Dr. Aigner Zoltán SZTE Gyógyszertechnológiai Intézet Szárítás, hőközlés Dr. Aigner Zoltán SZTE Gyógyszertechnológiai Intézet

Definíció Szárítás: a szilárd anyagban levő nedvesség párologtatással való eltávolítása; folyadékok nedvességmentesítése; zsíros olajok vízmentesítése; levegő vízgőzmentesítése, vízgőztartalmának csökkentése. víz vagy/és más oldószerek (pl. kristályosításnál alkalmazott szerves oldószerek) ANYAGÁTADÁSI MŰVELET

Célja biológiai tartósítás anyag-előkészítés fizikai-kémiai stabilitás biztosítása szállítási tömeg csökkentése nedvességtartalom optimalizálása szilárd gyógyszerkészítményekben felszabadulási sebesség befolyásolása préselhetőség

Kötőerők nedvesség jelenléte esetében Másodlagos kötőerők (van der Waals kötések, intermolekuláris) – a molekulák között működő vonzó (attraktív) ill. összetartó erők (kohéziós erők): diszperziós (London) erők irányítatlan minden poláris és apoláris molekula között jelentkezik dipólus vagy orientációs (Keesom) erők csak dipólus molekulák esetében indukciós (Debye) erők apoláris molekulák poláris és apoláris molekulák

Nedvességfajták Adszorpciós nedvesség: a szilárd anyag molekuláinak szabad felszíni energiájából adódó adszorpciós erők miatt alakul ki. Adhéziós nedvesség: az adott folyadék felületi feszültsége miatt a szilárd anyag felületére víz tapad. Kristályvíz: a kristályokban megkötött víz. Higroszkópos vagy kötött nedvesség: nem kristályos anyagokra jellemző. Kapilláris nedvesség: a kapillárisokban található folyadékmennyiség.

Nedvességfajták osztályozása

A szárítás elvi alapjai I. Hő és anyagátadással járó folyamat. Nedvesség transzportja az anyagon belül a levegővel érintkező fázishatár felé. A nedvesség pára alakban történő eltávolítása az anyagon kívüli gáztérbe. Hőközlés módjai: Vezetés (kondukció): hőcsere a közvetlen szomszédos szilárd részecskék között. Áramlás (konvekció): a részecskék a térben helyüket véltoztatva szállítják a hőt. Sugárzás: A test hőtartalma sugárzó energiává alakulva jut át egy másik szilárd részecskébe. A két részecske között nincs mindig közbeeső közeg (pl. infra hősugárzók).

A szárítás elvi alapjai II. Direkt hőközlés: a hőt a folyadék gőzét felvevő levegővel való közvetlen érintkezés során közöljük Indirekt hőközlés: a hőt az anyaggal érintkező falon keresztül közöljük

A szárítás elvi alapjai III. A szárításra kerülő anyag viselkedése a szárítás alatt: Szárítási idő: ideális, ha t>D, közel a D-hez A Wa B Szárítási görbe: Wc = kritikus nedvességtartalom (a szárítási sebesség csökken) Wd = egyensúlyi nedvességtartalom (a szárítás leáll) Wb nedvességtartalom C Wc D Wd Ta Tb Tc T

A szárítás elvi alapjai IV. Az anyag hőmérsékletének alakulása a szárítás során: D hőmérséklet B C t0 A idő

A szárítás kivitelezése I. A szárítás során egyidőben lezajlódó részműveletek: pára eltávolítása hőközlés szárítandó anyag mozgatása Módszer kiválasztásának szempontjai: anyagi tulajdonságok elérendő cél (pl. végső nedvességtartalom) gyártás jellege (folyamatos, szakaszos) energiaköltségek

A szárítás kivitelezése II. Csoportosítás: felhasznált energia szárító levegő mozgásállapota szárítandó anyag mozgásállapota nyomás hőmérséklet üzemmenet Hőmérséklet alapján: szobahőmérsékletnél magasabb hőmérsékleten szobahőmérsékleten szobahőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékleten Nyomás alapján: légköri nyomáson csökkentett nyomáson

A szárítás kivitelezése III. Csoportosítás I: felhasznált energia hőenergia (elektromos, gáz, infra) szónikus energia (UH) szárító levegő mozgásállapota levegőáramlás nélküli természetes levegőáramlás (pl. hengeres szárítószekrény) mesterséges levegőáramlás (pl. hőlégsterilező, porlasztásos szárítás) szárítandó anyag mozgásállapota nyugvóréteges álló helyzetben (pl. tálcás) mozgásban egy kocsin mozgóréteges mozgás a nehézségi erő hatására (pl. folyamatos üzemű aknaszárító) mozgás mechanikai erő hatására (pl. dobszárító) az áramló közeg mozgat (pl. fluidizációs szárító)

A szárítás kivitelezése IV. Csoportosítás II: nyomás légköri nyomáson csökkentett nyomáson vákuum alatt (pl. liofilezés) hőmérséklet szobahőmérséklet magasabb alacsonyabb üzemmenet szakaszos folyamatos egyenáramú ellenáramú

A szárítás kivitelezése V. Szárítás nedvességmegkötő anyagok segítségével: exszikkátor Rozsnyai edény egyes gyógyszerek (pl. pezsgőtabletták) nedves szilikagél – rózsaszín száraz szilikagél – kék

A szárítás kivitelezése VI. Szárítás sugárzással: infravörös sugárzás – hőhatás Alkalmazás: szárítás szakaszos: nedves anyag vékony rétegeit egymás után helyezik a sugárforrás elé folyamatos: rögzített égősor alatt halad az anyag megszakításos: a besugárzási szünetekben az anyag belsejéből a felszínre kerülhet a nedvesség olvasztás kenőcsalapanyagok kúpalapanyagok mikrohullám

Tálcás szárító levegő ki fűtő levegő be tálca

Fluidizációs szárító levegő ki szűrő perforált lemez szárító kamra levegő be meleg levegő be

Vákuum szárító hűtő kondenzátum gyűjtő vákuum pumpához fűthető tálcák

Porlasztásos szárító folyadék be meleg levegő be porlasztó szárító kamra levegő ki száraz termék

Fagyasztásos szárító hűtő kondenzátum gyűjtő vákuum pumpa fűthető tálcák

Köszönöm a figyelmet!