Получение фармакологических веществ.

Промышленное производство:

Лекарственное растительное сырье может служить источником для получения очищенных индивидуальных биологически активных соединений. Изготовление таких препаратов осуществляется, как правило, на фармацевтических заводах и фабриках.

Для промышленного производства душистых веществ, абсолютных и эфирных масел, цветочных экстрактов и смол из растительного сырья, несмотря на разнообразие и специфику сырья и продуктов, характерно применение основных процессов химической технологии, которые принято делить на 5 классов:

химические — окисление, омыление, этерофикация и др.; 

тепловые — нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание; 

массообменные — сушка, кристаллизация, экстракция, перегонка жидкостей и др.; 

гидромеханические — перемешивание, псевдоожижение, осаждение, фильтрование, центрифугирование, перемещение жидкостей и газов, сжатие газов; 

механические — измельчение, транспортирование, смешение твердых материалов. 

Как правило, процессы различных классов взаимосвязаны: например, протекание химической реакции часто определяется тепловыми и гидромеханическими процессами — нагреванием, охлаждением, перемешиванием, сушка — одновременно массообменным и тепловым процессами.
При этом технологическое оборудование, используемое для промышленного производства душистых веществ, абсолютных и эфирных масел, цветочных экстрактов и смол из растительного сырья, делится на основное и вспомогательное.
К основному относится оборудование для осуществления основных процессов химической технологии. 

Соответственно классификации процессов основное технологическое оборудование разделяют на 5 классов:

химические реакторы; 

теплообменные аппараты — теплообменники, холодильники, испарители, конденсаторы; 

массообменные аппараты — сушилки, кристаллизаторы, абсорберы, адсорберы, ионообменники, экстракторы, аппараты для перегонки жидкостей (дистилляторы и ректификаторы) и др.; 

гидромеханические машины и аппараты — аппараты с перемешивающими устройствами, с псевдоожиженным слоем, отстойники, флорентины, фильтры, центрифуги, насосы, компрессоры; 

оборудование для обработки твердых материалов — размолное, смесительное и др. 

Вспомогательным называют оборудование для сбора, хранения и выдачи жидкого и сыпучего сырья, полупродуктов, продуктов, газов и отходов производства. К этому оборудованию относятся емкостная аппаратура для хранения жидкого и сыпучего сырья (цистерны, коробки), газохранилища (газгольдеры, сосуды для сжиженных углеводородных газов), промежуточные, расходные и приемные емкости (сборники, монтежю и мерники для жидкостей, ресиверы для газов, бункеры для сыпучих материалов и контейнеры для отходов производства).

Основным процессом при получении абсолютных и эфирных масел, цветочных экстрактов и смол из растительного сырья является массообмен.
При этом массообменными называются такие технологические процессы, которые сопровождаются переносом вещества! (массы) из одной фазы в другую.
Скорость протекания массообменных процессов определяется! скоростью переноса вещества (скоростью массопередачи).
Перенос вещества из одной фазы в другую осуществляется как молекулярной диффузией, так и конвективным переносом (массоотдачей).
Процесс молекулярной диффузии заключается в переходе молекул вещества из пограничного слоя одной фазы в пограничный слой другой через поверхность раздела фаз вследствие беспорядочного теплового движения молекул. Молекулярная диффузия протекает как в неподвижной, так и в движущейся среде.
Конвективный перенос (массоотдача) заключается в переходе частей веществ, состоящих из большого числа молекул, из глубины одной фазы к поверхности раздела фаз или от поверхности! раздела в глубину другой фазы. Конвективный перенос протекает! в движущейся среде.
При этом массоотдача протекает как в неподвижной, так и в движущейся среде. В неподвижной среде массоотдача заключается в молекулярной диффузии, в движущейся среде — как в молекулярной диффузии, так и в конвективном переносе вещества. Совокупность молекулярной диффузии и конвективного переноса! называется конвективной диффузией (конвекцией).
Конвекция бывает двух видов: естественная (свободная) и вынужденная. Естественная конвекция заключается в перемещении вещества в газовой или жидкой среде под действием внутренних факторов, к которым относятся разность концентраций или температур между различными частями этой среды.
Вынужденная конвекция заключается в перемещении вещества под действием внешних факторов, например, вследствие механического воздействия мешалки, насоса, воздуходувки и т. п. Скорость протекания обоих видов конвективной диффузии зависит от разности концентраций на границе раздела фаз и в ядре потока фазы, от физических свойств среды и скорости ее движения.
В производственных массообменных процессах обычно имеет место совместное протекание молекулярной диффузии и конвективного переноса вещества. Перенос вещества протекает всегда из фазы с большей концентрацией этого вещества в фазу с его меньшей концентрацией и заканчивается при достижении равновесного содержания этого вещества в фазах.
Основными видами процессов массообмена, наиболее широко используемыми в производстве, являются абсорбция, адсорбция, десорбция, экстракция, дистилляция, ректификация, кристаллизация и сушка.

Абсорбция

Абсорбция — это процесс избирательного поглощения газа или пара из газовой смеси жидким поглотителем — абсорбентом. В этом процессе происходит переход вещества из газовой или паровой фазы в жидкую. Переход вещества осуществляется молекулярной и конвективной диффузией за счет разности парциальных давлений извлекаемого газа (пара) в газовой и жидкой фазах.
Абсорбция бывает двух видов: физическая и химическая.
Физическая абсорбция не сопровождается химическим взаимодействием поглощаемого вещества с поглотителем.
Химическая абсорбция, при которой поглощаемый газ (пар) вступает в химическое взаимодействие с поглотителем, называется хемосорбцией.

Адсорбция

Адсорбция — это процесс избирательного поглощения газа, пара или растворенного в жидкости вещества поверхностью твердого пористого поглотителя — адсорбента из газовой или жидкой смеси. В этом процессе происходит переход вещества из газовой или жидкой фаз в твердую. Процесс адсорбции всегда сопровождается выделением тепла.

Адсорбция, так же как и абсорбция, бывает физической и химической (хемосорбция).
Процессы абсорбции и адсорбции часто сопровождаются обратным процессом — процессом десорбции, заключающимся в выделении поглощенного вещества (газа или пара) из абсорбента или адсорбента с целью многократного использования поглотителя или получения поглощенного вещества в чистом виде.
Для проведения процесса десорбции необходим подвод тепла.

Экстракция:

Экстракция — это процесс разделения смеси жидких веществ или извлечения жидкого вещества из твердого тела с помощью растворителя. Процесс экстракции основан на неодинаковой растворимости веществ в том или ином растворителе. При экстракции растворимое вещество легче переходит в растворитель.
При жидкостной экстракции в результате взаимодействия исходного раствора и экстрагента получают экстракт (раствор извлеченного компонента в экстрагенте) и рафинат (остаточный исходный раствор). Полученный экстракт направляют на извлечение из него экстрагированного вещества, а рафинат — на очистку от экстрагента.
При этом экстракторы (приспособления для извлечения) применяются для разграничения таких жидкостей, разделение которых либо практически невозможно, либо экономически невыгодно, а также для разделения смесей веществ, чувствительных к повышенным температурам.
Содержание эфирных масел в сырье, как правило, невысоко, поэтому экстракционные и дистилляционные цеха имеют оборудование для извлечения эфирных масел из большого количества низкоконцентрированных вторичных продуктов производства.

Дистилляция:

Дистилляция (простая перегонка) — это процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образующихся паров. Простая перегонка применяется для предварительного грубого разделения жидких смесей или для их очистки от примесей, смол и т. п.

Ректификация:

Ректификация — это процесс частичного или полного разделения двойных или многокомпонентных жидких смесей, протекающий при непрерывном взаимодействии поднимающихся паров со стекающей им навстречу жидкостью, называемой флегмой. Процесс ректификации состоит из множества процессов частичного испарения и конденсации, протекаемых одновременно. В этом процессе происходит переход вещества из жидкой фазы в паровую и из нее обратно в жидкую. Ректификация применяется для тонкого разделения жидких смесей и получения компонентов в чистом виде.
Процессы ректификации и простой перегонки (дистилляции) являются разновидностью процесса разделения жидких однородных смесей путем частичного испарения разделяемой смеси и последующей конденсации образующихся паров.

Кристаллизация:

Кристаллизация — это процесс выделения твердого вещества из раствора или расплава, сопровождающийся возникновением и ростом кристаллов этого вещества. Очевидно, в этом процессе имеет место переход вещества из жидкой фазы в твердую.
Технология очистки и выделения кристаллических душистых веществ предусматривает ряд операций: растворение сырца (продукта, загрязненного примесями) в специально подобранном растворителе, в который переходят примеси; кристаллизацию (образование кристаллов); отделение кристаллов от растворителя (фильтрованием, центрифугированием); промывку кристаллов, а при необходимости более полной очистки продукта от примесей — перекристаллизацию, то есть двух- или многократную кристаллизацию; сушку с целью удаления растворителя.

Сушка:

Сушка — это процесс удаления влаги из влажных материалов путем ее испарения. Скорость процесса сушки определяется главным образом скоростью диффузии влаги.
Кристаллические душистые вещества, подвергаемые сушке, отличаются низкой конечной влажностью при сравнительно незначительной начальной влажности, термочувствительностью, наличием преимущественно органических легковоспламеняющихся растворителей, способностью накапливать заряды статического электричества, склонностью к сводообразованию во влажном состоянии (в загрузочных бункерах).

Реклама