Контрольная работа №3 (11)
Российский университет дружбы народов
Медицинский факультет
Кафедра общей фармацевтической и биомедицинской технологии
Контрольная работа №3 (11)
Тепловые процессы и аппараты. Экстракты.
Срок сдачи на проверку до 01.12
Срок рецензирования до 15.12
А) ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ
1. Общая характеристика тепловых процессов (нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание). Значение процессов теплообмена в фармацевтической технологии.
2. Основные понятия и определения: температурное поле, градиент температуры, тепловой поток, теплоносители, теплообменники. Уравнение теплового баланса. Механизмы переноса тепла (теплопроводность, конвекция, лучеиспускание).
3. Теплопроводность. Теплопроводность и температуропроводность твердых материалов, жидкостей и газов.
4. Конвективный перенос тепла. Естественная и принудительная конвекция. Уравнение теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи и движущая сила процесса конвекции. Тепловой пограничный слой.
5. Теплоотдача при вынужденном (турбулентный и ламинарный режимы) и свободном движении теплоносителей.
a. Теплоотдача при пленочном течении теплоносителей. Теплоотдача при движении теплоносителей через зернистые слои.
b. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния теплоносителей: кипении жидкостей и конденсации пара.
6. Лучеиспускание. Физические основы процесса. Лучеиспускательная и поглощательная способность тел. Закон Кирхгофа. Совместный перенос тепла конвекцией и излучением.
7. Основы теплопередачи. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Связь между коэффициентом теплопередачи и коэффициентами теплоотдачи. Распределение температур вдоль поверхности теплопередачи. Движущая сила процесса (средняя разность температур теплоносителей).
8. Взаимное направление движения теплоносителей (прямоток, противоток, перекрестный ток, смешанный ток), его оптимальный выбор и влияние на среднюю разность температур. Влияние гидродинамической структуры потоков на среднюю движущую силу процесса теплопередачи.
9. Теплоотдача при непосредственном соприкосновении теплоносителей..
10. Подвод и отвод тепла. Классификация промышленных способов подвода и отвода тепла.
11. Нагревание.
12. Теплоносители. Требования, предъявляемые к ним, их сравнительные характеристики и области применения.
§ Использование водяного пара как теплоносителя. Преимущества водяного пара перед другими теплоносителями. Удельная теплоемкость пара. Скрытая теплота испарения и парообразования. Характеристика водяного пара: влажного, насыщенного, сухого насыщенного, перегретого. Нагревание водяным паром: "острым", "глухим". Жаротрубные и водотрубные котлы для наработки водяного пара.
§ Нагревание топочными газами. Использование технологических и отходящих газов в качестве теплоносителей.
§ Нагревание промежуточными теплоносителями: парами высокотемпературных органических теплоносителей (ВОТ), перегретой водой, минеральными маслами, расплавленными смесями солей. Способы нагревания электрическим током.
13. Теплообменные аппараты. Классификация. Поверхностные теплообменники (змеевиковые, кожухотрубные, с оребренными поверхностями, пластинчатые, спиральные и др.). Смесительные (контактные) теплообменники (конденсаторы смешения, аппараты с барботажем пара и газа, с погружными горелками и др.). Регенеративные теплообменники. Сравнительная характеристика, принципы выбора и области применения теплообменных аппаратов различных конструкций. Основные тенденции совершенствования конструкций теплообменных аппаратов.
14. Применение нагревания в фармацевтической технологии.
15. Охлаждение. Отвод тепла водой, воздухом и низкотемпературными жидкими хладагентами. Водооборотные циклы фармацевтических производств.
Применение охлаждения в фармацевтической технологии.
16. Выпаривание. Определение. Назначение и технические методы выпаривания. Преимущества выпаривания под вакуумом. Теплота самоиспарения. Общая и полезная разность температур.
17. Вакуум-выпарные аппараты, шаровые, трубчатые, со свободной циркуляцией, с естественной циркуляцией, с принудительной циркуляцией, пленочные, роторные. Однокорпусные и многокорпусные установки.
18. Побочные явления при выпаривании: образованиие инкрустаций, температурные потери, брызго- и пеноунос.
19. Методы повышения экономичности процесса выпаривания. Многокорпусное выпаривание. Выпаривание с термокомпрессией вторичного пара. Экстра-пар.
20. Применение выпаривания в фармацевтической технологии.
21. Конденсация. Определение. Механизмы конденсации', пленочная, капельная. Устройство конденсаторов: поверхностных и смешения (прямо- и противоточная).
22. Разделение газовых смесей и сжиженных газов методом глубокого охлаждения. Криогенные технологии.
Применение конденсации в фармацевтической технологии.
23. Сушка. Определение. Общая характеристика процесса. Свойства твердого тела - объекта сушки. Формы связи влаги с материалом:
механически связанная, физико-химически связанная, химически связанная. Основные физические свойства влажного газа: относительная и абсолютная влажность, теплосодержание, влагосодержание, удельная теплоемкость.
24. Статика сушки. Теоретическая и действительная сушка.
25. Кинетика сушки. Тепло- и массообмен между воздухом и материалом. Типовые кинетические кривые сушки. Периоды постоянной и падающей скоростей. Критическое влагосодержание. Факторы, влияющие на процесс сушки. Пути интенсификации и повышения экономичности процесса сушки. (Сушилки: конвективные (камерные, туннельные, барабанные, пневматические, 'распылительные, с псевдоожиженным слоем), контактные (вакуум-сушильные, барабанные непрямого действия, гребковые, вальцовые), комбинированные. Сравнение и выбор сушилок.
26. Специальные способы сушки: радиационная, токами высокой частоты. Лиофильная сушка: сублимационная, распылительная. Применение сушки в фармацевтической технологии.
Б) ЭКСТРАКТЫ
1. Экстракты. Определение. Характеристика. Классификация по влажности и природе экстрагента.
2. Экстракты жидкие. Номенклатура.
Технологическая схема получения жидких экстрактов. Способы получения (ускоренная дробная мацерация, перколяция, реперколяция с делением сырья на равные и на неравные части, с законченным и незаконченным циклом; противоточная экстракция). Очистка извлечений.
Стандартизация жидких экстрактов', определение концентрации этанола, содержаний действующих и экстрактивных веществ и др.
Хранение жидких экстрактов.
3. Экстракты густые и сухие. Номенклатура. Экстрагенты, используемые в технологии густых и сухих экстрактов.
Технологические схемы получения густых и сухих экстрактов. Методы получения водных извлечений (бисмацерация, перколяция для экстрактов, мацерация с циркуляцией), спиртовых извлечений (противоток, реперколяция), извлечений, полученных с использованием органических растворителей (циркуляционная экстракция). Очистка водных, спиртовых извлечений. Концентрированно и сушка извлечений. Использование тепловых процессов.
Стандартизация густых и сухих экстрактов.
Хранение густых и сухих экстрактов.
4. Экстракты масляные. Номенклатура.
Технологическая схема получения. Способы получения извлечений: настаивание маслом, экстрагирование органическим растворителем, сжиженными газами. Очистка извлечений.
Стандартизация масляных экстрактов. Хранение.
5. Эликсиры. Определение. Номенклатура. Особенности технологии.
6. Бальзамы. Определение. Номенклатура. Особенности технологии.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
1. Сырье крапивы используется для получения жидкого экстракта:
¾ приведите характеристику (состав, стабильность, эффективность применения) жидкого экстракта крапивы;
¾ перечислите растворители-экстрагенты, используемые для получения жидкого экстракта крапивы;
¾ охарактеризуйте возможные способы приготовления экстрагентов в лаборатории и на производстве и укажите нормативную документацию, необходимую для проведения расчетов;
¾ сделайте соответствующие расчеты по приготовлению экстрагента для получения 100 кг жидкого экстракта крапивы.
2. В условиях промышленного производства из листьев сенны получают сухой экстракт:
¾ дайте определение сухим экстрактам;
¾ приведите сравнительную характеристику (состав, стабильность и др.) сухого экстракта в ряду экстракционных фитопрепартов;
¾ приведите типовую технологическую схему получения сухого экстракта из листьев сенны;
¾ назовите растворители-экстрагенты, используемые для получения сухих экстрактов;
¾ укажите показатели качества сухих экстрактов и методики их анализа.
