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

14.1.5. Массопередача вещества от поверхности растительного материала в экстрагент

В настоящее время предложено несколько теорий для объяснения этого процесса, например пленочная теория массоотдачи веществ и теория диффузионного слоя.
Согласно пленочной теории массоотдача веществ происходит путем молекулярной диффузии через неподвижную пленку экстрагента, находящегося на поверхности материала Вещества с поверхности растительного сырья переносятся в поток экстрагента путем свободной молекулярной диффузии, скорость которой зависит от площади и толщины пленки По теории диффузионного слоя на поверхности сырья имеется пристенный, пограничный (ламинарный) слой, в который переносятся вещества из пор растительного материала. Скорость массопереноса в большей степени зависит от толщины этого слоя, который в свою очередь определяется скоростью движения экстрагента, коэффициентом молекулярной диффузии, вязкостью растворителя, расстоянием между слоями с разной концентрацией. Толщина пограничного слоя постоянно меняется в зависимости от движения экстрагента. При энергичном перемешивании пограничный слой уменьшается и переходит в диффузионный подслой. При турбулентном потоке жидкости толщина пограничного диффузионного слоя может стать равной нулю и тогда молекулярная диффузия заменяется на конвективную. Массоперенос веществ в движущемся слое экстрагента осуществляется конвективной диффузией, скорость которой определяется главным образом гидродинамикой процесса

14.1.6. Виды массопереноса

В процессе экстрагирования лекарственного растительного сырья сочетается три вида массопереноса: 1) массоперенос внутри растительного материала, скорость которого характеризуется коэффициентом внутренней диффузии – D_B; 2) в клеточном соке и пограничном диффузионном слое, определяющимся коэффициентом - D_c; 3) конвективный, характеризующийся величиной коэффициента - β.
Суммарный коэффициент массопередачи при экстрагировании растительного сырья определяется следующим уравнением:

где К, Dc, Da - соответственно коэффициенты массопередачи, свободной молекулярной диффузии, внутренней диффузии; / - размер частиц, м, S - толщина пограничного слоя, м.
Коэффициент свободной диффузии определяется уравнением Эйнштейна:

где k - постоянная величина Больцмана; Т - абсолютная температура, град; R - радиус диффундирующих частиц, м; η- вязкость раствора, н/с-м².
Он зависит от температуры и концентрации раствора. Коэффициент внутренней диффузии имеет более низкую величину, на нее влияют число и диаметр пор, структура материала. Коэффициент конвективной диффузии больше коэффициента свободной диффузии и является определяющим для процесса экстрагирования в целом.
Для расчета коэффициента массопередачи пользуются уравнением:

где - коэффициент массопередачи.