Пуазейля следует, что скорость фильтрования (количество фильтрата на единицу площади в секунду) прямо пропорциональна разности давлений по обе стороны фильтрующей перегородки и обратно пропорциональна сопротивлению осадка.
V=P/ 8ηl
Фильтрование осуществляется с помощью аппаратов следующих типов:
1. Фильтры, работающие за счет гидростатического давления столба фильтруемой жидкости. Данные фильтры работают в двух режимах- давление создает жидкость, которая непосредственно находится на фильтрующей перегородке. Это фильтрующие воронки, стеклянные фильтры, фильтры-мешки и отстойники. Фильтры-отстойники имеют решетчатое ложное дно, на которое кладут фильтрующую ткань. Профильтрованная жидкость выводится из нижней части отстойника через придонный штуцер. Производительность данных фильтров невелика, высота слоя жидкости постоянно меняется;
- фильтруемая жидкость подается из напорного бака в регулятор ее уровня, высота которого поддерживается постоянной.
2.Фильтры, работающие под вакуумом — нутч-фильтры. Состоят из толстостенного цилиндрического сосуда из фаянса или керамики, внутренняя часть которого разделена перфорированной перегородкой с укрепленными на ней несколькими слоями фильтровальной бумаги и бельтинга. В верхнюю часть фильтра заливается взвесь, фильтрат собирается на дне нижней части. Вакуум создается под перегородкой за счет вакуум-линии, соединенной через ресивер с вакуумным насосом. Назначение ресивера — сглаживать пульсации насоса и предупреждать переброс в него капельной фазы.
3.Фильтры, работающие под давлением - Друк-филътр представляет собой цилиндрическую емкость с перфорированной перегородкой в нижней части (с укрепленным на ней фильтровальным материалом), на которую подается взвесь под давлением с помощью сжатого воздуха или инертного газа. Для подачи жидкости на фильтр используется монтежю. Это вертикальный резервуар, в который заливается раствор самотеком или с помощью вакуума, а затем продавливается сжатым воздухом.
Филътр-пресс состоит из ряда чередующихся рам и плит, между которыми помещают пластины фильтрующего материала. Герметизация между ними обеспечивается резиновыми прокладками. Рамы и плиты имеют отверстия, которые расположены так, что при сборке фильтра они образуют каналы для подачи раствора в пустотелую раму, слива фильтрата, подачи и отвода промывной жидкости с целью регенерации фильтра. По одному из каналов (нижнему) в фильтр-пресс поступает фильтруемая жидкость, попадает в рамную полость и фильтруется через фильтровальный материал. Фильтрат поступает в просвет между фильтровальным материалом и плитой, стекает по желобам вниз и через трубку с краном попадает в общий приемный желоб. Осадок постепенно заполняет все рамы, уплотняется и начинает создавать все более возрастающее сопротивление проходу жидкости. Наконец насос, подающий жидкость в фильтр-пресс, перестает преодолевать сопротивление осадка и из крана прекращается истечение фильтрата; краны выключаются поочередно.
Центрифугировани е — это разделение гетерогенных систем под действием центробежных сил.
В зависимости от фактора разделения все центрифуги делятся на два вида.
Если Фр <3500, то это нормальные центрифуги. Они могут быть следующих типов.
1.Отстойного типа. Благодаря большой центробежной силе твердые частицы отбрасываются к стенке барабана, а жидкость ближе к центру становится прозрачной и выводится с помощью сифона. Центрифугу останавливают тогда, когда слой осадка станет таким толстым, что дойдет до сифона и жидкость начнет вытекать мутной.
2. Фильтрующего типа Внутренняя поверхность барабана покрыта тканью. Барабан окружен снаружи прочным кожухом. Фильтрат, прошедший из барабана в кожух, по желобу выводится наружу. Внешним признаком окончания процесса служит исчезновение струи жидкости из желоба. Для максимального обезвоживания осадка центрифугу вращают еще некоторое время на полном числе оборотов, а затем останавливают. После этого барабан очищают от осадка, фильтрующую ткань промывают и цикл повторяют.
Стандартизации растворов по содержанию действующих веществ и плотности раство-ров. Растворы основного ацетата алюминия, основного ацетата свинца. Водные и спиртовые растворы йода (настойка йода, йодинол, йодонат)
Стандартизация – это доведение качества лекарственного средства до требований нормативного документа, содержащего перечень нормируемых показателей.
Стандартизацию медицинских растворов, т.е. количественное определение и доведение содержания действующих веществ до требуемого по НД проводят:
1. По концентрации
2. По плотности
Стандартизация:
органопептические показатели (цвет, характерный запах)
прозрачность;
подлинность;
количественное содержание действующих в-в;
отсутствие механических включений;
плотность раствора;
для некоторых растворов цветность (сахарный сироп);
Значение рН.
Контроль: Раствор должен быть стандартным в соответствии с НД
Раствор основной уксусно-алюминиевой соли (жидкость Бурова) получают при химическом взаимодействии веществ в две стадии:
На первой стадии синтезируют алюминия гидроксид из квасцов алюмокалиевых и кальция карбоната; или квасцов и натрия карбоната; или алюминия сульфата и кальция карбоната; а также алюминия сульфата и натрия карбоната.
На второй стадии алюминия гидроксид промывают от электролитов и обрабатывают 30% уксусной кислотой.
Второй способ получения – электрохимический. Анодом служит листовой алюминий марки А-1; электролитом – 8% раствор уксусной кислоты. Этим способом получается более чистый раствор, его плотность равна 1,040 – 1,046.
Раствор основного уксуснокислого свинца (РЬ(СН3СОО)2 3 ч, РЬО 1 ч воды 10 ч). В воде не должно быть С02, иначе образуется осадок РЬС03.
I метод получения. 1 часть РЬО растирают в мельчайший порошок и смешивают с 3 частями ацетата свинца и 1 частью воды. Смесь нагревают при температуре 100-125°С и перемешивают до посвеления массы. Затем добавляют остальную воду и нагревают еще 10-15 минут. Водные растворы ацетата свинца способны поглощать значительное количество окиси свинца. Горячую жидкость разливают в сосуды, плотно укупоривают и настаивают 1-3 дня, помешивая. Затем быстро фильтруют под вакуумом. Фильтрат разводят свежепрокипяченой водой без С02 до плотности 1,225-1,230. Склянки заполняют по возможности полно и хорошо укупоривают. Ацетата свинца берется больше, так как часть теряется на карбонаты и другие соли.
II метод получения. Реакция между ацетатом свинца и оксидом свинца протекает и при обычной температуре, но более длительное время. Настаивают 7 суток, затем фильтруют, как в 1 методе.
III метод получения Беридзе. 100 ч 80% уксусной кислоты разбавляют 20 ч воды, нагревают до 60 С и прибавляют 190 ч РЬО. Смесь нагревают до полного растворения оксида свинца при температуре 80°С, разбавляют 700 ч воды без С02 с температурой 80-95°С и отстаивают 48 часов. Декантируют с осадка РЬСОз.
Спиртовой раствор йода 10% - 10 ч спирта 95° до 100 объемных частей. Спирт проникает в мешок и растворяет йод, который под действием силы тяжести опускается вниз, уступая место свежему экстрагенту. Диффузия продолжается до полного растворения йода Такой раствор не надо фильтровать, так как механические загрязнения остались в марлевом мешке. Далее оставшимся спиртом смывают йод и прибавляют к готовому продукту.
Спиртовой раствор йода 5% (20 ч. KI, 50 ч. I2, воды и спирта 95% поровну до получения 1000 объёмных частей). В эмалированный реактор загружают кристаллический йод, калия йодид и двойное количество по отношению к калия йодиду воды очищенной.
Йодинол. ЛС не токсично при наружном, пероральном, внутримышечном, внутривенном, внутриплевральном и интрабронхиальном введении. Способ получения йодинола: 9 г поливинилового спирта заливают 800 г воды, оставляют для набухания полимера на 1-24 часа, нагревают 0,5-3 часа при 80-100 С до получения прозрачного раствора, охлаждают до 20 С и приливают 200 г водного раствора, содержащего 1 г J2 и 3 г KJ. Раствор окрашивается в синий цвет. Устойчив несколько лет. Применяется для лечения: хронических и острых тонзилитов, при гнойных осложнениях.
Йодонат. Водный раствор комплекса ПАВ (алкилсульфат RS03Na) с йодом в количестве 3%. Состав: йода 52 ч, калия йодида 52 ч, концентрированной ортофосфорной кислоты (х.ч.) 50 ч, сульфонат-эмульгатора (волгонат) 242 - 72 ч, воды очищенной до 1 л. Приготовление: водный раствор сульфоната-эмульгатора смешивают в течение 5 ч с водным раствором смеси J2 и KJ, подкисляют ортофосфорной кислотой и выдерживают 7-10 суток. Препарат - жидкость темно-коричневого цвета. Хранят в защищенном от света месте 1 год.
