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

6.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СУШКИ

6.1.1. Статика

Влажный материал может не только отдавать влагу путем испарения в окружающую среду, но при определенных условиях и поглощать ее.
Среда, окружающая влажный материал, представляет собой смесь сухого воздуха и водяных паров {влажный воздух). Обозначим через Р_п парциальное давление водяного пара в воздухе или давление чисто го пара. Влаге, содержащейся в материале, соответствует определенное равновесное давление водяного пара над высушиваемым материалом Р_м. Для проведения сушки давление паров влаги у поверхности высушиваемого материала Р_м должно быть больше Р_п, т. е. условием удаления влаги из материала должно быть неравенство Р_м > Р_п.
Давление водяного пара над высушиваемым материалом Р_м зависит от влажности материала, характера связи влаги с ним и температуры. С ростом влажности материала и температуры значение Ям возрастает.
В течение определенного времени сушки влажность материала приближается к некоторому пределу, соответствующему равенству Р_м = Р_п. При этом наступает равновесие обмена влагой между материалом и окружающей средой. Этому состоянию соответствует некоторая устойчивая влажность материала, называемая равновесной, при которой процесс сушки прекращается.
Различают несколько форм связи влаги с материалом: механически удерживаемую (поверхностная влага смачивания, в крупных капиллярах), физико-химическую (адсорбционная в микрокапиллярах, осмотическая влага набухания), химически связанную (кристаллизационная, гидратная).
Влага, заполняющая макрокапилляры, которые пронизывают суховоздушный растительный материал или гранулят, механически связана с ним и наиболее легко удаляется.
Влажность материала может быть обусловлена адсорбцией воды на наружной поверхности пористого материала и на внутренних стенках микрокапилляров и пор. Внутри структуры материала она также удерживается осмотическими силами. В этих двух случаях связь влаги с материалом имеет физико-химическую природу и удалить ее значительно труднее.
Влагу, прочно связанную с материалом, называют гигроскопической. При сушке (при данной температуре и влажности воздуха) она полностью не удаляется. Влага, удаляемая из высушиваемого материала при тепловой сушке, называется свободной. Влажный материал вначале отдает менее прочно связанную влагу смачивания - поверхностную или внешнюю, а также из крупных капилляров. Затем удаляется часть гигро-

скопической из мелких капилляров - адсорбционно связанная и осмотически удерживаемая за счет набухания, внутриклеточная влага.

Химически связанные молекулы воды при сушке не удаляются. Связь влаги с материалом нарушается только в результате химического взаимодействия или прокаливания. Периоды сушки, соответствующие различным видам связи молекул воды с молекулами вещества трудно разграничить. Поэтому на основе экспериментальных данных строят изотермы сорбции, позволяющие установить связь между влажностью материала и воздуха, а также определить равновесную влажность.
Поскольку сушка зависит не только от свойств материала, но и от свойств окружающей среды, необходимо знать свойства сушильного агента - воздуха (его параметры и характер их изменений). Воздух выполняет двойную роль: 1) он является горячим теплоносителем, с помощью которого удаляется влага из материала; 2) средой, в которую она переходит.