Оѕтїстік ќазаќстан мемлекеттік фармацевтика академиясы



жүктеу 1.09 Mb.
бет1/10
Дата07.11.2018
өлшемі1.09 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10



ҚРДСМ «Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік фармацевтика академиясы» ШЖҚ РМК

Дәрілер технологиясы кафедрасы



044 -43/18( ) 2013-14
84 беттің -беті




«Химия-фармацевтік өндірістің процестері мен аппараттары»

пәні бойынша дәріс кешені.












Оңтүстік қазақстан мемлекеттік фармацевтика академиясы


Дәрілер технологиясы кафедрасы

Дәріс кешені

Пән: Химия-фармацевтік өндірістің процестері мен

аппараттары


Пән коды: 2221 HFOPA
Мамандық: 5В074800 – Фармацевтикалық өндіріс технологиясы
Оқу сағаттарының көлемі: 180 (4 кредит)

Курсы және оқу семестрі: 2 курс, 4 семестр
Дәріс көлемі: 15 сағат






Бекітілген

_____________ Сағындықова Б.А.

кафедра меңг., фарм.ғ.д., профессор ___ _____ 2013 ж. хаттама № ___

2013 ж.
1 - ТақырыП: Химия-фармацевтік өндірістің негізгі процестерінің жіктелуі. Негізгі процестердің кинетикалық заңдылықтары. Аппараттар мен машиналарды есептеудің жалпы принциптері

2. Мақсаты: Химия-фармацевтік өндірістің негізгі процестерінің жіктелуімен, негізгі процестердің кинетикалық заңдылықтарымен, аппараттар мен машиналарды есептеудің жалпы принциптерімен, процестердің негізгі теңдеуімен танысу.

3. ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ:

  1. Фармацевтика өндірісінің негізгі процестерінің жіктелуі.

  2. Аппараттар мен машиналарды есептеудің жалпы принциптері.

  3. Процестердің негізгі теңдеуі.

Фармацевтикалық өнімдерді өндіру үшін көптеген тізбектелген біртипті процестер қолданылады. Мысалы: ысыту, майдалау, кептіру және т.б. Олардың әрқайсысында зат физикалық немесе химиялық өзгерістерге түседі. Бұл процестер әртүрлі өндірістерде әрекеттері ұқсас аппараттарда өткізіледі.

Фармацевтика технологиясында процестердің өту жылдамдығын анықтайтын негізгі заңдарға байланысты былай бөлінеді:

1) Гидродинамикалық процестер - өту жылдамдығы гидродинамиканың заңдарымен анықталады. Бұларға төмендегі процестер жатады: сұйықтарды тасымалдау, газдарды тасымалдау және сығу, сұйықты және газды әртекті жүйелерді ауырлық күштің (тұндыру), ортадан тепкіш күштің (центрафугалау) және қысым күшінің (сүзу) әсерлерімен ажырату, сұйық ортаны араластыру. Процестің қозғаушы күші қысымдар айырмасы немесе ортадан тепкіш күш болады.

2) Жылу процестері - өту жылдамдығы жылу тасымалдау заңдарымен анықталады. Бұларға: жылыту, суыту, конденсациялау, қату, балқу, булану және буландыру процестері кіреді. Процестердің қозғаушы күші – температуралар айырмасы.

3) Масса алмасу (диффузиялық) процестері. Мұндай процестер қоспаның бір немесе бірнеше құрамдастарының бір фазадан екінші фазаға өтуімен сипатталады. Бұларға: абсорбция, ректификация, айдау, экстракция, адсорбция, кристаллизация, кептіру процестері кіреді. Процестің қозғаушы күші концентрациялар айырмасы.

4) Химиялық процестер - өту жылдамдығы химиялық кинетиканың заңдарымен анықталады. Бұл процестерге каталитикалық, крекинг, пиролиз, гидротазалау және т.б. кіреді. Процестің қозғаушы күші әрекеттесетін заттардың концентрациялары болады.

5) Механикалық процестердің өту жылдамдығы қатты заттар механикасының заңдарымен анықталады. Бұларға: қатты денелерді ұсақтау, іріктеу, араластыру және тасымалдау процестері кіреді.

6) Микробиологиялық процестер – микроорганизмдердің өмір сүруінің биологиялық заңдарымен анықталады. Мысалы: ашытқы жасау, сүтті ашыту және т.б.

7) Электрофизикалық процестер әлектр тогының әсерімен өтеді. Қозғаушы күші потенциалдар айырмасы - ∆U.

Ұйымдастыру тәсілдері бойынша былай жіктеледі:

1)Мерзімді әрекетті процестер. Белгілі уақыт ішінде аппаратқа шикізат материалы жүктеліп, ол өңделіп болған соң, дайын өнім алынады да, аппаратқа жаңадан шикізат жүктеледі. Процестің барлық сатысы бір жерде (яғни бір аппаратта), бірақ әртүрлі кезеңде өтеді.

2)Үздіксіз әрекетті прцестер. Апппаратқа шикізатты жүктеу және одан дайын өнім алу үздіксіз болады. Мұнда процестің барлық сатысы (стадиясы) бір уақытта, бірақ аппараттың әртүрлі нүктелерінде өткізіледі. Сонымен бірге аппарат көлемінің әр нүктесіндегі температураның, қысымның, концентрацияның және т.б. параметрлердің мәні уақыт бойынша өзгермейді.

3)Құрастырылған әрекеттегі процестер. Мұнда үздіксіз әрекеттегі процестің кейбір сатысы мерзімді әрекетте өтеді немесе керісінше.

Үздіксіз әрекеттегі процестердің мерзімді әрекеттегі процестерге қарағанда мынадай артықшылықтары бар:

А) Дайын өнім үздіксіз алынады.

В) Процесті механикаландыру және автоматтандыру оңай.

С) Алынатын өнімнің сапасы біркелкі болады, себебі, процестің өту режимі тұрақты.

Д) Жабдықтың ықшамдылығы, яғни материалдық және эксплуатациялық шығындары аз.

Г) Аппараттың жұмысында тыныс болмағандықтан, берілетін (немесе алынатын) жылу толығымен пайдаланылады және шыққан жылуды пайдалану мүмкіндігі бар.

Бөлшектердің аппаратта болу уақытының таралуы және соған байланысты процеске әсері бар басқа факторлардың температура, концентрация және т.б. уақыт бойынша өзгеруіне байланысты үздіксіз әрекетті аппараттың екі теориялық моделін қарастырады:

А) Идеалды ығыстырғыш, мұнда барлық бөлшек белгілі бағытта, ешқандай араласпастан,алдыңғы бөлшектерді толық ығыстырады, яғни қатты поршень тәрізді жылжиды. Мұндай аппараттарда юарлық бөлшектердің аппаратта болу уақыты бірдей болады.

Б) Идеалды араластырғыш, мұнда аппаратқа кірген бөлшектер, ондағы бөлшектермен лезде және толық араласып кетеді. Бөлшектер, аппараттар көлемінде біркелкі болып таралып, процесті сипаттайтын параметрлердің мәні лезде бірдей болады.

Бөлшектердің аппаратта болу уақыты бірдей емес. Нақтылы үздіксіз әрекеттегі аппараттаросы екі модельдің аралығында болады, яғни бөлшектердің болу уақыты, идеалды араластырғыш аппаратындағыдай ешқашан өзара тең болмайды.

Материалдық баланс. Массаның сақталу заңы негізінде материалдық баланс құрылады:

∑ Gб = ∑ Gc + Gш (1.1)

Мұнда ∑ Gб процесте қатынасатын бастапқы заттардың жалпы массасы; ∑ Gc- процестің нәтижесінде алынған өнімдердің массасы; Gш – шығын болған заттардың массасы (буға айналу, саңлаулардан аңып кету және т.б.) материалдық балансты поцеске қатысатын барлық материалдар үшін немесе сол материалдық баланс бір операцияға, ал үздіксіз әрекетті процестерде уақыт бірлігінде жазылады. Бұл баланстан қажет болған шикізат шығыны немесе алынатын өнімнің мөлшері есептеліп анықьалады.

Әнергетикалық баланс. Энергияның сақталу заңының негізінде Энергетикалық (жылулық) баланс құрылады:

∑Qb = ∑Qc + Qш (1.2)

Мұнда ∑Qb - аппаратқа бастапқы материалдармен енгізілетін жылуы; ∑Qc – аппараттан алынған өнімдермен шығатын жылу; Qш - қоршаған ортаға таралған жылу шығыны.

∑Qb = Q1 + Q2 + Q3 (1.3)

Мұнда Q1 – шикізатпен енгізілген жылу. Q2 – процестің жылу эффектісі (егер процес нәтижесінде жылу сіңірілсе, онда теріс таңбалы болады). Q3 – сыртттан енгізілетін жылу.

∑Qc = Q4 + Q5 (1.5)

Q4 - алынған өнімдермен кететін жылу. Q5 – жылутасымалдағышпен кететін жылу.

Процестер және аппараттарды есептеу төмендегі негізгі мақсаттарды көздейді:


  1. Жүйенің тепе – теңдік күйін есептеу.

  2. Шикізат материалының шығынын және алынған өнімнің мөлшерін, сонымен бірге жұмсалатын әнергия (жылу) және жылутасымалдағыштың мөлшерін есептеу.

  3. Аппараттың қолайлы режимін, жұмыс бетін немесе жұмыс көлемін анықтау.

Аппараттың негізгі өлшемдерін есептеу.

Жоғарыда айтылған процестердің барлығы қозғаушы күштің әсерінен ғана өтуі мүмкін. Қозғаушы күш жүйенің тепе – теңдік күйінен ауытқу дәрежесінсипаттайды. Мысалы, ол гидромеханикалық процестер үшін – қысымдар айырмасы, жылу процестер үшін – температуралар айырмасы, масса алмасу процестері үшін – концнетрациялар айырмасы болып табылады. Процестердің негізгі теңдеулерін төмендегінше жазуға болады:

M=KfF∆τ , M=KvV∆τ

Мұнда М – процесс нәтижесі; мысалы өткен жылу немесе зат мөлшері. Kf Kv – процесс жылдамдығының беттік немесе көлемдік коәффициенттері. ∆ - қозғаушы күш. τ – уақыт. F V –аппараттың жұмыс беті немесе көлемі.




4. Иллюстрациялық материалдар: Негізгі аппараттар бейнеленген плакаттар.

5. Әдебиет:

Негізгі:

  1. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.

  2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973

  3. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.

  4. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.

  5. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.

Қосымша:

  1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.

  2. Жужиков В.А. Фильтрование. 4-е изд. М.: Химия, 1986

  3. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.

  4. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,

  5. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979

  6. Рамм В.М. Абсорбция газов.- М.: Химия, 1966.-768 с


6. Бақылау сұрақтар (кері байланыс):

  1. «Аппарат» - ұғымын түсіндіріңіз.

  2. Мезгілді және үздіксіз әрекетті процестер.

  3. Кинетикалық заңдылықтарына байланысты процестердің жіктелуі.

  4. Прцестердің материалдық және энергетикалық баланстары.

  5. Аппараттарды есептеу мақсаттары.

  6. Жылуалмасудың негізгі теңдеуі.

1. Тақырыбы 2: Гидростатика және гидродинамика негіздері.
2. Мақсаты: Гидростатиканың және гидродинамиканың негізгі теңдеулерін қолдану әдістерін, сонымен қатар сұйықтардың әртүрлі пішінді арналарда ламинарлы және турбулентті ағуларынң заңдылықтарын оқу.
3. ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ:

  1. Нақты сұйықтардың негізгі мінездеме параметрлері.

  2. Гидростатиканың негізгі теңдеуі.

  3. Бернулли теңдеуі. Құбырлардың гидравликалық кедергілері.

  4. Денелердің сұйықта қозғалуы.

Гидравлика сүйықтардын тепе-теңдігі мен қозғалыс заңдарын және іс жүзінде осы заңдарды инженерлік мәселелерді шешуде қолдану тәсілдерін қарастыратын ғылым. Гидравликада сүйықтар үздіксіз материалдың орта ретінде қарастырылады. Гидравликаның негізгі заңдылықтарын қарастыруды оңайлату үшін идеал сұйық деген үғым енгізіледі.

Идеал сұйық қысым әсерінен сығылмайды, температура мен қысым өзгергенде тығыздығы өзгермейді және оның ішкі үйкелісі (тұтқырлығы) жоқ деп есептеледі.

Гидравлика, гидростатика және гидродинамика деген екі бөлімнен қүралады.

Гидростатикада сүйықтардың тепе-теңдік заңдары, ал гидродинамикада олардан қозғалыс заңдары қарастырылады.

Тығыздық және меншікті салмақ. Сұйықтың көлем бірлігінің массасын тығыздық деп атайды және әрпімен белгіленеді.

Сұйықтың көлем бірлігінің салмағын меншікті салмақ деп атайды және әрпімен белгіленеді.

Қысым. Аудан бірлігіне нормаль бағытында әсер ететін күштің мөлшерін абсолюттік қысым деп атайды. Қысымның негізгі өлшем бірлігі ретінде паскаль [Па] пайдаланылады.

Қысым мен сұйық бағанасының арасындағы байланыс:



(1.7)

Абсолют қысым :



(1.8)

(1.9)
Тұтқырлық. Ағатын денелердің (сұйықтар мен газдар) олардың бір бөлігінің екінші бөлігімен салыстырғанда қозғалуына кедергі туындату қасиеті. Нәтижесінде қозғалуға шығындалған жұмыс жылу түрінде шашылады.

Сұйықтар мен газдардағы ішкі үйкеліс сұйықтың қозғалу бағытына перпендикуляр бағытта импульстің тасымалдануы нәтижесінде туындайды.Ішкі үйкелістің жалпы заңы – Ньютон заңы:



Мұнда - тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті. Инженерлік есептеулерде тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті жиі қолданылады



Мұнда  — тығыздық;  — тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті, Па∙с.



Гидростатика. Теңдіктің дифференциалды Эйлер теңдеуі

Тыныштық күйдегі сұйық көлемінде көлемі және қабырғалары параллелепипед қарастырылады.

Қарапайым параллелепипедтің теңдік шарты мына теңдеулер жүйесімен сипатталады:

(1.13)

(1.13) теңдеуі теңдіктің дифференциалды Эйлер теңдеуі болады.



Гидростатиканың негізгі теңдеуі. (1.13) теңдеуі бойынша тыныштық күйдегі сұйықтың қысымы биіктік бойынша ғана өзгереді. Частная производная жекеше туынды -қа алмастырылуы мүмкін. Олай болса

Бұдан (1.14)

Оң және сол жақтарын бөліп, және таңбаларын ауыстырсақ

Сығылмайтын сұйық үшін тығыздық тұрақты, сондықтан



немесе

Бұл өрнекті интегралдасақ

(1.16)

(1.16) теңдеуін гидростатиканың негізгі теңдеуі деп аталады.

Мұнда – нүктелердің нивелирн биіктіктері

нүктелердегі гидростатикалық қысым.



2.2 сурет. Гидростатиканың негізгі теңдеуіне
Сұйықтың екі нүктелерін қарастырамыз. 1 нүктенің биіктігі жазықтығынан, ал нүктенің биіктігі . Осы нүктелердегі қысымдар және (2.2 сурет).

(1.16) теңдеуі бойынша



(1.17)

немесе (1.18)


шамасын статикалық немесе пьезометрлік тегеурін деп аталады.

Сұйық қозғалуының негізгі мінездемелері Ағынның көлденең қимасы арқылы уақыт бірлігінде өтетін сұйық мөлшерін сұйық шығыны деп атайды. Сұйықтың көлемдік (м3/сек) және массалық (кг/сек) шығындарын ажыратады.

Ағынның көлденең қимасының әртүрлі нүктелерінде жылдамдық бірдей емес және жылдамдықтың таралуы белгісіз, сондықтан есептеулерде нақты жылдамдық орнына орташа жылдамдық қолданылады. Орташа жылдамдық көлемдік шығынды () көлденең қима ауданына () бөлгенге тең.



(м/сек) (2.24)

Бұдан көлемдік шығын



(2.25)

Массалық шығын



(2.25, а)


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет