УДК 66-2

Р.А. Іванова, О.А. Асафтей

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Основні способи забезпечення герметичності в сушарках сублімаційних

Відомо, що технологія виробництва багатьох лікарських препаратів не може бути проведена без сублімаційного сушіння. Це пов’язано з тим, що до складу багатьох лікарських засобів входять термолабільні мікроорганізми та речовини, які чутливі до нагрівання і мають здатність втрачати свої якості при тепловому сушінні. До таких препаратів відносяться: пробіотики, антибіотики, вакцини, гормони, вітаміни, сироватки, препарати крові, а також всі препарати, до складу яких входять біологічно активні речовини. Сублімаційне сушіння дозволяє видалити вологу з продукту і зберегти всі термолабільні речовини.

Сушіння продукту в замороженому стані, при якому волога у вигляді льоду переходить в пару, минаючи рідкий стан, називається сублімаційним. Сушіння проводиться при вакуумі чи тиску, який нижче за атмосферний і відповідно при низьких температурах. В сушильній камері (субліматорі) знаходяться порожнисті плити, всередині яких циркулює гарячий теплоносій. На плитах встановлюють піддони з продуктом, який потрібно висушити. Тепло від плит передається винятково радіацією. Паро-газова суміш із субліматора надходить в труби десубліматора, в міжтрубному просторі якого циркулює холодоносій, наприклад фреон-22. Десубліматор під’єднаний в циркуляційний контур з вакуум-насосом, який призначений для видалення газів і повітря, які не конденсувалися. В трубах десубліматора відбувається конденсація і заморожування водяної пари. Процес видалення вологи з продукту відбувається в 3 стадії:

- при зниженні тиску в субліматорі відбувається швидке заморожування вологи і сублімація льоду за рахунок тепла плит(видаляється 15% усієї вологи);

- видалення основної частини вологи сублімацією;

- видалення залишкової вологи тепловим сушінням.

Це досягається шляхом видалення вологи із замороженого продукту, оминаючи його відтавання. При сублімаційному сушінні перехід здійснюється з твердої фази безпосередньо в газоподібну, минаючі рідку. Низька температура при сушінні не сприяє денатурації білків, тому їх розчини висихають до легкої пористої маси і легко перетворюються в швидкорозчинний порошок. При цьому всі початкові властивості продукту повністю зберігаються[1].

Рис.1. Шарнірне з’єднання:

1 – корпус обладнання,

2 – шарнірний пристрій

Для механізації і прискорення завантаження і вивантаження застосовуються різні види з’єднань кришки субліматора до його корпусу. Найбільш поширеними в хімічних апаратах є фланцеві кришки. Вони приєднуються до корпусу апарата за допомогою болтів. По конструкції кришки поділяються на плоскі, сферичні, еліптичні. Проте для апаратів, в яких відкриття кришок здійснюється досить часто чи швидко, приєднання за допомогою болтів є нераціональним.

В сушарках сублімаційних відкриття і закриття кришки апарату повинне бути досить швидким, оскільки це впливає на якість і вологість отриманого продукту.

Кришки масою понад 20кг повинні бути забезпечені шарнірними пристроями, а масою понад 40 кг – підйомно-поворотними пристроями для їх відкриття та закриття.

Рис. 2. Підйомно-поворотне з’єднання:

1 – корпус обладнання, 2 – підйомно-поворотний пристрій

Конструкція шарнірного з’єднання наведена на рис. 1. Пристрій складається із серг, скоб, упор, вісі, шайб та шплінтів.

Конструкція підйомно-поворотного з’єднання наведена на рис. 2. Пристрій складається із кронштейна, втулки, рукоятки, болта, ребра, серг, шайб, шплінтів[2].

В хімічній технології існують й інші види кріплення кришки до корпусу апарата: байонетне, бігельне кріплення, а також кріплення за допомогою завіс і використання магнітних ущільнювачів.

Рис. 3 Профільний переріз магнітного ущільнювача: 1 – балон 1; 2 – балон 2; 3 – магнітна стрічка

Проте головна функція кришки – це забезпечити достатню герметичність. Тому, можна запропонувати додатково встановити ущільнювач, який кріпиться на кришку. Досить поширеними в наш час є магнітні ущільнювачі. Магнітний ущільнювач, виготовлений з силікону, кріпиться до кришки апарата завдяки спеціальній піні. Ущільнювач має два балони (рис.3). Балон прямокутного перерізу, в якому знаходиться магнітна стрічка, притискається передньою площиною до сталевого корпусу апарата. Товщина стінки балона суттєво впливає на магнітну силу ущільнювача і не перевищує 0,45 мм. Інший балон служить для компенсації невеликого вільного ходу кришки апарата. У вільному стані цей балон стиснутий, а при відкриванні кришки розтягується, перешкоджаючи відриву ущільнювача від корпуса апарата. Для ефективної роботи профіль балона має невеликий опір розтягування, що забезпечується тонкими стінками балона. Під час експлуатації матеріал ущільнювача не тріскається і не твердне. Також цей матеріал стійкий до різких температурних коливань. Використання такого ущільнення дає можливість забезпечити належну стерильність процесу сушіння, високу герметичність, що в свою чергу впливає на якість кінцевого продукту.

Перелік посилань:

1. А.Г. Касаткин / Основные процессы и аппараты химической технологии/ Касаткин А.Г. - М.:2004 - с.630.

2. І. М. Гєнкіна / Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин і апаратів. Сорочки, люки. Розрахунки на міцність елементів обладнання/ Гєнкіна І.М., Іванченко В.В., Тараненко Г.В., Штонда Ю.М. - С.: 2009 - с.180.