Процесс сушки в промышленной технологии лекарств - Курсовая работа

Сушкой называют процесс удаления из материала растворителя, в результате чего в нем увеличивается относительное содержание сухого вещества. Чаще всего в качестве растворителей применяют воду, поэтому под сушкой подразумевается процесс обезвоживания материалов.Сушка - сложный диффузионный процесс, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую среду. Удаление влаги при сушке сводится к перемещению тепла и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду. Следовательно, сушка является сочетанием связанных друг с другом процессов тепло-и массообмена (влагообмена). По способу подвода тепла к высушиваемому материалу различают следующие виды сушки: Конвективная - путем непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого чаще используют нагретый воздух или топочные газы (как правило, в смеси с воздухом).При конвективной сушке нагретый воздух передает материалу тепло и уносит влагу, испаряющуюся из материала за счет этого тепла. Сушильный агент (воздух) играет роль тепло-и влагоносителя. При прочих методах сушки находящийся в контакте с материалом влажный воздух используется только для удаления испарившейся влаги, т.е. выполняет роль влагоносителя. Влажный воздух как влаго-и теплоноситель характеризуется следующими основными параметрами: абсолютной и относительной влажностью, влагосодержанием и энтальпией (теплосодержанием).Основные свойства влажного воздуха можно с достаточной для технических расчетов точностью определить при помощи i-х - диаграммы, разработанной Л.K. На оси ординат отложены в определенном масштабе энтальпии i, а на наклонной оси абсцисс - влагосодержание х. Угол между осями координат - 135°, но для удобства пользования значения влагосодержания х спроектированы на вспомогательную ось, перпендикулярную оси ординат. На диаграмме имеются линии: · постоянного влагосодержания (х = const) - вертикальные прямые, параллельные оси ординат; · парциальных давлений водяного пара (р) во влажном воздухе, значения которых отложены в масштабе на правой оси ординат диаграммы.Поэтому на i-x - диаграмме процесс нагрева воздуха изображают отрезком АВ (рис. A (t0, x0), проводят вертикальную линию х = const вверх до точки В, соответствующей температуре нагрева воздуха f. Процесс охлаждения воздуха (имеющего начальную температуру t1 при постоянном влагосодержании до температуры t0 изобразится линией ВА (рис. На диаграмме это соответствует линии ВС и температура в точке С на пересечении ? = 100 % будет соответствовать тм (температуре мокрого термометра). Разность между температурой воздуха tl (в точке А) и температурой мокрого термометра тм характеризует способность воздуха поглощать влагу из материала и носит название потенциала сушки.В процессе сушки парциальное давление пара над материалом рм уменьшается и приближается к пределу рм = рп. Равновесная влажность зависит от парциального давления водяного пара над материалом рп или пропорциональной ему величины относительной влажности воздуха ? и определяется опытным путем. Механизм процесса сушки в значительной степени определяется формой связи влаги с материалом: чем прочнее эта связь, тем труднее протекает сушка. При сушке связь влаги с материалом нарушается. Химически связанная влага наиболее прочно связана с материалом в определенных (стехиометрических) соотношениях и может быть удалена только при нагревании материала до высоких температур или в результате проведения химической реакции.Для составления баланса обозначим: Gl - количество влажного материала, поступающего на сушку, кг/ч; W - количество влаги, удаляемой из материала при сушке, кг/ч. Тогда материальный баланс будет иметь следующий вид: по всему материалу, подвергаемому сушке: G1 = G2 W; Обычно целью составления материального баланса является определение количество влаги W, удаляемой при сушке: W = G1 - G2.В сушилке из вещества испаряется W кг/ч влаги и удаляется G2 кг/ч высушенного вещества при температуре Q2 °С. Перед калорифером воздух имеет энтальпию i0 (Дж/кг) сухого воздуха; после нагрева, т.е. на входе в сушилку, энтальпия воздуха увеличивается до i1 (Дж/кг) сухого воздуха. В сушилке температура транспортных устройств увеличивается и достигает на выходе из сушилки TTK. Тогда с учетом потерь тепла сушилкой в окружающую среду Qn будем иметь: ПРИХОД ТЕПЛА · с наружным воздухом Li0; · с высушенным материалом G2CMQ1 · с влагой, испаряемой из материала WCBQ1 · с транспортными устройствами GTCTTTH; · в основном (внешнем) калорифере Qk · в дополнительном (внутреннем) калорифере Qд РАСХОД ТЕПЛА · с отработанным воздухом Li2 · с высушенным материалом G2CMQ2; · с транспортными устройствами GTCTTTK; · потери тепла в окружающую среду Qп Для анализа и расчета процессов сушки удобно ввести понятие о теоретической сушилке, в которой температура материала, поступающего на сушку, равна температуре сушки, т.е.

Содержание

Вступление

1. Теоретические основы процесса сушки

1.1 Определение и классификация сушки

1.2 Основные параметры влажного воздуха

1.3 Диаграмма влажного воздуха

1.4 Изображение процессов изменения параметров воздуха на диаграмме

1.5 Равновесие при сушке

2. Материальный и тепловой балансы сушки

2.1 Материальный баланс сушки

2.2 Тепловой баланс сушилок

2.3 Определение расходов воздуха и тепла на сушку

3. Варианты процесса сушки

3.1 Сушка с частичным подогревом воздуха в сушильной камере

3.2 Сушка с промежуточным подогревом воздуха по зонам

3.3 Сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха

3.4 Сушка с промежуточным подогревом и рециркуляцией воздуха по зонам

3.5 Сушка топочными газами

4. Характеристика и устройство сушилок

4.1 Конвективные сушилки

4.2 Контактные сушилки

4.3 Специальные сушилки

5. Практическая часть

5.1 Описание препарата

5.2 Блок-схема производства

5.3 Материальный баланс

Выводы

Список использованной литературы