Литература для студентов фармацевтических институтов Технология лекарственных форм в двух томах том 2

Молекулярная диффузия обусловлена хаотическим, беспорядочным движением молекул, граничащих друг с другом и находящихся в макроскопическом покое. Математическое выражение молекулярной диффузии, определяющей скорость процесса, представлено уравнением первого закона Фика:

где - скорость диффузии, кг/м; dc – разность концентраций на границе раздела фаз, кг/м³;


dx - изменение толщины диффузионного слоя, м²; D - коэффициент молекулярной диффузии - показывает количество вещества (кг), которое диффундирует в единицу времени (с), через единицу площади (м²), при разности концентраций, равной единице (кг/м ) и толщине слоя - 1 м; знак ( -) - означает направление процесса в сторону уменьшения концентрации (из клетки).
Скорость молекулярной диффузии зависит от температуры, радиуса диффундирующих молекул вещества, вязкости среды.
Конвективная диффузия - это перенос вещества в виде небольших объемов раствора. Математическое выражение скорости диффузии представлено уравнением:

где β - коэффициент конвективной диффузии. Он показывает, какое количество вещества передается через1 м² поверхности фазового контакта в воспринимающую среду в течение 1 с при разности концентрации между слоями, равной единице.
Конвективная диффузия может быть естественной и принудительной. Естественная (свободная) происходит за счет разности плотностей экстрагента и раствора, изменения температуры, гидростатического столба жидкости. Принудительная возникает при перемешивании мешалками, насосами, вибрацией. Коэффициент конвективной диффузии определяется опытным путем и зависит от гидродинамических условий проведения процесса, а ее скорость в 10¹² раз выше молекулярной. Конвективная диффузия представляет больший практический интерес, так как способствует интенсификации процесса массообмена.

14.1.1. Экстрагирование растительного сырья

Экстрагирование растительного материала имеет много особенностей, связанных с его клеточной структурой и физико-механическими свойствами. Биологически активные вещества заключены в клетку, экстра-гент должен проникнуть в нее, преодолев клеточный барьер. Процесс экстрагирования различен для свежего и высушенного сырья. В свежем сырье действующие вещества находятся в растворе внутри клетки, в высушенном - в виде сухих конгломератов в полости клетки (адсорбированы на ее стенках) или порах). Этим обусловлен разный подход к экстрагированию материала: из свежего сырья он сводится к вымыванию клеточного сока из разрушенных клеток и открытых пор. Перенос действующих веществ из неразрушенных клеток в экстрагент не происходит, что объясняется сложностью их строения. Растительная клетка представляет собой живой протопласт, заключенный в клеточную оболочку. Протопласт окружен плазмолеммой и тонопластом, обладающими избирательной проницаемостью. Кроме этих мембран, в клетке имеется много других, окружающих многочисленные вакуоли. Живая клетка находится в состоянии тургора, пристенный слой которой плотно прижат к оболочке. Через клеточные мембраны чистый экстрагент проникает внутрь клетки, они же препятствуют переходу из нее раствора с высокомолекулярными вешествами. Объем клеточного сока увеличивается и внутри клетки возникает гидростатическое давление. Когда оно становится равным осмотическому, проникновение экстрагента в клетку прекращается.