Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Перцев И.М. -> "Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств. Том 2" -> 31

Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств. Том 2 - Перцев И.М.

Перцев И.М. Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств. Том 2 — Х.: НФАУ, 1999. — 442 c.
Скачать (прямая ссылка): farmacevticheskiemetodit21999.djvu
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 191 >> Следующая

Математическое выражение коэффициента диффузии дано Эйнштейном
D=RT 1
N0 6я/Т| ’
где R — газовая постоянная, R = 8,32 Дж/град. • моль- Т — абсолютная температура'No — число Авогадро, No = 6,06 -10 ; г[ — вязкость раствора, н/с • м ; г — радиус диффундирующих частиц, м.
Процесс диффузии через клеточную мембрану сложнее, чем свободная молекулярная диффузия. Массоперенос веществ, растворенных в клеточном соке, осуществляется через клеточные стенки в межклеточное пространство путем внутренней диффузии. Молекулы диффундирующего вещества сорбируются материалом клеточной мембраны, диффундируют через нее и десорбируются с другой ее стороны. Скорость диффузии вещества через мембрану определяется при этом градиентом концентрации по обе стороны клеточной стенки и свойствами самой мембраны. После выноса вещества из клетки их диффузия становится свободной молекулярной.
Коэффициент внутренней диффузии в порах растительною материала бывает на 2-3 порядка меньше коэффициента свободной диффузии:
dM dc

Для выражения коэффициента диффузии в порах растительного материала в уравнение Эйнштейна вводится поправочный коэффициент В, учитывающий все сложности процесса:
Л -RT 1 я
вн ~ No впщ Р •
Массоперенос веществ от поверхности растительного материала в раствор является последней стадией процесса экстрагирования. В результате высокой концентрации “первичного сока” внутри клетки создается значительное осмотическое давление, вызывающее диффузионный обмен между содержимым клеток и окружающей их жидкостью с меньшим осмотическим давлением. Вначале из клеток диффундируют более подвижные молекулы с меньшей молекуляр-
ной массой. Медленнее диффундируют сложные высокомолекулярные вещества. Наименьшая скорость диффузии у коллоидных компонентов.
Согласно теории диффузионного слоя механизм этого процесса следующий. На поверхности сырья имеется пристенный пограничный слой экстрагента, в который переносятся вещества из пор растительного материала. Скорость массопереноса в большей степени зависит от толщины этого диффузионного програничного слоя, который постоянно меняется в зависимости от движения экстрагента. При энергичном перемешивании пограничной слой уменьшается и переходит в диффузионный подслой. Молекулярная диффузия заменяется конвективной при турбулентном потоке жидкости, когда толщина пограничного слоя может стать равной нулю.
Конвективная диффузия — это перенос вещества в виде небольших объемов его раствора. Этот вид диффузии по скорости значительно быстрее и происходит в результате перемешивания, вибрации, повышения температуры, т.е. причин, вызывающих перемещение жидкости, а вместе с ней растворенного вещества в турбулентном потоке. При конвективной диффузии размер молекул диффундирующего вещества, вязкость растворителя, кинетическая энергия молекул становятся второстепенными. Главными для скорости конвективного переноса вещества становятся гидродинамические условия (скорость и режим движения жидкости). Обычно скорость конвективного переноса несравнимо больше скорости молекулярного переноса.
Скорость конвективной диффузии можно выразить таким уравнением:
dM _ „ dc -Л
где р — коэффициент конвективной диффузии, характеризующий скорость массопереноса в движущемся слое экстрагента, омывающего сырье.
Конвективная диффузия может быть естественной (свободной), происходящей за счет разности плотностей экстрагента и раствора, изменения температуры и гидростатического столба жидкости, а также принудительной, которая возникает при перемешивании мешалками, насосами, вибрацией и т.д. Конвективная диффузия способствует интенсификации процесса массообмена.
Таким образом, процесс экстракции растительного сырья характеризуется тремя видами массопереноса:
1) “внутренней” диффузией (массоперенос внутри частиц растительного сырья), количественно оцениваемой коэффициентом DBh;
2) массопереноеом в клеточном соке и пограничном диффузионном слое, количественно оцениваемым коэффициентом D;
3) массопереноеом в движущемся слое экстрагента (конвективная диффузия), количественно оцениваемым коэффициентом р.
Для количественной оценки общего переноса вещества, каким бы способом он не осуществлялся, существует понятие “маесопере-дача”. Суммарный коэффициент массопередачи при экстрагировании сырья определяется уравнением
*= 1
1 IS’
? + Аш + D
ще р, Dbh, D — соответственно коэффициенты конвективной, внутренней и свободной молекулярной диффузии; 1 — размер частиц, м; S — толщина пограничного слоя, м.
Для аналитического расчета коэффициента массопередачи обычно используют выражение, полученное из уравнения масеопереноса:
m = К • F • ДСт,
где m — количество проэкстрагиро ванного вещества; F — поверхность экстрагирования; ДС — среднелогарифмическая разность концентраций; т — время экстрагирования; ДСн и ДСк — начальная и конечная разности концентраций. Отсюда
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 191 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed