Úkolem je vytvořit simulaci sprejového sušení laktózy. Simulace bude zahrnovat převod látky z roztoku do pevné fáze s určenou distribucí velikosti částic a následnou separaci fází. Vstupní proud je tvořen roztokem laktózy (20 kg laktózy na 100 kg vody, 20 °C, 1 atm), který se přivádí do sušárny společně s proudem horkého vzduchu, který má tlak 1,2 atm a musí mít takovou teplotu, a množství, aby zajistil odpaření vody.

Continue reading →

… text zatím není kompletní …

##Zadání:
Navrhněte rektifikační kolonu pro separaci cyklohexanonu ze směsi obsahující 50 % cyklohexanolu a 50 % cyklohexanonu (mol.), která je přiváděna za atmosférického tlaku při svém bodu varu. Cílem je získat proud obsahující cyklohexanon v koncentraci nejméně 95 % hmot.

Kolona může mít maximálně 20 TP. Použitá výplň bude vykazovat tlakovou ztrátu asi 2 kPa na výšku jednoho TP. Kolona může pracovat v rozmezí 10 – 150 kPa.

##Úkoly:
1) Rozhodněte, zda se bude cyklohexanon odvádět v destilátu nebo ve zbytku.
2) Sestavte model destilační kolony s použitím modelu RadFrac.
3) Vyšetřete vliv tlaku, refluxního poměru a počtu TP.
4) Navrhněte několik variant s různým poměrem konstrukčních a provozních nákladů (kvalitativně).
5) Pro zvolené varianty určete vhodné nástřikové patro a dooptimalizujte některou z veličin tak aby proces přibližně vyhověl zadané specifikaci.

##Řešení:
Nejprve je třeba rozhodnout, zda cyklohexanon budeme získávat jako destilát nebo zbytek. To provedeme na základě porovnání tenzí par. Do systému tedy zadáme příslušné látky (*Data| Components*) a provedeme analýzu tenze par v závislosti na teplotě (*Data| Analysis| Property| Pure*). Cyklohexanon je tedy těkavější a bude odcházet v destilátu.

Dále vytvoříme blokové schéma procesu obsahující model rektifikační kolony Radfrac a trojici proudů tak, jak je to naznačeno na obrázku.

Zadáme parametry vstupního proudu (to, že je na bodu varu vyřešíme nastavením *vapour-fraction* = 0).

Zadáme parametry kolony. U veličin zadaných intervalem můžeme použít libovolnou hodnotu, u počtu teoretických pater použijeme raději hodnotu maximální, kvůli požadavkům použitého software. Nezapomeneme připočítat 2 TP na vařák a kondenzátor. Může to vypadat např takto:

Zkusíme provést simulaci, zda nejsou v zadání nějaké chyby a poté vyšetříme vliv zadaných parametrů. K tomu použijeme citlivostní analýzu (*Data| Model Analysis Tools| Sensitivity*). Vytvoříme novou analýzu (*New…*). Nejprve zadáme sledovanou proměnnou, kterou je hmotnostní zlomek zyklohexanonu v destilátu

a poté specifikujeme proměnné jejichž vliv vyšetřujeme. Následující obrázek ukazuje definici refluxního poměru.

Nakonec

Pro výrobu pevného léčiva je předepsané použití API (ve vodě rozpustná sůl polární organické látky) velikosti částic v rozmezí 10 μm – 0,6 mm. Mletím hrubých krystalků v kulovém mlýnu, se získala hmota obsahující částice se širokou distribucí velikosti (jsou obsaženy i částice větší než 0,6 mm a částice menší než 10 μm). Částice jsou symetrické, bez výraznějších jehličkovitých či destičkových rysů.

Hmotnostní obsah částic větších než 0,6 mm nepřevyšuje 1 % hm. Mikroskopickou analýzou byla zjištěna distribuce velikosti částic.

1. Navrhněte způsob pro oddělení požadované frakce.
2. Podrobně specifikujte klíčové parametry provozu navržených zařízení.
3. Jaká bude přibližně hmotnost vyhovující frakce získané ze 10 kg výchozí směsi ?

Continue reading →