3 курс / Фармакология / ОБОРУДОВАНИЕ_ДЛЯ_ПРОИЗВОДСТВА_ГОТОВЫХ_ЛЕКАРСТВЕННЫХ_СРЕДСТВ_

Смесители с вращающимся корпусом

а – шаровая мельница; б – V-образный смеситель; в – двухконусный смеситель; г – кубический смеситель; д

– турбула

Принцип работы :

Предназначены для перемешивания сыпучих материалов при вращении корпуса. Внутри барабанов могут быть установлены насадки в виде перегородок, полок. Скорость вращения составляет, как правило, от 6 до 28 об/мин. Смесители просты по устройству, но требуют значительного времени для смешивания.

V - образный смеситель

Смеситель периодического действия предназначен для смешивания c сохранением структуры сыпучих продуктов при относительно небольшом расходе энергии и малом времени смешивания.

Смеситель представляет собой V-образный корпус, вращающийся в цапфах на горизонтальном

валу.

Исходный материал засыпается в рукав, тщательно и бережно смешивается за счет вращения V- образного бункера и действия ребер, укрепленных внутри него.

Смесь выгружается через люк, находящийся внизу V-образного бункера.

61

Барабанный смеситель

Устройство:

1 - цилиндрический корпус

2 - опорные ролики

3 - спиральные перегородки

4 - продольные полки

5 - шнек

Принцип работы:

Барабанный смеситель представляет собой цилиндрический корпус (1), вращающийся на опорных роликах (2) со скоростью 6-8 об/мин. Для лучшего смешивания материала на внутренних стенках барабана укреплены спиральные перегородки (3), а внутри него - несколько продольных полок (4) с перегородками.

Барабанный смеситель является аппаратом периодического действия. Загрузка и выгрузка осуществляется с помощью шнека (5), который при загрузке вращается в одном направлении, а при выгрузке в противоположном.

Смесители с вращающимися лопастями

б

в

г

а – с сигмаобразными лопастями; б – шнековый ; в – с винтообразными лопастями г – вибросмеситель.

62

Принцип работы:

Вследствие небольшой скорости вращения роторов, процесс смешивания в аппаратах с вращающимися лопастными рабочими органами продолжителен.

Пригодны для смешивания сыпучих и вязко – пластичных масс.

Смеситель (а) представляет емкость, снабженную одной сигмаобразной лопастью, вращающуюся со скоростью до 50 об/мин или двумя лопастями, вращающимися с разными скоростями в противоположных направлениях (17-24 об/мин и 8-10 об/мин). Смеситель (в) имеет одну винтообразную лопасть. Малопроизводительны, требуют длительного времени смешивания, в емкостях смешения при вращении лопастей могут образоваться «мертвые зоны».

Конструкция вибросмесителя (г) предусматривает наличие вращающегося шнека с лопастями. Вибровозбуждение подается на корпус. Предназначен для смешивания сыпучих масс. Не способных к налипанию.

Шнековый смеситель

Устройство:

1 – двухстворчатый короб

2 – вал

3 – лопатки

4 – транспортирующие лопатки 5, 6 – воронки 7 – лопастное колесо

Принцип работы:

Относится к червячно-лопастным смесителям, в которых можно смешивать сухие сыпучие материалы, увлажненные порошки и вязко-пластичные материалы. Для охлаждения или нагрева обрабатываемого материала корпус смесителя снабжен рубашкой.

Смеситель представляет собой двухручьевой короб, в котором от электродвигателя вращаются навстречу друг другу два лопастных шнека. На валах размещены прямые перемешивающие лопатки (3) и транспортирующие лопатки (4), изогнутые по винтовой линии.

Масса подается через воронку (5), движется вдоль одного вала и перемешивается при этом, затем лопастным колесом (7) подается на второй вал и перемещается вдоль него в обратном направлении. Смесь выгружается через воронку (6). Вследствие небольшой скорости вращения шнека, процесс смешивания в аппаратах с вращающимися лопастными органами (7) продолжителен.

63

Смеситель центробежного действия

Устройство:

1 – корпус

2 – ёмкость

3 – двигатель

4 – полый конус

5 – окна

6 – мешалка

7 – привод

8 – крышка

9 – люк

10 – лоток

11 – шибер

Принцип работы:

Материал подается через люк (9). При вращении конуса (4) материал движется при помощи центробежной силы по внутренней поверхности конуса вверх, выбрасывается, образует взвешенный слой, тем самым смешиваясь. Лопасти рамной мешалки (6), установленной соосно конусу, дополнительно перемешивают материал и направляют его через окна (5) обратно в конус. Готовая смесь выгружается через лоток (10), снабженный шибером (11).

Достоинства:

-хорошее смешивание сыпучих материалов;

-малая длительность смешивания;

-высокая производительность.

64

Циркуляционный смеситель

1

6

2

4

Принцип работы:

В нижней части корпуса (1) помещены ротор и статор. Статор (4) имеет форму кольца с пальцами, внутри которого вращается ротор. Ротор (2) представлен диском в форме кольца (2) и снабжен четырьмя лопастями (6) (две верхние и две нижние). Верхние лопасти засасывают воздух над материалом, нижние подают его в массу сыпучего материала. В результате обеспечивается циркуляция материала в аппарате (показана стрелками). Прохождение материала между пальцами ротора и статора повышает эффективность смешивания.

Смесители с псевдоожиженным слоем.

1 – сушильная камера, 2 – подача воздуха, 3 – вентилятор, 4 – рукавный фильтр.

Как правило, используются в установках, предназначенных не только для смешивания, но и других технологических операций, проводимых после смешивания. Например, широко используются в установках для гранулирования. Принцип метода в том, что поток газа проходит через слой частиц и при достижении определенной величины скорости газа сопротивление слоя материала становится равно его весу, слой твердых частиц приобретает текучесть и переходит в псевдоожиженное состояние. Твердые частицы движутся в потоке газа, напоминая кипящую жидкость. При дальнейшем увеличении скорости поток газа начинает уносить

65

твердые частицы материала.

Вибрационное перемешивание сыпучих, пастообразных

и жидких продуктов

Схема перемешивания в барабанном вибросмесителе: 1 - камера; 2 - вибровозбудитель; 3 - упругая подвеска.

Вибрационное воздействие на перемешиваемые материалы и рабочие органы смесителя значительно увеличивает производительность процесса и снижает энергоемкость. Процесс перемешивания с наложением вибраций сопровождается дополнительным измельчением. В промышленных смесителях камера смешения совершает круговые в вертикальной плоскости или пространственные (объемные) колебания. Компоненты смеси, совершают устойчивое циркуляционное движение вокруг оси, расположенной в центре. Причем, скорость циркуляции для разных слоев материала различна и зависит от параметров вибрации, свойств сыпучего материала, размеров и формы камеры, степени ее заполнения, расположения вибровозбудителя и других конструктивных особенностей. При уменьшении размера частиц скорость циркуляции при постоянных параметрах вибрации и массе загрузки увеличивается, однако после достижения частицами размера менее 10 мкм резко падает. Интенсивность перемешивания зависит от степени заполнения рабочей камеры смесителя, которая обычно равна 0,75-0,85.

Вибросмеситель с тороидальной камерой.

Траектория движения компонентов смеси при объемном способе перемешивания в тороидальных камерах, которые помимо колебаний в горизонтальной плоскости совершают угловые колебания в вертикальной плоскости, отличается тем, что в таких аппаратах смесь движется по спиралеобразным траекториям вдоль внутренних стенок. В отличие от плоскопараллельного движения смеси в вертикальной плоскости такое пространственное винтообразное перемещение материала обеспечивает лучшее смешивание.

Техническая характеристика смесителя вибрационного СмВ – 0.005.

Вместительность камеры, м3 0,005, время смешивания, мин 5...20, мощность, кВт 0,37, масса, кг 5,

66

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ.

Механическое перемешивание.

Лопастные мешалки. Различают мешалки: лопастные (с плоскими лопастями), пропеллерные (с винтовыми лопастями), турбинные, специальные (якорные, рамные).

Лопасти лопастной мешалки устанавливают в вертикальной плоскости, перпендикулярно направлению вращения. При работе мешалки возникают центробежные силы, которые вызывают движение жидкости от центра к стенкам. В результате этого в центре возникает область с пониженным давлением, куда всасывается жидкость из ближних слоев (выше и ниже) лопасти. При высоких скоростях мешалки рабочий объем емкости снижается из-за образования на поверхности жидкости воронки, глубина которой зависит от скорости вращения мешалки. Для организации потока иногда внутри емкости аппарата иногда устанавливают отражательные перегородки. С их помощью ограничивают окружную скорость

67

потока и увеличивают радиальную и осевую. Многолопастные мешалки. Для лучшего перемешивания всего объема устанавливают несколько пар горизонтальных лопастей.

2

1

5

3

4

5

Якорные мешалки (1) имеют лопасти, соответствующие форме дна емкости аппарата, в котором производится перемешивание. Они используются для перемешивания густых и липких масс. Очищают стенки емкости от налипания материала, улучшая тепло- и массообмен, поскольку их диаметр близок к диаметру аппарата. Окружная скорость – от 0,5 до

1,5 м/с.

Рамные мешалки (2) состоят из нескольких вертикальных и горизонтальных лопастей. Они прочны и пригодны для перемешивания вязких жидкостей.

Шнековые мешалки (3) используются для перемешивания высоковязких, неньютоновских жидкостей и паст при числе оборотов 1 – 4 об/с.

Ленточные мешалки (4) обычно имеют две спирали с противоположным углом наклона и создают осевую циркуляцию жидкости. Ширина лент составляет 0,1 dm. Комбинированные мешалки (5) сочетают несколько типов перемешивающих устройств и используют для повышения эффективности перемешивания.

68

Пропеллерная мешалка

Применяются для:

-приготовления суспензий и эмульсий;

-взмучивания осадков (до 10% твердой фазы);

-интенсивного перемешивания маловязких жидкостей. Не применимы для гомогенизации вязких систем.

Лопасти пропеллерных мешалок изогнуты с постоянно меняющимся наклоном от 0° у оси до 90° на конце. Диаметр лопасти обычно равен примерно 0,3 диаметра аппарата, скорость вращения от 100 до 1000 об/мин. С помощью пропеллера создается осевое движение жидкости, которое в сочетании с круговым дает в результате - винтовое движение. В результате перемешивание более интенсивное, чем у лопастных. Эффективность воз-

растает при эксцентричной установке или при наклонном расположении вала под углом 10-20 0 к вертикальной оси.

69

Перемешивание в трубопроводе

1 – подача компонента №1

2 – подача компонента №2

3 – зона смешения

4 – выход смеси

Применяется при транспортировке жидкостей по трубопроводам. Производится при турбулентном течении под давлением. Для улучшения процесса в трубопровод помещают специальные вставки, насадки. Трубопровод должен иметь длину, обеспечивающую равномерное перемешивание.

70