c) f = m/kydycp

РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.1из 48
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКАРСТВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ
ЗАНЯТИЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Процессы и аппараты химико-фармацевтического
производства
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 5В074800 – Технология фармацевтического
производства
Объем учебных часов: 180
Курс и семестр изучения: 2 курс 4 семестр
Лабораторные занятия 30 часов
2013 г.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
Методические рекомендации обсуждены на заседании кафедры.
Зав.кафедрой, д.фарм.н. ________________ Б.А. Сагиндыкова
протокол №__________ от «_______» __________ 2013 г.
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.2из 48
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.3из 48
Тема 1: Измерение давления.
Цель:
 Измерить с помощью барометра атмосферное давление.
 Измерить с помощью пружинного манометра избыточное давление или давление
разрежение в сосуде.
 Определить абсолютное давление в сосуде.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 принцип работы манометров;
 разновидности манометров.
Студент должен уметь:
 определять избыточное давление рабочей жидкости;
 определять давление разрежение рабочей жидкости;
 определять абсолютное давление рабочей жидкости;
Основные вопросы темы:
1. Определение давления
2. Размерность давления.
3. Давление газов.
4. Избыточное давление.
5. Давление разрежение.
6. Абсолютное давление.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в принципе работы и разновидностях приборов для
измерения давления. Измерить избыточное давление в сосуде. Определить расчетным
путем абсолютное давление в сосуде.
Установка включает в себя: герметичный сосуд с манометром и вентилем; компрессор.
Теоретические сведения.
Давление газа (при его равновесном состоянии) численно равно силе, действующей на
единицу поверхности и направлено по нормали к стенкам оболочки, в которой заключен
газ. Для измерения давления применяются различные единицы: ньютон на квадратный
метр (Паскаль), техническая атмосфера, физическая атмосфера, миллиметры ртутного и
водяного столбов, бар и др. Числовые соотношения между различными единицами
измерения давления приводятся в табл. 1.1.
Для измерения давления применяются приборы - манометры, вакуумметры и
барометры. Барометры применяются для измерения атмосферного давления; манометры
для измерения избыточного, сверхатмосферного давления; вакуумметры - для измерения
давления меньше атмосферного.
Таблица 1.1
Единицы
измерения
Единицы измерения
Па
Бар
кгс/см мм сын.бағ.
мм.су бағ.
2
1 Па
1
1 бар
105
1 кгс/см2
9,8067104
1
мм 133,32
сын.бағ.
1 мм су бағ. 9,806
10-5
1
0,98067
1,3310-3
9,806710-5
1,0210-5
1,02
1
1,36103
10-4
7,502410-3
7,5024102
735
1
7,3510-2
0,102
1,02104
104
13,6
1
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.4из 48
С точки зрения молекулярно-кинетической теории газов давление является
средним результатом ударов молекул о стенки сосуда. Давление идеального газа согласно
этой теори определяется по следующей зависимостью
(1.2)
Где N – число молекул; m – масса одной молекулы; wор – среднеквадратичная скорость
молекул; V – объем: n – число молекул в единице объема.
Обозначим давление окружающей среды (барометрическое давление) через Рб,
давление по манометру Рм, давление по вакуумметру Рв. Тогда абсолютное давление, т.е.
давление, отсчитываемое от абсолютной пустоты, будет равно
Р = Рб + Р м
или
Р = Рб – Рв.
Баро́метр (др.-греч. βάρος — «тяжесть» и μετρέω — «измеряю») — прибор для
измерения атмосферного давления. Ртутный барометр был изобретён итальянским
учёным Эванджелиста Торричелли в 1644 году.
В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба жидкости (ртути) в
трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд с жидкостью
(атмосферное давление уравновешивается весом столба жидкости). Ртутные барометры —
наиболее точные, используются на метеостанциях.
В быту обычно используются механические барометры (Анероид). В анероиде
жидкости нет (греч. «анероид» — «безводный»). Он показывает атмосферное давление,
действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой
создано разрежение.
Манометр (греч. manos — редкий, неплотный, разрежённый) — прибор, измеряющий
давление жидкости или газа
Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления
силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной
двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу
связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение
упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.
В группу приборов измеряющих избыточное давление входят:
Манометры — приборы с измерением от 0,06 до 1000 МПа (Измеряют избыточное
давление — положительную разность между абсолютным и барометрическим давлением)
Вакуумметры — приборы измеряющие разряжения (давления ниже атмосферного) (до
минус 100 кПа).
Мановакуумметры — манометры измеряющие как избыточное (от 60 до 240000 кПа),
так и вакуумметрическое (до минус 100 кПа) давление.
Напоромеры -манометры малых избыточных давлений до 40 кПа
Тягомеры -вакуумметры с пределом до минус 40 кПа
Тягонапоромеры -мановакуумметры с крайними пределами не превышающими ±20
кПа
Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и
регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на
химических, фармацевтических, нефтехимических предприятиях.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.5из 48
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Баскаков. Теплотехника – М.: Высшая школа 1986
1.
2.
3.
4.
5.
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
Что такое давление?
Как определяется избыточное давление?
Как определяется абсолютное давление?
Как определяется давление разрежение?
Опишите принцип действия манометров.
Задание:
1. Опытные данные, по измерению давления в сосуде свести в таблицу и вычислить
абсолютное давление в сосуде.
№ Атмосферное давление Давление в сосуде по Абсолютное давление в
манометру
или сосуде
вакуумметру
2. Определите нижеперечисленные давления в Па.
15 мм рт.ст.
45 мм вод.ст.
1,2 бар
1,5 кгс/см2
Задания в тестовой форме
1.Единица измерения давления в системе СИ
A) Па.
B) мм. рт. ст.
C) бар.
D) мм. вод. ст.
E) атм
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.6из 48
2.Чему равно абсолютное давление, если ризб = 3 кгс/см2 ?
A) Рабс = 4
B) Рабс = 5
C) Рабс = 9
D) Рабс = 7
E) Рабс = 8
Тема 2: Измерения температуры.
Цель: Измерить с помощью термометра температуру воздуха.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 принцип работы термометров;
 разновидности термометров;
 размерность температуры.
Студент должен уметь:
 определять температуру рабочей жидкости;
 определять температуру в разных шкалах ее измерения
Основные вопросы темы:
1. Определение температуры
2. Размерность температуры.
3. Температура газов.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в принципах работы и разновидностях приборов для
измерения температуры. Измерить температуры воздуха.
Теоретические сведения.
Температура определяет степень нагретости тела и направление передачи теплоты.
С точки зрения молекулярно – кинетической теории температура есть мера интенсивности
теплового движения молекул, ее численная величина связана с величиной средней
кинетической энергии молекул вещества. Для идеального газа эта функциональная
зависимость определяется по следующей зависимостью
(*)
где k = 1,38066210-23 Дж/К – постоянная Больцмана, m – масса одной молекулы,
среднеквадратичная скорость молекулы. Температура определенная по уравнению (*)
называется абсолютной температурой.
Отсчет температуры производится по шкале температур. Наиболее
распространенными единицами измерения температуры являются: абсолютная
температура Т, измеряемая в Кельвинах (К), и практическая температура t, измеряемая в
градусах Цельсия (°С). Связь между этими температурами выражаются следующими
зависимостями
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.7из 48
Наряду с этими единицами измерения применяются температурные шкалы Фарангейта,
Реюмера.
Промышленных и лабораторных условиях температура измеряются жидкостными
термометрами, пирометрами, термопарами, термометрами сопротивления и т.п.
приборами.
Термометр (греч. θέρμη — тепло; μετρέω — измеряю) — прибор для измерения
температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров:
жидкостные, механические, электрические, оптические, газовые, инфракрасные.
Жидкостные термометры. Жидкостные термометры основаны на принципе изменения
объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при
изменении температуры окружающей среды.
Механические термометры. Термометры этого типа действуют по тому же принципу,
что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или
лента из биметалла.
Электрические термометры. Принцип работы электрических термометров основан на
изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.
Электрические термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт
между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность
потенциалов, зависящую от температуры).
Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на
основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику.
Оптические термометры. Оптические термометры позволяют регистрировать
температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров (см.
Волоконно-оптическое измерение температуры) при изменении температуры. Например,
инфракрасные измерители температуры тела.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
5. Баскаков. Теплотехника – М.: Высшая школа 1986
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Что такое температура?
2. Укажите опорные точки по шкале Цельсия.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.8из 48
3. Укажите опорные точки по шкале Фарангейта.
4. Укажите опорные точки по шкале Реюмера.
5. Опишите принцип действия жидкостных термометров.
Задание:
1. Опытные данные, по измерению температуры воздуха, свести в таблицу и
определить ее по шкале Кельвина.
№ Температура воздуха, Температура воздуха, Температура воздуха, ºF
ºС
К
2. Определите нижеперечисленные температуры в градусы Цельсия.
15 К, 45К, 260К, 273К, 373К.
45 ºF, 100 ºF, 150 ºF, 245 ºF
Тема 3: Измерения плотности жидкости.
Цель: Измерить с помощью ареометра плотность различных жидкостей.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 принцип работы ареометров;
 разновидности ареометров;
 размерность плотности.
Студент должен уметь:
 определять плотность рабочей жидкости;
Основные вопросы темы:
1. Определение плотности
2. Размерность плотности.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в принципах работы и разновидностях приборов для
измерения плотности. Измерить плотности воды, спирта, глицерина и сравнить их с
табличными значениями.
Теоретические сведения.
Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного)
находится по формуле:
[ кг/м3]
где m — масса тела, V — его объём; Заттың көлем бірлігінің массасын тығыздық деп
аталады
При уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества,
чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.9из 48
имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с
понижением температуры относительно этого числа.
При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно:
плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании
жидкости. Вода, кремний, германий и некоторые другие вещества являются
исключениями из данного правила, т.к. их плотность при переходе в твердую фазу
уменьшается.
Для измерения плотности используются:
 Пикнометр — прибор для измерения истинной плотности
 Ареометр (денсиметр, плотномер) — измеритель плотности жидкостей.
 Бурик Качинского и бур Зайдельмана — приборы для измерения плотности почвы.
 Вибрационный плотномер — прибор для измерения плотности жидкости и газа под
давлением.
Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого
основан на Законе Архимеда. Ареометр обычно представляет собой стеклянную трубку,
нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения
необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в
значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность
раствора равняется отношению массы ареометра к объему, на который он погружается в
жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянного объёма и ареометры
постоянной массы.
Для измерения плотности жидкости ареометром постоянной массы сухой и чистый
ареометр помещают в сосуд с этой жидкостью так, чтобы он свободно плавал в нем.
Значения плотности считывают по шкале ареометра, по нижнему краю мениска.
Для измерения ареометром постоянного объёма изменяют его массу, достигая его
погружения до определённой метки. Плотность определяется по массе груза (например,
гирек) и объёму вытесненной жидкости.
Для практического применения ареометр градуируют в концентрации растворенного
вещества, например:
 Спиртомер — в процентах алкоголя для измерения крепости напитка;
 Лактометр — в процентах жира для определения качества молока;
 Солемер — для измерения солености раствора;
 Сахаромер — при определении концентрации растворенного сахара;
Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения концентрации
должны проводиться при строго определенной температуре, для чего ареометр иногда
снабжают термометром.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.10из 48
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Что такое плотность?
2. Опишите принцип действия ареометра.
Задание:
1. Опытные данные, по измерению плотности жидкостей, свести в таблицу и
сравнить их с табличными значениями.
№ Жидкость
Плотность жидкости, кг/м3
Из опыта
Из таблицы
Задания в тестовой форме
1. Что такое плотность жидкости ?
а) ρ=V/M в) ρ=m/V
б) ρ =V/P г) ρ=M/G
2. Чему равна плотность газа при заданных условиях ?
а) ρ=ρ0P0T0/(PT) в) ρ=ρ0P0T/(PT0)
б) ρ= MPT0/(22,4∙P0 T) г) ρ= M/22,4 +PT0/(P0 T)
Тема 4: Измерение вязкости жидкости
Цель: Измерить с помощью вискозиметра вязкость различных жидкостей.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 принцип работы вискозиметров;
 разновидности вискозиметров;
 размерность вязкости.
Студент должен уметь:
 определять вязкость рабочей жидкости;
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.11из 48
Основные вопросы темы:
1. Определение вязкости
2. Размерность вязкости.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в принципах работы и разновидностях приборов для
измерения вязкости. Измерить вязкость воды, спирта, глицерина и сравнить их с
табличными значениями.
Теоретические сведения.
Вязкость (внутреннее трение) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел
(жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно
другой. В результате происходит рассеяние в виде тепла работы, затрачиваемой на это
перемещение.
Внутреннее трение жидкостей, как и газов, возникает при движении жидкости
вследствие переноса импульса в направлении, перпендикулярном к направлению
движения. Справедлив общий закон внутреннего трения — закон Ньютона:
Коэффициент вязкости (коэффициент динамической вязкости, динамическая вязкость) В
технике, в частности, при расчёте гидроприводов и в триботехнике, часто приходится
иметь дело с величиной
и эта величина получила название кинематической вязкости. Здесь
— плотность
жидкости; — коэффициент динамической вязкости, Па∙с.
Кинематическая вязкость в старых источниках часто указана в сантистоксах (сСт). В СИ
эта величина переводится следующим образом:
1 сСт = 1 мм2 1 c = 10−6 м2 c
Устройство и принцип работы
Вискозиметр капиллярный ВПЖ (см. рисунок) выполнен в виде
U-образной трубки. Колено (1) спаян с капилляром (7).
Измерение вязкости вискозиметром основано на определении
времени, за которое определенный объем жидкости истечет
через капилляр.
Порядок работы
Для определения времени течения на отводную трубку (3)
одевают резиновую трубку. Потом, зажав колено (2)
вискозиметр переворачивают и погружают колено (1) в
резервуар с жидкостью. Жидкость засасывают (при помощи
груши либо насоса) до отметки М2, при этом в жидкости не
должны
образовываться
пузырьки
воздуха.
В момент, когда жидкость достигает отметки М2, прибор
вынимают из сосуда и сразу же переворачивают в исходное
положение. Снимают с колена (1) лишнюю жидкость и
надевают
на
него
резиновую
трубку.
Затем вискозиметр помещают в термостат таким образом, чтобы
расширение (5) находилось ниже чем уровень жидкости в
термостате. Выдерживают в термостате больше 15 минут при заданной температуре и
потом засасывают жидкость в колено до уровня одной трети расширения (5). Сообщают
колено (1) с атмосферой и устанавливают время снижения уровня мениска от отметки М1
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.12из 48
до
отметки
М2.
Вязкость определяют по формуле по среднему времени истечения жидкости (из
нескольких измерений).
Вязкость жидкости определяется по формуле:
η= К*t*d,
где K=0,2964 - постоянная вискозиметра, мм2/с;  - кинематическая вязкость жидкости,
мм2/с, t - время истечения жидкости, с; d=0,53 мм – диаметр капилляра; η- вязкость
жидкости в мПа•с.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Что такое вязкость жидкости?
2. Опишите принцип действия вискозиметра.
Задание:
1. Опытные данные, по измерению вязкости жидкостей, свести в таблицу и сравнить
их с табличными значениями.
№ Жидкость
Вязкость жидкости, Па∙с
Из опыта
Задания в тестовой форме
1. Единица измерения динамического коэффициента вязкости:
A) Па.с
B) м2/с
C) Па
D) кг/м3
E) м3/кг
Из таблицы
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.13из 48
2.Кинематическая вязкость вещества:
A)  


G
g
m
C)  
V
D)   g
V
E) v 
m
B) m 
Тема 5: Определение сжимающей силы в гидравлическом прессе.
Цель: Ознакомление с устройством и работой гидравлического пресса.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 Давление.
 Закон Паскаля.
 Гидравлический пресс.
Студент должен уметь:
 Определять давление жидкости.
 Составлять баланс сил при равновесии.
 Перевести размерности давления из одной системы в другую.
Основные вопросы темы:
 Уравнение гидростатики.
 Баланс сил в гидравлическом прессе.
 Применение закона Паскаля.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в законах гидростатики
гидравлического пресса. На гидравлическом прессе:
1. Измерить геометрические размеры основных элементов пресса.
2. Определить давление по манометру.
3. Определить площади малого и большого поршней.
4. Определить усилие на малом поршне .
5. Определить усилие на большом поршне.
6. Определить усилие на рукоятке.
7. Сделать выводы по работе.
и
конструкции
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.14из 48
Таблица 1. Результаты замера и расчета при проведении экспериментов на
гидравлическом прессе
№
Показатели
Ед. измерения
Величина
1. Результаты замеров
1.1
ас - плечо момента силы q,
м
1.2
ab - плечо момента силы T,
м
1.3
Диаметр малого поршня d1
м
1.4
Диаметр большого поршня d2
м
1.5
Давление по манометру p
кгс/см2
2. Результаты расчетов
2.1
Давление по манометру p
Па
2.2
Площадь малого поршня S1
м2
2.3
Площадь большого поршня S2
м2
2.4
Усилие на большом поршне Q
Н
2.5
Усилие на малом поршне T
Н
2.6
Усилие на рукоятке q
Н
Теоретические сведения.
Гидравлический пресс является гидростатической машиной. Принцип действия
пресса может быть описан основным уравнением гидростатики. На основе закона Паскаля
сконструировано много различных гидравлических машин: силовых цилиндров,
гидравлических мультипликаторов, аккумуляторов, домкратов.
Рис.1. Схема устройства гидравлического пресса.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.15из 48
Пресс (рис. 1) состоит из двух сообщающихся между собой цилиндров с поршнями:
малым 1 (площадью S1,) и большим 2 (площадью S2). Малый поршень имеет шток 3, к
которому через рычаг 4 передаётся усилие q. При этом на шток, а следовательно, и на весь
малый поршень, будет действовать сила:
(1.1)
где ас - плечо момента силы q, м; ab - плечо момента силы T, м. Сила T является
поверхностной, действующей на каждую точку жидкости. Соприкасающейся с
поверхностью малого поршня и создающей давление:
(1.2)
Закон Паскаля. Изменение давления на поверхности жидкости, ведет к изменению
абсолютного давления в каждой точке объема жидкости на величину, равную изменению
давления на поверхности, если при этом жидкость будет находиться в состоянии покоя.
То есть, если изменение давления на поверхности жидкости равно Δр , то и в каждой
точке жидкости получим увеличение давления на Δр независимо от её положения, что
видно из уравнения:
(1.3)
Cледовательно, давление под большим поршнем равно давлению под малым поршнем р, а
сила Q, возникающая при этом, определяется по выражению
(1.4)
Сила Q будет во столько раз больше силы T , во сколько раз площадь поршня S2 будет
больше площади малого поршня S1,:
или, учитывая момент силы,
(1.5)
В действительности сила Q будет несколько меньше, чем рассчитанная по уравнению
(1.5), вследствие трения поршня о стенки цилиндра. Это уменьшение учитывается
введением коэффициента полезного действия η = 0,8 и тогда
(1.6)
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.16из 48
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Что изучает гидростатика?
2. Что такое давление?
3. Как рассчитать давление в жидкости?
4. Сформулировать закон Паскаля и закон сообщающихся сосудов.
5. Что такое гидравлический пресс?
Тема 6: Определение гидравлических сопротивлении трубопроводов.
Цель: Опытное определение коэффициентов гидравлического сопротивления и их
сравнение с табличными или расчётными данными.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 виды гидравлических сопротивлении;
 методы расчета потерь напора;
 методы измерения потерь напора.
Студент должен уметь:
 Измерять расход жидкости.
 Определять физические свойства жидкости.
 Определять потери напора по длине трубопровода.
 Определять потери напора на местные сопротивления.
Основные вопросы темы:
 Зависимость коэффициента трения от режима течения жидкости.
 Потери напора по длине трубопровода.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.17из 48
 Потери напора при внезапном сужении
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в физических основах течения вязкой жидкости в
трубопроводах. На виртуальной лабораторной установке:
1. Определить среднюю скорость потока в трубопроводе при заданных расходах.
2. Вычислить значение критерия Рейнольдса.
3. Определить опытное значение λоп для прямого участка трубопровода и сравнить его
с λтеор, рассчитанным по одной из формул (5) или (7) в зависимости от значения
числа Re;
4. Определить опытное значение коэффициента местного сопротивления при
внезапном расширении и сравнить его с табличным значением.
5. Опытные, расчетные и табличные данные занести в следующие таблицы:
Таблица 1. Прямой участок трубопровода
Длина прямого участка трубопровода, L
Потери на трение прямого участка, ∆pтр =
П1 - П2
Время, за которое набирается 50 л воды, τ
Расход, Q
Диаметр трубопровода, d
Площадь сечения трубопровода, S
Температура воды, t
Число Рейнольдса, Re
Коэффициент трения, λоп.
Коэффициент трения, λтеор.
Таблица 2. Внезапное сужение
Диаметр широкой части, d1
Диаметр узкой части, d2
Площадь сечения широкой части, S1
Площадь сечения узкой части, S2
Скоростной напор до сужения, ρw12/2
Скоростной напор после сужения, ρw22/2
с
м3/с
м
м2
Расстояние между точками присоединения
дифманометра, lв.с.
Потери
на
внезапном
сужении,
 w12 w22 
  pтр
 pман  

2
2


Коэффициент сопротивления при сужении, ζв.
с.оп.
Коэффициент сопротивления при сужении, ζ
в.с (табличный)
8
Па
Показание дифманометра, ∆pман. в. с= П9–П10
pм.с.
м
мм вод.ст
0,04
20
м
м
м2
м2
Па
Па
мм вод.ст
Па
м
мм вод.ст
Па
0,05
0.025
0.1 + 0.15
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.18из 48
Таблица 3 — Значение коэффициента ζв. с. при внезапном сужении трубопровода
d2 / d1
0,10
ζв. с.
0,5
0,20
0,49
0,30
0,40
0,46
Теоретические сведения.
Гидродинамический напор
Бернулли:
0,50
0,43
0,60
0,40
идеальной
0,35
жидкости
p w2
z

 H  const ,
g 2 g
0,70
0,29
0,80
0,90
0,22
описывается
1,00
0,14
уравнением
(1)
где w2/2g — скоростной или динамический напор, м; p/ρg — статический или
пьезометрический напор, м; z — геометрический напор или нивелирная высота, м.
Движение реальных текучих сред отличается от движения идеальных жидкостей
наличием сопротивления движению, обусловленным силами внутреннего трения между
элементарными слоями и струйками среды. По условию неразрывности потока его расход,
а следовательно, и динамический напор остаются неизменными по длине трубопровода.
Кроме того, для трубопровода постоянного сечения w = const. Поэтому гидравлическое
сопротивление трубопровода уменьшает полный напор за счет уменьшения его
статической составляющей p/ρg.
Движение реальных жидкостей в горизонтальных каналах характеризуется
уравнением Бернулли (при z1=z2):
w12
w22
p1 
 p2 
 pñîïð ,
2
2
(2)
где ∆pсопр=ζρw2/2 — гидравлическое сопротивление участка трубопровода между двумя
сечениями; ζ — коэффициент сопротивления.
Знание ζ позволяет рассчитывать сопротивление технологических коммуникаций и
аппаратов, что необходимо для определения параметров трубопроводов, выбора насоса,
расхода энергии на транспортирование среды.
Общее гидравлическое сопротивление коммуникаций и аппаратов складывается из
сопротивления трения и местных сопротивлений при изменении геометрической формы
трубопроводов. Рассмотрим отдельно каждое из них.
А. Сопротивление трения
При ламинарном течении среды зависимость между потерями давления на трение и
определяющими его факторами описывается законом Гагена-Пуазейля:
pтр  p1  p2 
32lw
,
d2
(3)
где μ — динамическая вязкость, Па∙с; w — средняя скорость потока, м/с; d — диаметр
трубопровода, м; l — длина, м.
Из уравнения (3) после некоторых преобразований получается уравнение Дарси:
pтр  
w2
l w2

2
d 2
,
(4)
0
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.19из 48
где ζ=λl/d — коэффициент сопротивления трения, λ — коэффициент гидравлического
трения. Сопоставляя уравнения (3) и (4), получим:
  64 / Re
(5)
Коэффициент гидравлического трения или просто коэффициент трения при
турбулентном режиме аналитически рассчитать нельзя. Исследования показали, что для
гладких труб в области значений 2300 < Re < 100 000 он может быть определен по
формуле Блазиуса:

0,316
Re 0, 25
(6)
а в пределах значений 100 000 < Re < 100 000 000 из выражения
  0,32 
0,22
Re 0, 24 ,
(7)
Б. Местные сопротивления
Местные сопротивления связаны с изменением геометрической формы потока
(скорости или направления) при поворотах, при прохождении через участки резкого или
плавного расширения, при сужениях в кранах, задвижках, вентилях и т.д.
Потери полного напора на местные сопротивления проявляются
за счет
уменьшения его статической составляющей, выраженной в метрах столба текучей среды
или в единицах давления. Они, как и потери на трение (см. уравнение 4), выражаются в
долях динамического напора.
p м.с.   м.с.
w2
2
,
(8)
где ζм.с. — коэффициент местного сопротивления.
При резком расширении трубопровода скорость w2 в широком сечении оказывается
меньше скорости w1 в узком сечении во столько раз, во сколько раз площадь широкого
сечения больше площади узкого сечения. При этом происходит как бы наталкивание
узкой струи на более медленную широкую, поэтому условно здесь можно говорить о
столкновении ударного характера. Исходя из теоремы механики о кратковременном
действии сил при ударе, французский ученый Борд показал, что величина потерь напора
при внезапном расширении может быть описана выражением:
pв. р.   в. р.
где
 в. р.
S1 


 1 

S
2 

w12
2
,
(8а)
2
Потеря напора в месте внезапного расширения происходит за счет вихреобразования в
периферийной части потока А (рисунок 1). На это расходуется часть энергии жидкости.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.20из 48
Рисунок 1- Внезапное расширение
При внезапном сужении трубопровода (рисунок 2) в кольцевом пространстве А
(застойная зона) происходит образование вихревых движений. Кроме того, вследствие
сужения струи и в малом сечении трубопровода (S2) образуются вихри в области А1.
Рисунок 2- Внезапное сужение
«Самосужение» струи в сечении S3 объясняется инерционными силами потока, которые в
непосредственной близости от узкого сечения сходятся к оси трубопровода. Опыты
показывают, что основные потери энергии происходят в области А1. определение потерь
производится в этом случае по выражению:
pв.с.   в.с.
w22
2
,
(8б)
где w2 — скорость потока в узком сечении, м/с.
Коэффициенты местных сопротивлений для кранов, вентилей и др. также
определяются опытным путем и зависят от конструкции запорного устройства.
5. Литература:
Основная:
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.21из 48
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
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. Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
Контрольные вопросы
1. Гидравлические сопротивления и факторы, обусловливающие их.
2. Коэффициент трения и его зависимость от режима течения и шероховатости
трубопроводов.
3. Местные сопротивления.
4. Полная потеря напора в трубопроводах.
5. Как рассчитываются потери напора на трение в трубопроводах и аппаратах?
6. Как рассчитываются потери напора на местные сопротивления в трубопроводах и
аппаратах?
Тема 7: Изучение процесса измельчения в молотковой дробилке.
Цель: Ознакомление с устройством и работой молотковой дробилки.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 виды измельчения;
 методы измельчения;
 расход энергии на измельчение.
Студент должен уметь:
 Определять степень измельчения материала;
 Определять производительность молотковой дробилки
 Определять потребляемую мощность электродвигателя дробилки
 Определять средние размеры частиц до и после измельчения
Основные вопросы темы:
 Степень измельчения.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.22из 48
 Средние размеры частиц до и после измельчения
 Производительность молотковых дробилок
 Потребляемая мощность электродвигателя дробилки
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться в физических основах измельчения и конструкции
молотковой дробилки. На виртуальной лабораторной установке:
1. Пройти тестирование по основным характеристикам молотковой дробилки.
2. Измельчить в молотковой дробилке заданную порцию материала.
3. Провести ситовый анализ. Определить степень измельчения
материала.
4. Установить зависимость производительности дробилки и степени измельчения от
размеров решетки.
5. Построить кривые распределения измельченного материала по размерам
Теоретические сведения.
Эффективным способом измельчения твердых материалов является ударное
разрушение. Машины ударного действия имеют лучшие технолого-экономические
показатели по сравнению с машинами другого принципа действия. Из машин ударного
действия наиболее перспективными являются молотковой дробилки, применяемые в тех
случаях, когда на одной ступени измельчения необходимо получит высокодисперсную
смесь измельченных частиц. Молотковые дробилки хорошо измельчают хрупкие
материалы (зерно, соль, сахар и др.) и менее эффективны при измельчении влажных
материалов и продуктов с высоким содержанием жира. Наибольшее распространение
получили дробилки со свободно подвешенными молотками.
Молотки должны перемещаться с такой окружной скоростью, при которой
обеспечивается первичное разрушение материала в момент ударов по нему молотков. Эту
необходимую скорость можно определить приближенно исходя из закона количества
движения:
m(W2-W1)=P  ,
(1)
где m- масса измельчаемой частицы, кг; W2- скорость частицы после удара о молоток,
м/с; W1- скорость частицы до удара о молоток, м/с; Р- сила удара, необходимая для
первичного разрушения частицы, Н;  -продолжительность удара, которая может быть
принята равной 10-5 м.с.
Так как W1 значительно меньше W2, то можно принять mW2=P  .
Эффективность измельчения на молотковых дробилках оценивается степенью
измельчения, производительностью, удельным расходом энергии на проведении процесса.
Степенью измельчения i называется отношение среднего размера частиц исходного
диаметра Dср к среднему размеру частиц измельченного продукта dср:
Для определения среднего размера частиц до и после измельчения среднюю пробу
материала просеивают через набор сит с отверстиями разных размеров и получают
несколько фракций. Для каждой фракции находят средний размер частиц фракции, как
полусумму размеров отверстий в сите, которые прошли частицы, и на котором частицы
остались:
Практически размер максимальных частиц определяется размером отверстий сита,
через которые проходит весь материал данной фракции, а размер минимальных частиц размером отверстий сита, на котором данная фракция материала находится.
Средний размер частиц в смеси вычисляют по уравнению:
где: х1, …,хn – средний размер частиц каждой фракции; dcр1,… ,dcрn-относительное массовое
содержание каждой фракции в смеси.
где Gi – масса остатка на i-м сите.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.23из 48
Производительность молотковых дробилок зависит не только от вида и свойств
материала, но и от числа оборотов вала, на котором крепятся молотки, от размеров
дробилки, размеров решетки на выходе из дробилки.
Производительность молотковых дробилок:
Q=R1  DрLn,
(6)
где К1-эмпирический коэффициент, который зависит от типа и размеров отверстий
решетки, физико-механических свойств сырья и конструктивных особенностей
молотковых дробилок;  -плотность измельченного материала, кг/м3; Dр-диаметр ротора
дробилки, м;
L-длина ротора дробилки, м;
n-частота вращения ротора, с-1.
Потребляемая мощность N электродвигателя дробилки на процесс измельчения:
N=К1К2 Dрn
(7)
где К2- эмпирический коэффициент, который в основном зависит от получаемой степени
измельчения и физико-механических свойств измельчаемого материала, кВтс/кг.
Значения эмпирических коэффициентов К1,К2 следующие: для сит с диаметром
отверстий до 3мм К1 от 3,6.10-5 до 4,7.10-5; для чешуйчатых сит с диаметром отверстий от
4 - 5 до 10 мм К1 от 6,0.10-5 до 10,5.10-5 (меньшее значение коэффициента К1 принимают
для сит с меньшим размером отверстий ), К2 от 2,0 – 4,0(меньшее значение коэффициента
К2) принимают при крупном размоле, а большее - при мелком размоле.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Тема 8: Определение расхода мощности при перемешивании
Цель: Ознакомление с устройством и работой аппарата с мешалкой.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 способы перемешивание жидких сред;
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.24из 48
 критериальное уравнение для расчета потребляемой мощности;
 факторы, влияющие на потребляемую мешалкой мощность.
Студент должен уметь:
 Составлять критериальное уравнение, описывающее работу мешалки.
 Произвести расчет мощности аппарата с мешалкой.
Основные вопросы темы:
 конструктивные элементы аппарата с мешалкой
 обобщенное критериальное уравнение, описывающее работу одного типа мешалки.
 расчет мощности аппарата с мешалкой
Методы обучения и преподавания:
Задание.
Студенты должны разобраться в физических основах перемешивание и конструкции
аппарата с мешалкой. На виртуальной лабораторной установке:
1. Пройти тестирование по основным характеристикам аппарата с мешаокой.
2. Изучить основные конструктивные элементы аппарата с мешалкой и
измерительную схему.
3. Получить обобщенное критериальное уравнение, описывающее работу одного типа
мешалки.
4. Провести расчет мощности по полученному критериальному уравнению и сравнить
их с измеренными.
Теоретические сведения.
Перемешивание – это процесс многократного перемещения макрообьёмов текучей
среды друг относительно друга во всем обьёме аппарата, протекающей за счет импульса,
передаваемого среде механической мешалкой, струей жидкости или газа.
Процесс перемешивания широко используется в пищевой промышленности при
приготовлении суспензий, эмульсий, для интенсификации процессов нагрева и
охлаждения обрабатываемых систем, а также для интенсификации процессов
массообмена в перемешиваемой среде.
Наибольшее распростронение в настоящее время получили механические мешалки
различных типов (лопастные, пропеллерные, турбинные, якорные, шнековые). При
перемешивании такими мешалками возникает сложное трехмерное движение
перемешиваемой среды. Основным является тангенциальное движение, которое вызывает
в обьеме аппарата радиальные и аксиальные потоки. Сложный характер движения среды в
аппарате не позволяет получить аналитического описания процесса, поэтому различными
критериальными уравнениями, полученными методами теории подобия.
Важной характеристикой работы любой механической мешалки является расход
энергрии на вращение рабочего элемента мешалки при известных ее размерах и заданных
физических свойствах среды. Мощность, потребляемая мешалками, зависит от многих
факторов. Методы и расчетные формулы, принятые в настоящее время для определения
мощности, еще не могут считаться достаточно полными. Это обстоятельство
обуславливает необходимость проведения экспериментальных исследований, на основе
которых затем получают необходимые критериальные уравнения.
Процесс перемешивания гидродинамической точки зрения может быть рассмотрен как
процесс внешнего обтекания тела потоком вязкой жидкости, следовательно, можно
получить общее критериальное уравнение описывающее этот процесс:
В случаях, когда на поверхности среды не образуется воронка, например, при установке
отражательных перегородок или при погружении рабочего элемента мешалки на
достаточную глубину, влиянием силы тяжести можно пренебречь и из уравнения (2)
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.25из 48
исключить критерий Фруда. Тогда обобщенное уравнение для определения мощности,
потребляемой мешалкой, примет вид:
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
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. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание жидких сред. - М.:Химия, 1984.-336 с.
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Промышленное значение процесса перемешивания.
2. Типы механических мешалок.
3. Какие параметры оказывают основное влияние на расход мощности при
перемешивании ?
4. Вид и практическое значение обобщенного критериального уравнения для процесса
перемешивания.
Тема 9: Исследование гидродинамики псевдоожиженного слоя.
Цель: Ознакомление с работой аппаратов с псевдоожиженным слоем.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 Физические основы псевдоожижения;
 Пределы существования псевдоожиженного слоя;
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.26из 48
 Структуру псевдоожиженного слоя.
Студент должен уметь:
 Определять характерные скорости ожижающего агента;
 Определять средний диаметр частиц;
 Определять эквивалентный диаметр для частиц неправильной формы.
 Определять гидравлическое сопротовление неподвижного и псевдоожиженного
слоев.
Основные вопросы темы:
1. Характерные скорости ожижающего агента для псевдоожиженного слоя
2. Средний диаметр частиц находящихся в слое.
3. Зависимость порозности слоя от скорости ожижающего агента
4. Гидравлическое сопротовление неподвижного и псевдоожиженного слоев.
5. Эквивалентный диаметр для частиц неправильной формы.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться с работой аппаратов с псевдоожиженным слоем. На
виртуальной лабораторной установке:
1. Пройти тестирование по основным характеристикам псевдоожиженного слоя.
2. Получить эксперментальные зависимости ∆Р и ε от скорости ожижающего агента.
3. Определить по экспериментальным данным значение первой критической
скорости.
4. Определить диаметр частиц слоя или эквивалентный диаметр и фактор формы для
частиц неправильной формы.
5. Определить по зависимости форм значение второй критической скорости.
Сравнить его с расчетом по формуле Тодеса.
6. Рассчитатаь вес материала в слое.
Теоретические сведения
Для интенсификации процессов тепло- и массообмена, процессов смешения сыпучих
материалов, агломерации, гранулирования и других процессов широко используются
аппараты с псевдоожиженным слоем (ПС), зернистого материала (взвешенный, кипяший
слой).
Если через неподвижный слой материала, лежащего на решетке, пропустить снизу
вверх поток ожижающего агента (жидкость или газ), то состояние слоя будет
определяться скоростью ожижающего агента; то есть расходу агента отнесенному к
полному поперечному сечению пустого аппарата.
При скоростях потока ниже первой ωкрІ (скорость начала псевдоожижения) слой
остается неподвижным (НС). Ожижающий агент движется через слой в режиме
фильтрации.
При достижении агентом первой критической скорости ωкрІ слой переходит в ПС. При
этом твердые частицы начинают перемещаться по слою. Дальнейшее увелечение скорости
приводит к увелечению высоты слоя (слой расширяется).
При достижении ожижающим агентом второй критической скорости ω крІІ (скорость
уноса) слой разрушается, а частицы в режиме пневмотранспорта уносятся из аппарата.
Расширение ПС характеризуется порозностью ε, которая определяется как отношение
обьема пустот Vп в слое, к обьему всего слоя Vсл. Известно, что порозность неподвижного
слоя твердых частиц одинакового диаметра составляет приблизительно 0,4. С
увеличением скорости ожижающего
агента порозность слоя растет. Гидравлическое
сопротивление псевдоожиженного слоя остается величиной постоянной и не зависит от
скорости ожижающего агента.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.27из 48
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
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
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Как рассчитать характерные скорости ожижающего агента для псевдоожиженного
слоя
2. Как определяется по экспериментальным данным скорость начало псевдоожижения
3. Как рассчитать средний диаметр частиц находящихся в слое
4. Что такое порозность и какой характер имеет зависимость порозности слоя от
скорости ожижающего агента
5. От чего зависят: скорость начала псевдоожижения и скорость уноса
6. Почему с увелечением скорости ожижающего агента гидравлическое сопротовление
неподвижного слоя растет, а псевдоожиженного остается постоянным
7. Как рассчитать эквивалентный диаметр для частиц неправильной формы
8. Как пользоваться графиком зависимости форм
9. Как рассчитать гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя, зная вес
неподвижного слоя
Тема 10: Изучение процессов нагрева и рекуперации теплоты.
Цель: Ознакомление с устройством и работой трубчатой теплообменной установки .
Задач обучения:
Студент должен знать:
 Классификацию теплообменных аппаратов;
 Тепловой баланс теплообменного аппарата;
 Уравнение теплопередачи теплообменного аппарата;
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.28из 48
Студент должен уметь:
 Составлять тепловой баланс теплообменного аппарата;
 Определить средний температурный напор;
 Выбрать схемы движения теплоносителей в теплообменном аппарате;
 Выбрать конструкцию теплообменного аппарата;
Основные вопросы темы:
1. Конструкции теплообменных аппаратов.
2. Тепловой баланс теплообменного аппарата.
3. Уравнение теплопередачи теплообменного аппарата.
4. Графики изменения температур теплоносителей.
5. Рекуперации теплоты.
6. Определение потери теплоты стенками аппарата в окружающую среду.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться с устройством и работой трубчатой теплообменной
установки. На виртуальной лабораторной установке:
1. Пройти тестирование по основным характеристикам теплообменного аппарата.
2. Изучить устройство и принцип действия трубчатой теплообменной установки.
3. Определить коэффициент регенерации при разных расходах воды.
4. Экспериментально определить коэффициент теплопередачи при разных расходах
воды для секции регенерации.
5. Провести сравнение полученных опытным путем значений коэффициентов
теплопередачи с рассчитанными по уравнениям (8-11).
6. Определить потери теплоты стенками аппарата в окружающую среду.
Теоретические сведения
Одним из наиболее распространенных процессов на предприятиях фармацевтической
промышленности является тепловая обработка продуктов.
В частности, для увеличения сроков хранения жидких продуктов проводятся процессы
их пастеризации или стерилизации. В этом случае их необходимо нагреть до сравнительно
высокой температуры и выдержать при этой температуре, затем эти жидкости охлаждают
до температуры их хранения или фасовки.
Горячий продукт, поступающий
на охлаждение после пастеризации при
температуре 63-920, содержит большое количество теплоты, которое может быть
утилизировано.
Для использования теплоты горячего продукта его направляют в специальную секцию
комбинированного аппарата для предварительного подогрева холодного продукта,
поступающего на пастеризацию, а горячий пастеризованный продукт при этом в
значительной степени охлаждается.
Такая операция получила название рекуперации теплоты, при этом теплообменники,
предназначенные для ее проведения, называют рекуператорами или секциями
рекуперации.
Таким образом, процесс обратной передачи от уже нагретой горячей среды к среде,
поступающей на подогрев, с целью утилизации теплоты горячей среды, в технике принято
называть рекуперацией теплоты.
Рекуперация теплоты при обработке потоков жидких продуктов позволяют получить
большую экономию теплоты, расходуемой на пастеризацию.
Основной характеристикой любого теплового процесса является количество
подаваемой теплоты, которое для установившегося процесса рассчитывается с
использованием уравнения теплопередачи.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.29из 48
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
5. Баскаков. Теплотехника – М.: Высшая школа 1986
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
Задания в тестовой форме
1. Теплообменные аппараты, в которых нагревание жидких сред происходит за счет их
соприкосновения с ранее нагретыми твердыми телами – насадкой, заполняющей аппарат,
периодически нагреваемой другими теплоносителями, являются:
A) регенеративные теплообменники
B) поверхностные теплообменники
C) теплообменники смешения
D) выпарные аппарата
E) сушилки
2. Теплообменные аппараты, в которых перенос тепла между обменивающимися теплом
средами происходит через разделяющую их поверхность теплообмена – глухую стенку,
являются:
A) поверхностные теплообменники
B) теплообменники смешения
C) регенеративные теплообменники
D) выпарные аппарата
E) сушилки
3. Поверхность теплообмена в теплообменниках:
A) F = Q/KtCP
B) F = Q/KtПОЛ
C) F = M/KYYCP
D) F = G/w
E) F = VОСВ/wСТ
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.30из 48
4. В процессе теплообмена движение теплоносителей друг относительно друга вдоль
разделяющей их стенки в одном и тем же направлении называется:
A) прямоток
B) противоток
C) перекрестный ток
D) смешанный ток
E) перемешанный ток
5. В процессе теплообмена движение теплоносителей, при котором теплоносители
движутся взаимно перпендикулярно друг другу, называется:
A) перекрестный ток
B) прямоток
C) противоток
D) смешанный ток
E) перемешанный ток
6. В процессе теплообмена движение теплоносителей, при котором один из
теплоносителей движется в одном направлении, а другой – как прямотоком, так и
противотоком к первому, называется:
A) смешанный ток
B) перекрестный ток
C) прямоток
D) противоток
E) перемешанный ток
7. Средняя движущая сила при противотоке теплоносителей:
A) tcp  tб  t м
ln
B)
Yср 
tб
t м
YH  YK
Y
ln H
Y
C) P  Pб  Pм
cp
ln
Pб
Pм
D) tпол  T  tK
E) t  t H  t K
ср
ln
t H
t K
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.31из 48
Тема 11: Исследование работы двухкорпусной выпарной установки.
Цель: Ознакомление с устройством и работой двухкорпусной выпарной установки.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 общие сведения о процессе выпаривания;
 виды выпаривания;
 физико-химические основы выпаривания;
 однократное выпаривание;
 многократное выпаривание.
Студент должен уметь:
 составлять материальный баланс процесса выпаривания;
 определять количество выпаренной воды;
 определять массовый расход греющего пара;
 определять полезную разность температур;
 определять площадь поверхности теплопередачи.
Основные вопросы темы:
1. Многокорпусный выпарной аппарат.
2. Температурная депрессия раствора.
3. Гидростатическая потеря разности температур.
4. Гидродинамическая потеря разности температур.
5. Полезная разность температур;
6. Расход энергии на выпаривание.
7. Площадь поверхности теплопередачи.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться с работой двухкорпусной выпарной установки. На
виртуальной лабораторной установке:
1. Пройти тестирование по основным характеристикам выпарных установок.
2. Изучить процесс выпаривания жидкости в условиях естественной циркуляции
(визуальное наблюдение).
3. Определить коэффициент теплоотдачи в первом корпусе и коэффициент
теплопередачи во втором корпусе по данным опытов.
4. Определить потери тепла в окружающую среду.
Теоретические сведения.
Выпаривание – это процесс удаления при кипении жидкого летучего компонента из
растворов или неоднородных жидких систем с целью увелечения концентрации нелетучих
компонентов.
Выпариванию подвергаются однородные растворы нелетучих веществ в летучем
растворителе (например, сахара или соли в воде) и неоднородные системы – такие
специфицические для мясной и молочной промышленности, как кровь, бульоны,
экстракты, молочные продукты.
Выпаривание отличается от процесса испарения. Испарение происходит с
поверхности жидкой системы при любой температуре, в то время как выпаривание
происходит по всему обьему жидкой системы при температуре, соответствующей
температуре кипения при данном давлении, и является более интенсивным процессом.
В процессе выпаривания летучая составная часть системы кипит и удаляется из нее в
виде паров. Количество остающейся части системы
уменьшается, а содержание
нелетучих компонентов остается неизменным. Таким образом, концентрация сухих
веществ в ходе процесса непрерывно возрастает.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.32из 48
Основным
фактором,
определяющим
интенсивтность
выпаривания
и
производительность выпарного аппарата, является температурный перепад
∆ t- разность между температурами теплоносителя (например, греющего пара tг.п. ) и
температурой кипения жидкой системы t.
Температура кипения растворов всегда выше температуры растворителей, она зависит
от химической природы растворенных веществ и растворителей и растет с увелечением
концентрации растворов и внешнего давления.
Разность между температурой кипения раствора t и чистого растворителя t при
одинаковом внешнем давлении называется температурной депрессией ∆, которую иногда
называют физико- химической депрессией. Повышение температуры кипения раствора
определяется наряду с температурной депрессией, также гидростатической и
гидравлической депрессиями.
Если жидкость кипит внутри трубки, то температура кипения на поверхности будет
ниже, чем внизу кипятильной трубки, так как к давлению вторичного пара в паровом
пространстве прибавляется еще гидростатическое давление столба жидкости.
Если давление вторичного пара над раствором Рв..п. известно, то из таблиц свойств
водяного пара можно найти температуру вторичного пара tв.п. .
Прибавляя к давлению пара Рг..п величину дополнительного давления ∆Р, получают общее
давление. Дополнительное давление принимают как среднее по высоте Н слоя раствора.
Повышение температуры кипения раствора из- за повышения давления в аппарате
вседствие гидравлических потерь при прохождении вторичного пара через ловушку,
сепараторы, выходной паропровод и т.д. называется гидравлической депрессией ∆д.
Принцип работы многокорпусных выпарных установок состоит в том, что вторичный
пар, полученный в первом аппарате (корпусе), поступает на обогрев второго корпуса, в
котором давление в зоне кипения должно быть ниже давления вторичного пара в первом
корпусе. Таким образом, выпаривание во втором корпусе происходит за счет
использования теплоты вторичного пара из первого корпуса.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
5. Таубман Е.И. Выпаривание.- М.: Химия, 1982.- 328 с.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.33из 48
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
Задания в тестовой форме
1. Выпариванием называется:
A) концентрированием растворов практически нелетучих или мало летучих веществ в
жидких летучих растворителях
B) частичное удаление растворителя из всего объема раствора при его температуре
кипения
C) получение высококонцентрированных растворов
D) частичное удаление растворителя с поверхности раствора при любых температурах
ниже температуры кипения
E) выделение растворителя в чистом виде
2. Какими теплоносителями подводится тепло для выпаривания?
A) водяной пар
B) вода
C) с помощью твердых теплоносителей
D) с помощью токов высокой частоты
E) тепловым излучением
3. В качестве греющего агента в процессе выпаривания используют водяной пар, который
называется:
A) греющий
B) вторичный
C) сухой
D) экстра-пар
E) насыщенный
4. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется:
A) вторичный
B) греющий
C) сухой
D) экстра-пар
E) насыщенный
5. Пар, отбираемый на сторону в процессе выпаривания, называется:
A) экстра-пар
B) греющий
C) вторичный
D) сухой
E) насыщенный
6. Движущей силой процессов выпаривания является:
A) разность температур
B) сила тяжести
C) разность давлений
D) центробежная сила
E) разность концентраций
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.34из 48
Тема 12: Исследование процесса распылительной сушки
Цель: Ознакомление с устройством и работой распылительной сушилки.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 методы сушки;
 формы связи влаги с материалом;
 кинетику сушки;
Студент должен уметь:
 составлять материальный баланс сушилки;
 составлять тепловой баланс сушилки;
 использовать для расчетов Hd - диаграмму влажного воздуха.
Основные вопросы темы:
1. Влагосоджержание
2. Степень насыщения воздуха парами воды
3. Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха
4. Материальный баланс конвективной сушилки.
5. Процесс сушки на Hd - диаграмме влажного воздуха.
6. Тепловой баланс конвективной сушилки.
7. Способы распыления продукта в сушилках.
8. Типы распылительных сушилок.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться с работой распылительной сушилки. На виртуальной
лабораторной установке:
1. Пройти тестирование по основным характеристикам распылительной сушки.
2. Ознакомиться с работой виртуальной распылительной сушильной установки.
3. Определить основные величины, характеризующие ее эффективность.
4. Построить изображения процесса сушки на диаграмме Рамзина.
Теоретические сведения.
Сушкой называют процесс удаления влаги из влажных материалов путем ее
испарения и отвода образующихся паров. Наиболее распространенным способом
проведения этого процесса в фармацевтической промышленности является конвективная
сушка, которая ведется при непосредственном контакте сушильного агента (нагретого
воздуха) с влажным материалом. Таким образом, сушильный агент является
теплоносителем и средой, в которую переходит влага из материала в виде паров. Свойство
влажного воздуха как сушильного агента определяется содержанием в нем паров воды и
его температурой. Содержание водяного пара в сушильном агенте выражают через
влагосоджержание.
Влагосоджержание – это масса водяного пара, приходящего на 1 кг абсолютно сухого
воздуха.
Степень насыщения воздуха парами воды можно определить по относительной
влажности воздуха.
При температуре воздуха выше 1000 С давление насыщенного пара равно
барометрическому давлению.
Если φ = 0, то воздух абсолютно сухой. Если φ=1 то воздух полностью насыщен парами
воды и не может использоваться как сушильный агент.
Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха определяется количеством теплоты
приходящейся на 1 кг абсолютно сухого воздуха и выражается в виде суммы энтальпий
абсолютно сухого воздуха и водяного пара.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.35из 48
С целью упрощения технических расчетов процесса сушки профессор Л.К. Рамзин в
1918г. предложил диграмму состояния влажногг воздуха.
Распылительные сушилки являются конвективными сушилками и применяются в
фармацевтической промышленности для сушки высоковлажных продуктов. Благодаря
развитой поверхности испарения и высокой скорости удаления влаги время сушки мало. В
этих условиях продукт не перегревается, что обеспечивает его высокое качество.
По способу распыления продукта сушилки бывают форсуночными и дисковыми
(центробежными).
Распылительные сушилки в зависимости от движения воздуха и частиц молока можно
подразделить на три основных типа:
1. Прямоточные – направления движения сушильного агента и частиц материала
совпадают.
2. Протовоточные – напраавления движения сушильного агента и частиц
противоположны.
3. Со смешанным потоком.
В зависимости от свойств высушиваемого материала выбирают температуру
сушильного агента, а также схему направления движения сушильного агента и
высушиваемого материала.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
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. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов.-М.:
Агропромиздат, 1985.-335 с.
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
Задания в тестовой форме
1. Процесс сушки материала путем непосредственного соприкосновения высушиваемого
материала с сушильным агентом называется:
A) конвективная сушка
B) контактная сушка
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.36из 48
C) радиационная сушка
D) диэлектрическая сушка
E) сублимационная сушка
2. Процесс сушки материала путем передачи тепла от теплоносителя к материалу через
разделяющую их стенку называется:
A) контактная сушка
B) конвективная сушка
C) радиационная сушка
D) диэлектрическая сушка
E) сублимационная сушка
3. Процесс сушки материала путем передачи тепла инфракрасными лучами называется:
A) радиационная сушка
B) конвективная сушка
C) контактная сушка
D) диэлектрическая сушка
E) сублимационная сушка
4. Процесс сушки материала путем нагревания в
поле токов высокой частоты называется:
A) диэлектрическая сушка
B) конвективная сушка
C) контактная сушка
D) радиационная сушка
E) сублимационная сушка
5. Процесс сушки материала в замороженном состоянии при глубоком вакууме
называется:
A) сублимационная сушка
B) конвективная сушка
C) контактная сушка
D) радиационная сушка
E) диэлектрическая сушка
Тема 13: Изучение процесса фильтрования суспензии
Цель: Определение констант процесса фильтрования суспензии.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 виды фильрования;
 материальный баланс процесса фильтрования;
 движущую силу и скорость фильтрования;
 конструкции фильтров;
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.37из 48
Студент должен уметь:
 определять продолжительность фильтрования;
 определять константы фильтрования;
 рассчитать удельное сопротивление осадка;
Основные вопросы темы:
1. Влагосоджержание
2. Степень насыщения воздуха парами воды
3. Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха
4. Материальный баланс конвективной сушилки.
5. Процесс сушки на Hd - диаграмме влажного воздуха.
6. Тепловой баланс конвективной сушилки.
7. Способы распыления продукта в сушилк.
8. Типы распылительных сушилок.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться с процессом фильтрования суспензии. На
лабораторной установке:
1. Определить константу процесса фильтрования суспензии.
2. Определить удельное сопротивление осадка.
3. Определить сопротивление фильтровальной перегородки.
4. Определить часовую производительность фильтра.
Теоретические сведения.
Фильтрованием называется процесс разделения неоднородных систем при помощи
пористых перегородок, которые задерживают одни фазы систем и пропускают другие.
При разделении суспензии частицы твердой фазы задерживаются на твердой
перегородке, образуя осадок, а жидкая фаза проходит через слой осадка и через поры
фильтровальной перегородки. Таким образом, суспензия разделяется на чистый фильтрат
и влажный осадок.
Фильтрование может быть:
 с закупориванием пор – на поверхности фильтровальной перегородки осадок почти
не образуется: твердые частицы задерживаются внутри пор;
 с образованием осадка – на фильтровальной перегородке, когда твердые частицы
почти не проникают внутрь перегородки.
Процесс фильтрования осадка на практике встречается значительно чаще.
Фильтрование является гидродинамическим процессом, скорость которого прямо
пропорциональна разности давлений, создаваемой по обе стороны фильтровальной
перегородки (движущей силе процесса) и обратно пропорциональна сопротивлению,
испытываемому жидкостью при ее движении через поры перегородки и слой
образовавшегося осадка. Разность давлений на фильтровальной перегородке создают при
помощи компрессоров, вакуум-насосов и жидкостных насосов (поршневых,
центробежных и др.). Также для этой цели используются гидростатическое давление
разделяемой суспензии. Фильтрующие перегородки изготовляют из х/б тканей (бязь и
др.), шерстяных тканей (сукно, байка, войлок), тканей из синтетических волокон
(полиамидные, перхлорвиниловые).
Все шире применяются металлические, керамические и металлокерамические
фильтрующие перегородки. Выбор той или иной фильтровальной перегородки
обусловлен:
1 - пористостью (размеры пор должны быть такими, чтобы частицы осадка
задерживались на перегородке);
2 - химической стойкостью к действию фильтруемой среды;
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.38из 48
3 - достаточной механической прочностью;
4 - теплоемкостью при температуре фильтрования.
Сопротивление фильтрования является суммой сопротивлений фильтровальной
перегородки и слоя осадка, т.е.:
R = Rф.п. + Rос.
Сопротивление осадка потоку жидкости зависит от свойств твердых частиц и жидкой
фазы суспензии, а также от условий фильтрования. Из условий фильтрования, влияющих
на его течение, наибольшее значение имеет разность давлений по обеим сторонам
фильтровальной перегородки.
Осадки, получаемые на фильтровальной перегородке при разделении суспензии,
подразделяются на несжимаемые и сжимаемые. Под несжимаемыми понимают такие
осадки, в которых пористость, т.е. отношение объема пор к объему осадка, не
уменьшается при увеличении разности давлений.
Практически под несжимаемыми можно считать осадки, состоящие из частиц песка,
кристаллов карбоната и бикарбоната натрия.
Скорость фильтрования суспензии существенным образом зависит от физических
свойств крупности твердых частиц суспензии, которые делятся на:
а) грубые - dч > 100 мкм
б) тонкие - 0,5 < d ч< 100 мкм
в) мути - 0,1 < d ч< 0,5 мкм
г) коллоидные растворы - dч < 0,1 мкм.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
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
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Что такое процесс фильтрования?
2. Что является движущей силой процесса фильтрования?
3. Скорость фильтрования?
4. От чего зависит скорость фильтрования?
5. Сопротивление фильтровальной перегородки и сопротивление осадка.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.39из 48
6. Виды фильтровальных перегородок.
Задания в тестовой форме
1. Осадки, в которых пористость не уменьшается при увеличении разности давлений в
процессе фильтрования, являются:
A) несжимаемые
B) сжимаемые
C) псевдоожиженные
D) сгущенные
E) стесненные
2. Осадки, в которых пористость уменьшается и гидравлическое сопротивление потоку
жидкой фазы возрастает с увеличением давления в процессе фильтрования, являются:
A) сжимаемые
B) несжимаемые
C) псевдоожиженные
D) сгущенные
E) стесненные
3. Процессы фильтрования проводят в аппаратах:
A) фильтры
B) отстойники
C) центрифуги
D) абсорберы
E) теплообменники
4. Фильтрование – это процесс разделения неоднородных систем:
A) под действием разности давлений
B) под действием сил тяжести
C) под действием сил инерции
D) под действием центробежных сил
E) под действием электростатических сил
5. Под действием разности давлений при фильтровании суспензия разделяется на:
A) осадок и фильтрат
B) осадок и фугат
C) кубовый остаток и дистиллят
D) влагу и сухой продукт
E) экстракт и рафинат
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.40из 48
Тема 14: Изучение процесса простой перегонки
Цель: Ознакомление с устройством и работой установки простой перегонки бинарной
смеси.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 общие сведения о простой перегонке;
 виды простой перегонки;
 закон Рауля;
 закон Дальтона;
 материальный баланс простой перегонки;
 уравнение простой перегонки.
Студент должен уметь:
 составлять материальный баланс простой перегонки;
 описать принципиальную схему установки для простой перегонки;
Основные вопросы темы:
1. Периодическая и непрерывная перегонка.
2. Закон Рауля.
3. Зависимость температуры кипения жидкости и конденсации паров от составов
жидкой и паровой фаз.
4. Равновесные составы фаз
5. Уравнение материального баланса по низкокипящему компоненту.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны ознакомится с устройством и работой установки простой перегонки
бинарной смеси. На лабораторной установке:
1. Замерить объем исходной смеси.
2. Определить состав смеси по легколетучему (низкокипящему) компоненту с
помощью рефрактометра.
3. Замерить количество дистиллята и его средний состав.
4. Замерить объем кубового остатка и его средний состав.
5. Составить материальный баланса процесса простой перегонки.
Теоретические сведения.
Во многих фармацевтических, пищевых и химических производствах и других
отраслях промышленности необходимо производить выделение чистых веществ из смеси
жидкостей. Разделение жидких гомогенных смесей является важной технологической
операцией, как на стадии подготовки сырья так и при получении продуктов. Одной из
широко распространенных методов разделения таких смесей на компоненты является
перегонка жидкостей (простая перегонка или дистилляция и ректификация).
Перегонку широко используют для промышленного разделения как бинарных, так и
многокомпонентных смесей.
Этот метод основан на различии летучести (давлении насыщенных паров) отдельных
компонентов смеси при какой-то определенной температуре (на различии их температур
кипения при каком-то определенном давлении). При перегонке жидкость нагревают до
температуры кипения, и часть ее испаряют (переводят в паровую фазу) с последующей
конденсацией паров. Применительно к перегонке бинарной смеси, полученный конденсат
(дистиллят) при
этом оказывается более обогащенным летучим компонентом
(низкокипящим – НК), а не испарившийся остаток (кубовый остаток) – менее летучим
компонентом (высококипящим – ВК). В промышленности перегонку проводят как при
обычном, так и при пониженном или повышенном давлении. Использование пониженного
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.41из 48
давления (разряжения или вакуума) снижает температуру кипения жидких смесей. Это
часто оказывается необходимым, так как позволяет работать с термолабильными
веществами, не выдерживающими высоких температур. Кроме того, снижение
температуры перегонки нередко улучшает эффективность разделения, увеличивая
разность летучести компонентов, а также позволяет использовать для подвода тепловой
энергии кипящей жидкости источники теплоты с не очень высокой температурой. К
повышению давления прибегают при необходимости перегонять смеси веществ,
находящихся при обычном давлении в газообразном состоянии. В зависимости от степени
обогащения паровой фазы легколетучим компонентом перегонка делится на два
принципиально различных вида: простая перегонка (дистилляция) и сложная перегонка
(ректификация).
Простая перегонка представляет собой процесс однократного частичного испарения
жидкой смеси, отвода и конденсации образующихся паров. Она не позволяет добиться
полного разделения жидкой смеси на компоненты и дает лишь дистиллят, обогащенный
НК и кубовый остаток, обогащенный ВК. Поэтому ее обычно используют для
предварительного разделения сложных смесей, очистки от смол, предварительной
очистки в процессе получения сверхчистой воды.
Для полного разделения жидких смесей на компоненты в промышленной практике
чаще применяют ректификацию. Она представляет собой процесс многократного
частичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс осуществляется путем
непрерывного контакта противоточных потоков пара и жидкости, имеющих различную
температуру, и проводится обычно в колонных аппаратах.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
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
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Какой процесс называется перегонкой?
2. Что является кубовым остатком, дистиллятом, флегмой?
3. Материальный баланс процесса перегонки по потокам.
4. Что является низкокипящим компонентом и высококипящим
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.42из 48
компонентом?
5. Материальный баланс процесса перегонки по низкокипящему
компоненту.
6. На чем основан процесс перегонки?
7. Какой процесс называется ректификацией?
Задания в тестовой форме
1. Движущей силой процесса ректификации является:
A) разность концентраций
B) сила тяжести
C) разность давлений
D) центробежная сила
E) разность температур
2. Процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образующихся
паров называется:
A) простая перегонка,
B) абсорбция,
C) ректификация,
D) экстракция,
E) кристаллизация.
3. Материальный баланс процесса ректификации:
A) F + Ф = G + W
B) Gвл = Gсух + W
C) Gнач = Gкон + W
D) Gн + Lн = Gк + Lк
E) G(Yн – Yк) = L(Xк – Xн)
4. Закон Дальтона:
A) рсм = рi
B) рА* = ЕхА
C) рА = РАхА
D) Ф + С = К + 2
E) m = y*/х
5. Закон Рауля:
A) рА = РАхА
B) рА* = ЕхА
C) рсм = рi
D) Ф + С = К + 2
E) m = y*/х
6. Правило фаз в процессах массопередачи:
A) Ф + С = К + 2
B) рА* = ЕхА
C) рсм = рi
D) рА = РАхА
E) m = y*/х
7. Паровая фаза, получаемая при перегонке бинарной смеси, обогащается:
A) низкокипящим компонентом
B) высококипящим компонентом
C) флегмой
D) дистиллятом
E) кубовым остатком
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.43из 48
Тема 15: Изучение процесса радиационной сушки
Цель: Ознакомление с радиационной сушкой материалов.
Задачи обучения:
Студент должен знать:
 методы сушки;
 формы связи влаги с материалом;
 кинетику сушки;
Студент должен уметь:
 составлять материальный баланс сушилки;
 составлять тепловой баланс сушилки;
 использовать для расчетов Hd - диаграмму влажного воздуха.
Основные вопросы темы:
1. Влагосоджержание
2. Степень насыщения воздуха парами воды
3. Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха
4. Материальный баланс конвективной сушилки.
5. Процесс сушки на Hd - диаграмме влажного воздуха.
6. Тепловой баланс конвективной сушилки.
7. Способы распыления продукта в сушилк.
8. Типы распылительных сушилок.
Методы обучения и преподавания:
Студенты должны разобраться с процессом радиационной сушки материалов. На
лабораторной установке:
1. Снять кривую сушки W = f (т).
2. Построить кривую скорости сушки методом графического дифференцирование.
3. Построить кривую зависимости влажности материала от времени сушки.
4. Определить константу скорости сушки.
5. По графикам определить периоды сушки.
6. По опытным данным вывести общее уравнение кривой сушки
Теоретические сведения.
Сушкой называют процесс удаления влаги из влажных материалов путем ее
испарения и отвода образующихся паров. Наиболее распространенным способом
проведения этого процесса в фармацевтической промышленности является конвективная
сушка, которая ведется при непосредственном контакте сушильного агента (нагретого
воздуха) с влажным материалом. Таким образом, сушильный агент является
теплоносителем и средой, в которую переходит влага из материала в виде паров. Свойство
влажного воздуха как сушильного агента определяется содержанием в нем паров воды и
его температурой. Содержание водяного пара в сушильном агенте выражают через
влагосоджержание.
Сушка является наиболее распространенным способом удаления влаги из твердых,
пастообразных материалов, а также из растворов.
Различают следующие способы сушки:
1. Конвективная сушка, при которой сушильный агент непосредственно
соприкасается с высушиваемым материалом.
2. Контактная сушка, при которой высушиваемый материал нагревается
теплоносителем через стенку.
3. Радиационная — сушка инфракрасными лучами.
4. Диэлектрическая — сушка токами высокой частоты.
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.44из 48
5. Сублимационная - сушка в замороженном состоянии.
В промышленности наиболее распространенным способом является конвективная
сушка как наиболее простая и дешевая.
При высушивании тонкослойных материалов предпочтительной является
радиационная сушка, поскольку влага во много раз быстрее удаляется за счет большой
энергии инфракрасных лучей, излучаемых различными источниками (электролампы,
экраны). При этом высушиваемый материал нагревается до температуры более высокой,
чем температура окружающей среды.
Влагосоджержание – это масса водяного пара, приходящего на 1 кг абсолютно сухого
воздуха.
Степень насыщения воздуха парами воды можно определить по относительной
влажности воздуха.
При температуре воздуха выше 1000 С давление насыщенного пара равно
барометрическому давлению.
Если φ = 0, то воздух абсолютно сухой. Если φ=1 то воздух полностью насыщен парами
воды и не может использоваться как сушильный агент.
5. Литература:
Основная:
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
2. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга,
Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.:
Химия, 1973
4. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых
производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
5. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
Дополнительная:
1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической
технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
2. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва,
Академия – 2006 г.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и
основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
4. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
5. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов.-М.:
Агропромиздат, 1985.-335 с.
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)
1. Какой процесс называется сушкой?
2. Какие способы сушки знаете?
3. При каких случаях идет процесс сушки или десорбции?
4. Классификация форм связи влаги с материалом?
5. Что такое адсорбционно и осмотически связанная влага?
6. Что такое свободная и связанная влага?
7. Что такое влажность материала?
8. Что такое гигроскопическое состояние материала и гигроскопическая точка?
9. Скорость сушки?
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.45из 48
10. Зоны и константы процесса сушки?
11. Общее уравнение сушки?
Задания в тестовой форме
1. Процесс сушки материала путем непосредственного соприкосновения высушиваемого
материала с сушильным агентом называется:
A) конвективная сушка
B) контактная сушка
C) радиационная сушка
D) диэлектрическая сушка
E) сублимационная сушка
2. Процесс сушки материала путем передачи тепла от теплоносителя к материалу через
разделяющую их стенку называется:
A) контактная сушка
B) конвективная сушка
C) радиационная сушка
D) диэлектрическая сушка
E) сублимационная сушка
3. Процесс сушки материала путем передачи тепла инфракрасными лучами называется:
A) радиационная сушка
B) конвективная сушка
C) контактная сушка
D) диэлектрическая сушка
E) сублимационная сушка
4. Процесс сушки материала путем нагревания в
поле токов высокой частоты называется:
A) диэлектрическая сушка
B) конвективная сушка
C) контактная сушка
D) радиационная сушка
E) сублимационная сушка
5. Процесс сушки материала в замороженном состоянии при глубоком вакууме
называется:
A) сублимационная сушка
B) конвективная сушка
C) контактная сушка
D) радиационная сушка
E) диэлектрическая сушка
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.46из 48
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.47из 48
РГП на ПХВ «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия» МЗРК
Кафедра технологии лекарств
Методические рекомендации для лабораторных занятий по дисциплине «Процессы и
аппараты химико-фармацевтического производства»
044 -43/18-( )
(2013-14)
Стр.48из 48