Энергетический баланс

Помимо материального баланса по сырью, в производстве составляется также энергетический баланс, представляющий соотношение количеств энергии, введенной в технологический процесс и выделенной по его окончании. Например, энергетический тепловой баланс представлен следующим уравнением

Q + Q₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄,

где Q - тепло, введенное в технологический процесс с исходным веществом, Дж; Q₁ - тепло, подводимое извне, Дж; Q₂ - тепловой эффект, полученный за счет экзотермических или эндотермических реакций. Он может иметь знак «+» или «-», Дж; Q₃ - тепло, уходящее с готовым продуктом, Дж; Q₄ - потери тепла, Дж.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МАШИНАХ И АППАРАТАХ

Промышленное производство препаратов характеризуется использованием машин и аппаратов, предназначенных для осуществления различных процессов.

Машины

Машина - это устройство, выполняющее механическое движение с целью преобразования энергии или материалов. В машине сочетаются три основных узла: двигатель, передаточный и исполнительный механизмы. Последние часто объединяются в одно целое, составляя рабочую машину (станок).

Двигатель - это устройство, обеспечивающее движение всех других механизмов машины. Иногда один и тот же двигатель обслуживает группу рабочих машин. Наиболее часто в качестве двигателя используются электромоторы трехфазного тока.

Исполнительный, или рабочий, механизм является основой рабочей машины. Он служит для непосредственного воздействия на предмет труда и производит в нем необходимые изменения, являющиеся целью обработки.

Передаточный механизм - это связующее звено между двигателем и исполнительным механизмом, которое осуществляет свою функцию путем передачи, регулирования, преобразования и распределения первоначального вращательного движения, создаваемого двигателем, и приведения этого движения в работу в соответствии с задачами исполнительного механизма. Передаточные механизмы различных машин имеют между собой много общего и являются сочетанием различных элементарных узлов, позволяющих изменять скорость движения, его направление или преобразовывать одну форму механического движения в другую.

Рис. 3.1. Зубчатая передача.

Рис. 3.2. Шестереночная передача.

Для приема и передачи вращательного движения с вала двигателя на вал рабочей машины служат шкивы и приводные ремни, образующие тягу или привод, а также зубчатые, червячные и другие передачи. Шкив - это колесо с гладкой поверхностью обода, надетое на главный вал машины и прочно с ним скрепленное. Шкивы двигателя и рабочей машины соединяются друг с другом с помощью ремня. Шкив двигателя, начинающий движение, называется ведущим, шкив рабочей машины, воспринимающий движение,- ведомым. Для сохранения одинаковой скорости вращения ведущего и ведомого валов используют шкивы равных диаметров. При наличии шкивов с разными диаметрами скорость движения изменяется обратно пропорционально их диаметру.

Рис. 3.3. Коническая передача.

Рис. 3.4. Червячная передача.

Зубчатая передана представляет собой пару цилиндрических зубчатых колес или шестеренок, с помощью которых осуществляется передача вращательного движения с одного вала на другой и изменяется его направление (рис. 3.1). При использовании шестереночной передачи, состоящей из 3 шестеренок, направление движения можно сохранить (рис. 3.2).

Для передачи вращательного движения ведущего вала на вал, расположенный перпендикулярно или под углом к нему, применяют коническую передачу (рис. 3.3). Для передачи вращения между перекрещивающимися валами применяют червячную передачу. В этом случае на ведущем валу монтируется червяк, а на ведомом - червячное колесо. Угол между осями червяка и червячного колеса обычно равен 90° (рис. 3.4).

К передаточным механизмам, преобразующим, вращательное движение тела в возвратно-поступательное, относятся шатунно-рычажные механизмы: шатунно-кривошипный, эксцентриковый, кулачковый.

Шатунно-кривошипный механизм (рис. 3.5) имеет поступательную пару (1), представляющую собой сочетание направляющего тела и ползуна призматической формы (2), кривошип (3), муфта которого соединяется с шарниром ползуна (4), и шатун - прямолинейный рычаг (5). При вращении ведущего вала кривошип (цилиндрическое тело, расположенное на торце шкива) описывает окружность вокруг его оси, а вслед за ним ползун совершает возвратно-поступательное движение. Амплитуда его равна диаметру окружности, которую описывает ось кривошипа.

Рис. 3.5. Шатунно-кривошипный механизм. Объяснение в тексте.

Рис. 3.6. Эксцентриковый механизм. Объяснение в тексте.

Эксцентриковый механизм (рис. 3.6) представляет собой эксцентрик (1), соединенный с помощью эксцентрической тяги (2) с шарниром ползуна. Эксцентрик - круглый диск, насаженный на вал неподвижно и эксцентрично, т. е. центр диска не совпадает с центром оси вала. Вращаясь вместе с валом, эксцентрик описывает окружность вокруг его оси. Радиус этой окружности (расстояние от оси вращения вала до геометрического центра эксцентрика) называется эксцентриситетом. При вращении эксцентрика ползун (3) совершает возвратно-поступательное движение, амплитуда которого равна удвоенному эксцентриситету эксцентрика.

  Рис. 3.7. Сложный эксцентриковый механизм. Объяснение в тексте.

С целью возможного изменения эксцентриситета (а следовательно, и давления прессования) в таблеточных машинах ударного типа устанавливают сложный эксцентриковый механизм. Он состоит из основного эксцентрика (1), рабочего вала машины (2), на который насажен дополнительный эксцентрик (3).

Последний дает возможность изменять глубину опускания верхнего пуансона (рис. 3.7).

Кулачковые механизмы характеризуются наличием кулака (толкающего тела), который совершает вращательное движение и своей поверхностью толкает другое тело, скользящее по его поверхности. Примером может служить пазовый кулачковый механизм, обеспечивающий возвратно-поступательное движение нижнего пуансона в эксцентриковой таблеточной машине (рис. 3.8).

Пазовый кулачковый механизм представляет собой плоское колесо, расположенное на торцовой части вала. На поверхности колеса вырезан паз, очерчивающий поверхность кулака. В паз помещается каток, связанный посредством рычага с тягой нижнего пуансона.

Рис. 3.8. Пазовый кулачковый механизм.  

Аппараты

Аппарат - механическое устройство, предназначенное для проведения различных технологических процессов. В отличие от машины аппарат не имеет двигателя и передаточных механизмов. Примерами аппаратов являются фильтры, экстракторы, отстойники и т. п.

Контрольные вопросы

1. Какие условия необходимы для осуществления производства лекарственных средств на укрупненных фармацевтических предприятиях?

2. Как организовать производство лекарственных препаратов на укрупненных фармацевтических предприятиях?

3. Что представляет собой технологический процесс? Какова его структура и виды?

4. Что является критерием правильности организации технологического процесса?

5. Какова цель составления материального баланса?

6. Что представляет собой машина, аппарат?

7. Каковы основные направления фармацевтического производства?

Дата добавления: 2015-10-28