Измельчение и просеивание твердых материалов в условиях фармацевтического предприятия

Заключение

В ходе работы были рассмотрены основные вопросы измельчения на фармацевтических предприятиях, биофармацевтические аспекты измельчения, принцип и устройство работы основных групп измельчающих машин.
Для современного фармацевтического производства характерна полная автоматизация производства. При этом со стороны человека требуется минимальный контроль. Процесс измельчения на фармацевтических предприятиях происходит при помощи различных устройств, мельниц, измельчителей, дезинтеграторов, корнерезок.
Просеивание осуществляется при помощи различных сит, имеющих различный механизм просеивания.

...

Содержание
Введение 2
Глава 1. Измельчение и просеивание на фармацевтическом предприятии 3
1.1. Назначение и использование измельчения в фармацевтической технологии 3
1.2. Теоретические основы измельчения: объемное и поверхностное измельчение, теория Ребиндера. Основное правило измельчения 4
1.3. Биофармацевтические аспекты процесса измельчения 5
1.4. Основные способы измельчения 6
1.5. Измельчающие машины, их устройство, принцип работы 7
1.6. Измельчение материалов с клеточной структурой 8
1.7. Факторы, определяющие выбор измельчающих машин 8
1.8. Классификация измельченного материала 9
1.9. Сита и ситовые механизмы 10
1.10. Устройство и принцип работы грохотов 12
1.11. Перспективные способы измельчения 13
Глава 2. Измельчители, применяемые на предприятии, на примере Тульской фармацевтической фабрики 14
2.1. Использование измельчения в условиях предприятия 14
2.2. Перечень измельчителей данного предприятия 14
2.3. Устройство и работа измельчителей на предприятии 14
2.4. Анализ эффективности использования измельчителей на предприятии 15
2.5. Охрана труда и техника безопасности при измельчении на предприятии 16
Заключение 17
Список литературы 18

Введение

С развитием фармацевтической промышленности, усложнением процессов производства лекарственных препаратов, требуются большие затраты энергии и времени, что можно оптимизировать благодаря автоматизации различных стадий технологического производства.
На интенсивность многих технологических процессов оказывает влияние величина поверхности обрабатываемых твердых материалов.
При увеличении их поверхности путем уменьшения размеров кусков наблюдается повышение скорости процесса, а также увеличение выхода и повышение качества конечного продукта.
Процесс измельчения широко применяется в фармацевтическом производстве, особенно в фитохимических цехах, а также при производстве порошков и таблеток. Измельчение является процессом механического деления твердых тел на части. В результате данного процесса происходит увеличение поверхности обрабатываемого материала, благодаря чему значительно ускоряется растворение, химическое взаимодействие, выделение биологически активных веществ из измельченного материала, также улучшается прессуемость и сыпучесть материала.
Стадии просеивания и смешивания так же важны для процесса фармацевтического производства, так как позволяют улучшить качество готового продукта. В результате просеивания получают частицы одного размера, очистить от крупных частиц не измельченного вещества, механических загрязнений. Смешивание оказывает влияние на точность дозирования и распределение действующих веществ в порошках, таблетках и т.д.

Истирание или истирание и удар, распиливание
1.5. Измельчающие машины, их устройство, принцип работы
Все измельчители, используемые в фармацевтическом производстве можно разделить на:
1. машины, используемые для предварительного измельчения;
2. машины для окончательного измельчения.
В новейших отечественных руководствах измельчители классифицируют по способу измельчения. В этом случае все измельчители, которые применяются в фармацевтическом производстве, могут быть поделены на следующие группы:
изрезывающего и распиливающего действия (траворезкисоломорезка, корнерезка, машины с дисковыми пилами);
раскалывающего и разламывающего действия (щековые дробилки);
раздавливающего действия (гладковалковые дробилки – вальцовые мельницы, валковые дробилки с нарезной рифленой поверхностью);
истирающе – раздавливающего действия (дисковые мельницы –дезинтегратор);
ударного действия (дисмембраторы, струйные мельницы);
ударно–истирающего действия (шаровые мельницы, вибромельницы);
коллоидные измельчители (струйные, вибрационные)
1.6. Измельчение материалов с клеточной структурой
Измельчение материалов с клеточной структурой
лекарственного растительного сырья имеет свои особенности. Прочность высушенного растительного материала определяется гистологической структурой (корень, кора, стебель, пластинка листа и т. д.) и влажности.
Влажный материал подвергается измельчению плохо, так как обладает свойствами упругости, мнется. Если измельчаемый материал пересушен, он становится хрупким, образует много пыли.
Поэтому измельчаемый материал должен иметь оптимальную влажность, составляющую 5—6 %.
Если измельчаемый материал пересушен, то его увлажняют водой, тщательно перемешивают, измельчают и затем немедленно высушивают.
Важное правило при измельчении лекарственного растительного сырья – это полное измельчение определенной навески. Это требование можно объяснить тем, что даже у одного и того же органа растения механическая прочность тканей различна, также различается содержание биологически активных веществ в них. Например, ткани пластинки листа красавки содержат алкалоидов меньше, чем жилка, вследствие чего в случае неправильного измельчения может быть получен порошок с заниженным содержанием алкалоидов.
1.7. Факторы, определяющие выбор измельчающих машин
От грамотного выбора измельчающей машины во многом зависит конечный результат измельчения. При крупном дроблении применяются щековые и конусные дробилки, в которых происходит измельчение материала с размером кусков не более 1500 мм под действием на него в основном раздавливающих и раскалывающих усилий до кусков размером около трехсот ста мм.
После крупного дробления материал подвергается, если это необходимо, измельчению в дробилке среднего и мелкого дроблений. В таких машинах происходит измельчение материала приблизительно от 100 мм (размер наиболее крупных кусков исходного материала) до 10 12 мм.
При среднем и мелком дроблении используются валковые и ударно центробежные мельницы.
В случае необходимости тонкого измельчения кусков с размером 10 12 мм до частиц размером 2 0,0075 мм используются барабанные и кольцевые мельницы. В них происходит измельчение материала при одновременном действии раздавливающих, ударных и истирающих усилий.
Для сверхтонкого измельчения применяются вибрационные, струйные и коллоидные мельницы, в которых происходит измельчение частиц материала от 10 1 мм до 75*105  1*104 мм.
При выборе дробилок и мельниц учитывают вид измельчения, а также физикомеханические свойства измельчаемого материала (твердость, хрупкость, абразивность и др.).
1.8. Классификация измельченного материала
В зависимости от размеров кусков исходного измельчаемого материала и конечного продукта различают следующие типы измельчения:
1) дробление
2) размол (порошкование).
Приблизительная характеристика классов дробления и размола:
Классы измельчения
D,мм
d,мм
Крупное (дробление)
Среднее (дробление)
Мелкое (дробление)
Тонкое (размол)
Коллоидное (размол)
1000ч200
250ч50
50ч25
25ч3
0,2ч0,1
250ч40
40ч10
10ч1
1ч0,4
до 0,001
1.9. Сита и ситовые механизмы
В химикофармацевтической промышленности чаще всего используется ситовое разделение. Для этого применяются механизированные сита, которые представляют собой сочетание сеток и специальных механизмов, обеспечивающих их движение. В зависимости от характера клетки различают сита плетеные, штампованные и колосниковые 
Плетеные сита получают при переплетении тонких нитей или проволок. В производстве используется натуральный шелк, синтетические материалы (капрон), специальные сорта нержавеющей стали, латунь, фосфористая бронза. Плетеные сита отличаются низкой прочностью. Их сетки легко вытягиваются, нити сдвигаются, происходит нарушение первоначальной правильности размеров отверстий. В некоторых случаях тонкую проволоку и шелковые нити подкрепляют более прочной, с более крупными отверстиями металлической сеткой.
К штампованным ситам относят сита, представляющие собой металлические листы толщиной 2—12 мм, с проштампованными (пробивными) отверстиями круглой, овальной или квадратной, формы. Их отличают прочность и широкое применение в промышленности, к недостаткам можно отнести довольно крупные отверстия — не менее 0,3 мм.
Колосниковые сита применяют достаточно редко, в основном устанавливают в мельницах, которые работают по принципу удара. Они представляют собой сочетание металлических (чугунных, стальных) пластин.
Характерная особенность таких сит их исключительная прочность.
В химикофармацевтической промышленности используются механизированные сита. В зависимости от конструкции механизмов, которые приводят в движение рабочую поверхность сита и просеиваемый материал, выделяют сита качающиеся и вибрационные.
Качающиеся сита (трясунки). Эти механизмы совершают принудительное качание сита, обеспечиваемое жесткой связью коленчатого вала, шатуннокривошипного или эксцентрикового механизмов с корпусом сита. Сито устанавливают в горизонтальном или наклонном положении (7—14) на роликах, которые двигаются по направляющим, в ряде случаев их крепят на шарнирных или кривошипных опорах или же их подвешивают на шарнирных подвесах. Число качаний в минуту составляет от 50 до 400, а амплитуда колебаний от 5 до 200 мм.
Качающееся сито работает следующим образом: материал, который подлежит просеиванию, насыпается на рабочую поверхность через воронку.
Просеянный порошок ссыпается в воронку, а оттуда в тару. С целью избежания распыления материала во время работы тару устанавливают в специальный кожух, который крепится к корпусу и закрывается дверцами.
Короб сита установлен на четырех роликах, которые двигаются по направляющим. Сито приводится в движение электродвигателем посредством шкива и коленчатого вала.
Многоярусные качающиеся сита. Многоярусные сита имеют несколько сеток, которые расположены одна над другой, причем верхняя имеет наибольшие отверстия, а нижняя — наименьшие. С помощью таких сит можно разделять просеиваемый материал по крупности частиц на отдельные фракции.
Вибрационные сита. С помощью специального механизма (вибратора) вибрационное сито совершает частые колебания с небольшой амплитудой.
Число вибраций сита составляет 900—1500 в минуту (иногда до 3600) при амплитуде колебаний от 0,5 до 12 мм. При высокой частоте колебаний сита его отверстия почти не забиваются, так как сортируемый материал непрерывно подбрасывается на сетке. Это позволяет использовать такие сита в просеивании разнообразных материалов (в том числе влажных), обеспечивает высокую производительность и точность просеивания.
Вращательновибрационное сито. Просеиваемый материал засыпается в бункер, откуда он поступает на сито, где за счет работы двух грузов вибратора создается колебание, приводящее всю массу порошка во вращательное движение по ситу и конусу приемника. Благодаря наличию двух дебалансов на разных уровнях вала сообщается всем точкам сетки круговые колебательные движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Частота колебаний регулируется ременной передачей привода, а их амплитуда — углом раствора грузов вибратора. Сито в процессе работы герметизируется крышкой.
Вибрационное сито. В корпусе размещается сито, которое имеет 3 сетки, расположенные одна над другой, причем верхняя имеет наибольшие отверстия, а нижняя наименьшие. Просеиваемый материал из бункера непрерывно подается на рабочую поверхность сита, установленную с наклоном, который регулируется в пределах 20—40. Привод сита в движение осуществляется через электромагнитный генератор колебаний, который расположен под его рабочей поверхностью. Ситовая ткань и генератор колебаний соединены между собой по форме замыкания через толкатель, чем обеспечивается возбуждение отдельных точек ткани сита.
Каждая просеивающая поверхность имеет несколько точек возбуждения. Сито разделяет просеиваемый материал по крупности частиц на три фракции. Электромагнитное сито в результате быстрого ускорения ткани обеспечивает высокую производительность и повышенную точность разделения.
1.10. Устройство и принцип работы грохотов
Грохоты всех типов оборудованы просеивающими рабочими поверхностями. Они представляют собой проволочные сетки, листовые штампованные сита (перфорированные стальные листы), колосниковые решетки. В последние годы широкое применение в производстве находят рабочие поверхности, которые изготавливают из резины, полиуретана и др.
Форма отверстий просеивающих поверхностей может быть круглой, квадратной, овальной, прямоугольной.
Неподвижные колосниковые грохоты представлены неподвижными решетками с щелевидными отверстиями, которые собраны из отдельных колосников. Благодаря определенному углу наклона грохота, материал, который загружается на верхний конец решетки, движется по ней под действием силы тяжести. В процессе движения часть материала проваливается через щели решетки и уходит в подрешеточный продукт, а оставшаяся часть (в основном крупный класс) сходит в нижнем конце решетки (надрешеточный продукт).
Для этих грохотов характерна низкая производительность, особенно в случае измельчения влажного материала, поэтому они используются редко.
Барабанные грохоты имеют вращающуюся просеивающую поверхность цилиндрической или конической формы.
1.11. Перспективные способы измельчения