ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ РАСТВОРЫ. КАПЛИ. СИРОПЫ
Отличительной особенностью фильтров непрерывного действия (барабанный ячейковый вакуум-фильтр, карусельный и ленточный фильтры и др.) является автоматическое чередование операций фильтрования, промывки осадка, разгрузки, а также регенерации фильтровальной перегородки. Так как эти операции осуществляются непрерывно в каждой зоне фильтра и независимо друг от друга, то и весь рабочий процесс протекает непрерывно.
Впоследние годы с развитием мембранной технологии для фильтрации невязких растворов все чаще применяются мембранные фильтры. Они различаются по материалу, способу получения пористой перегородки и ее геометрической форме, структурным особенностям пористого мембранного слоя и т.д. Мембранные фильтры используют для очистки растворов, содержащих не более 0,1% твердых частиц. Особенно они незаменимы при получении стерильных растворов термолабильных веществ, поскольку способны задерживать микроорганизмы. Более подробно о мембранном фильтровании изложено в главе 20.
7.3.4.Центрифугирование
Вотличие от фильтрации, когда частицы жидкости движутся под давлением смежных частиц, при центрифугировании – движение каждой частицы независимо и находится под влиянием центробежной силы.
Центрифугирование по существу представляет собой процесс отстаивания или фильтрации в поле центробежных сил. Развиваемые при центрифугировании центробежные силы оказывают на разделяемую систему гораздо большее воздействие, чем силы тяжести и давления. Поэтому центрифугирование является более эффективным процессом.
Центробежная сила прямо пропорциональна как диаметру, так и числу оборотов барабана, но ее увеличение легче достигается повышением числа оборотов, чем увеличением диаметра барабана. Число оборотов центрифуги имеет огромное значение. При малой скорости вращения будет недостаточная центробежная сила, и центрифуга не выполнит своего назначения. При слишком большой скорости вращения стенки барабана могут не выдержать разрывающих усилий и произойдет авария.
Аппараты для фильтрования, где перепад давлений создается действием центробежной силы, называются фильтрующими центрифугами. Их целес о-
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ РАСТВОРЫ. КАПЛИ. СИРОПЫ
образно применять в тех случаях, когда разделение суспензий в гравитационном поле практически невозможно. Для разделения таких суспензий в случае малой сжимаемости осадков предпочтительны фильтрующие центрифуги.
Основным рабочим органом таких аппаратов является вращающийся перфорированный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта фильтрующей перегородкой. Под действием центробежной силы жидкая фаза суспензии проходит фильтровальную перегородку, оставляя на ее поверхности слой осадка. Так как разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки значительно выше, чем в фильтрах, то центрифуги используют для разделения суспензий, содержащих недеформируемые твердые частицы и дающие не сильно сжимаемые осадки.
Отстойное центрифугирование. Подобно отстаиванию, разделение фаз производится при отстойном центрифугировании без фильтрующих материалов. Благодаря большой центробежной силе твердые частицы отбрасываются к стенке, а жидкость ближе к центру становится прозрачной и выводится из барабана. Отстойные центрифуги применяют в тех случаях, когда взвешенные частицы плохо фильтруются или же насколько малы, что не удерживаются фильтрующей тканью.
К отстойным относятся также суперцентрифуги, вращающиеся со скоростью свыше 5000 об/мин. Среди них различают жидкостные сепараторы, работающие при числе оборотов до 10 тыс. в мин., и трубчатые суперцентрифуги с трубчатым барабаном, работающие при 15-25 тыс. об/мин.
Рис. 7.12. Схема работы отстойной (а) и фильтрующей (б) центрифуг