Порошки, их свойства. Порошки как дисперсные системы. Методы получения порошков. Гранулирование порошков. Гигроскопичность и смачиваемость. Слеживаемость при хранении

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16875
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Порошки, их свойства. Порошки как дисперсные системы. Методы получения порошков. Гранулирование порошков. Гигроскопичность и смачиваемость. Слеживаемость при хранении. Распыляемость порошков. Явление "кипящего слоя". Порошки как лекарственная форма.

Ответ: Порошки – это высококонцентрированные дисперсные системы, дисперсная фаза в которых – контактирующие друг с другом твердые частицы, дисперсионная среда – газ. Термин «порошки» применяют к системам с размером частиц меньшим некоторого критического значения, при котором сила межчастичного взаимодействия соизмерима с массой частиц. Наибольшее распространение получили порошки с размером частиц от 1 до 100 мкм. Поэтому крупы не относят к порошкам, хотя они представляют собой систему Т/Г. По форме частицы в порошках подразделяют на равноосные, имеющие приблизительно одинаковые размеры по трем осям, волокнистые, длина которых значительно больше других размеров, и плоские, длина и ширина которых значительно больше толщины. К основным технологическим свойствам порошков относят: 1) сыпучесть; 2) слеживаемость в процессе хранения, комкование порошков (аутогезия); 3) уплотняемость – изменение объема порошка под действием нагрузки; 4) прилипаемость к стенкам оборудования и тары (адгезия). Сыпучесть – свойство порошка перемещаться в свободном потоке (течение). Способность к течению порошка наблюдается при пересыпании продуктов, пневматическом транспортировании сыпучих продуктов. В отличие от течения сплошных тел течение сыпучих материалов заключается в отрыве слоя частиц от себе подобных или поверхности и в перемещении отдельных частиц или агрегатов частиц при сохранении границы раздела между ними. Сыпучесть порошка уменьшается с увеличением удельной поверхности и шероховатости частиц, усложнением их формы. Слеживание и комкование (аутогезия) порошков приводят к снижению сыпучести, затруднению таких технологических процессов, как смешение, дозировка, транспортировка, ухудшению потребительских свойств порошкообразных продуктов. Аутогезия порошков определяется природой и силой межчастичного взаимодействия и зависит как от условий окружающей среды (температуры, влажности, давления), так и от свойств частиц порошков (дисперсного и фазового состава, морфологических особенностей частиц). Уплотняемость порошка показывает его способность изменять начальную плотность укладки частиц. Это имеет значение в процессах прессования и формования (получение гранул в форме брикетов, плиток, таблеток). Формуемость порошка зависит от формы, размера и состояния поверхности частиц. Характерными свойствами порошков являются способность к течению и распылению, флуидизация (переход в состояние, подобное жидкому) и гранулирование. Порошки, так же как сплошные тела, способны течь под действием внешнего усилия, направленного тангенциально (по касательной) к поверхности. Способность к течению или движению порошка на поверхности слоя наблюдается при пересыпании продуктов или при пневматическом транспортировании сыпучих продуктов. В отличие от течения сплошных тел течение порошков заключается в отрыве слоя частиц от себе подобных или от поверхности и в перемещении отдельных частиц или их агрегатов при сохранении границы раздела между ними, Движение может осуществляться тремя способами: • частицы перекатываются по поверхности; • частицы отрываются и падают обратно, т. е. переносятся «прыжками»; • частицы переносятся в состоянии аэрозоля. Важной характеристикой порошка является его распыляемость при пересыпании. Она определяется силами сцепления между частицами, следовательно, увеличивается при возрастании размеров частиц и уменьшается с увеличением влажности. Существует несколько эмпирических закономерностей: • гидрофобные порошки распыляются лучше, чем гид­рофильные; • порошки из твердых веществ распыляются лучше, чем из мягких; • монодисперсные порошки распыляются лучше поли­дисперсных. Псевдоожижение – это превращение слоя порошка под влиянием восходящего газового потока в систему, твердые частицы которой находятся во взвешенном состоянии, напоминающую жидкость – псевдоожиженный слой. Из-за внешнего сходства с кипящей жидкостью, псевдоожиженный слои часто называют кипящим слоем. Гранулирование (грануляция) – формирование твердых частиц (гранул) определенных размеров и формы с заданными свойствами. По своей природе гранулирование является процессом, обратным флуидизации и распылению. Гранулирование может быть основано на уплотнении порошкообразных материалов с использованием связующих или без них. Оно улучшает условия хранения веществ и транс­портировки; позволяет механизировать и автоматизиро­вать процессы последующего использования продуктов; повышает производительность и улучшает условия тру­да; снижает потери сырья и готовой продукции. Важнейшими методами гранулирования являются сухое гранулирование, мокрое окатывание и прессование. Сухое гранулирование. При сухом гранулировании путем обкатывания в специальных вращающихся барабанах в порошкообразную массу вводят «зародыши» – мелкие плотные комочки того же вещества, что и порошок, или инородные, важно только, чтобы они не были намного тяжелее, чем вещество порошка. При обкатывании порошок как бы налипает на зародыши, и при этом образуются сферические гранулы. Мокрое окатывание. Первая стадия заключается в смачивании частиц порошка связующим, в качестве которого используется вода, сульфит – спиртовая барда, смесь с водой извести, глины, шлаков и других вяжущих материалов. В результате образуются отдельные комочки – агломераты частиц и происходит наслаивание мелких частиц на более крупные. Вторая стадия состоит в уплотнении агломератов в слое материала. Этот процесс осуществляется в барабан­ных, тарельчатых или вибрационных грануляторах. Прессование – получение гранул в форме брикетов, плиток, таблеток путем уплотнения сухих порошков, имеющих влажность до 15%, иногда с последующим дроблением спрессованного материала. Для прессования используют валковые и вальцевые прессы или таблеточные машины. Порошки как лекарственная форма обладают многими преимуществами: 1. Высокая фармакологическая активность, связанная с тонким измельчением лекарственных веществ. 2. Несложность изготовления по сравнению с таблетками, пилюлями. 3. Портативность и большая устойчивость при хранении по сравнению с жидкими лекарственными формами. 4. Универсальность состава. В состав порошка могут входить неорганические и органические вещества, в том числе порошки растительного и животного происхождения, а также небольшие количества жидких и вязких веществ. 5. Возможность регулирования степени дисперсности. Порошки имеют и ряд недостатков: 1. Более медленное по сравнению с растворами действие лекарственных веществ, так как последние в порошках, прежде чем всосаться, должны раствориться. 2. Некоторые вещества в порошках могут изменять свойства под влиянием окружающей среды: а) терять кристаллизационную воду (натрия сульфат, натрия тетраборат и др.); б) поглощать углерода диоксид из воздуха, превращаясь в другие соединения (магния оксид переходит в магния карбонат); в) изменяться под действием кислорода воздуха (окисление кислоты аскорбиновой); г) поглощать влагу из воздуха (отсыревание димедрола, анальгина, экстракта красавки сухого); д) образовывать саморасплавляющиеся при комнатной температуре «эвтектические» смеси, имеющие температуру плавления намного ниже, чем температуры плавления входящих в ее состав компонентов (эвтектики легко образуют ментол, тимол, камфора, фенилсалицилат, резорцин и др.) 3. Порошки могут приобретать посторонний запах, адсорбируя пары пахучих веществ. 4. Некоторые лекарственные вещества в форме порошков оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку (калия и натрия бромиды), которое не наблюдается при их применении в виде растворов. 5. Вещества с горьким вкусом, пахучие и красящие неудобны и неприятны для приема. Такие порошки отпускают больному в капсулах. Некоторые их этих недостатков могут быть легко устранены за счет соответствующей упаковки порошков. По способу применения различают порошки внутренние и наружные (присыпки, нюхательные, для вдуваний). По составу порошки бывают простые и сложные. Простые состоят из одного ингредиента, сложные - из двух или более ингредиентов. По характеру дозирования порошки могут быть неразделенными (недозированными) и разделенными (дозированными). Неразделенные порошки отпускают больному в общей массе, больной самостоятельно осуществляет дозирование. Разделенные порошки дозируются в аптеке. Порошки для внутреннего употребления большей частью прописываются в дозированном виде. Порошки для наружного применения отпускаются почти всегда в неразделенном состоянии. По способу выписывания. Недозированные порошки выписываются только одним способом: врач перечисляет лекарственные вещества, указывая их массы. Дозированные порошки могут быть выписаны двояко: а) врач указывает лекарственные вещества общей массой, указывая затем, на какое число доз они должны быть разделены (разделительный способ); б) врач приводит массу ингредиентов на каждый отдельный прием, а затем указывает число доз (распределительный способ). Второй способ более распространен, потому что прописываемые количества лекарственных веществ совпадают с теми обычными однократными терапевтическими дозами, с которыми врач оперирует при повседневной работе.