فیلتراسیون محلول ها

منابع آلودگی مکانیکی محلول ها.در عمل، آلودگی داروها می تواند در تمام مراحل تولید رخ دهد. آلودگی داروهای تزریقی به سه نوع شیمیایی (محلول)، میکروبی و مکانیکی تقسیم می شود. دو نوع آخر آلودگی ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند: منابع آنها اغلب یکسان است، اکثر ابزارهای مدرن آنها را به طور همزمان نشان می دهند و روش های مقابله با آنها مشابه است.

منابع آلودگی احتمالی بسیار متفاوت است. موارد اصلی عبارتند از: هوای اتاق تولید، مواد خام و حلال، تجهیزات فرآیند، ارتباطات، مواد بسته بندی اولیه (بطری ها، درپوش ها)، پارتیشن های فیلتر، پرسنل تعمیر و نگهداری.

از این منابع ذرات فلز، شیشه، لاستیک، پلاستیک، زغال سنگ، الیاف آزبست، سلولز و غیره می توانند وارد محلول شوند میکروارگانیسم ها را می توان روی تمام ذرات جامد جذب کرد.

یکی از الزامات نسخه GF XI برای داروهای تزریقی، عدم وجود کامل اجزاء مکانیکی قابل مشاهده با چشم غیر مسلح هنگام تولید محلول ها در آمپول (حجم های کوچک) است. برای حجم زیادی از محلول ها (100 میلی لیتر یا بیشتر)، داروخانه های ایالات متحده، انگلستان و استرالیا محتوای ذرات کوچکتر را محدود می کنند. تشدید الزامات خلوص حجم زیادی از محلول ها به این دلیل است که با افزایش حجم محلول، تعداد بیشتری از آخال های مکانیکی وارد بدن بیمار می شود.

شدت عواقب نامطلوب در صورت وجود ذرات خارجی به اندازه، ماهیت و کمیت آنها بستگی دارد. ادخال های مکانیکی در محلول تزریقی می تواند منجر به تشکیل لخته های خون، گرانولوم ها، واکنش های آلرژیک و سایر پدیده های پاتولوژیک شود. بنابراین، کریزوتیل موجود در آزبست می تواند باعث ایجاد نئوپلاسم های بدخیم شود. حجم زیادی از انفوزیون های داخل وریدی ممکن است حاوی ادخال های مکانیکی به شکل الیاف سلولزی و ذرات پلاستیکی باشد که وجود آنها باعث تشکیل میکروترومبی در ریه ها می شود.

و از موارد فوق چنین استنباط می شود که ورود الزامات به اسناد نظارتی کشورهای مختلف برای محدود کردن مقدار ذرات مکانیکی نامرئی با چشم غیر مسلح شرط مهمی برای اطمینان از کیفیت بالای محلول تزریق است.

نظارت ابزاری بر محتوای ناخالصی های مکانیکی در محلول های تزریقی به لطف استفاده از دستگاه های نوری-الکترونیکی امکان پذیر شده است. برای تعیین کمیت ادخال های مکانیکی در مایعات، روش فیلتراسیون از طریق فیلترهای غشایی رایج شده است و در کشور ما نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

عیب اصلی این روش پیچیدگی و خطای زیاد اندازه گیری ذهنی است. روش تلویزیونی این معایب را ندارد، به لطف سیستم Millipore PMS برای شمارش و اندازه گیری ذرات، که همچنین بر اساس فرآیند فیلتراسیون است.

یک دستگاه پیشرفته‌تر برای تعیین تعداد ذرات در محلول‌ها، دستگاه‌هایی هستند که مبتنی بر روش‌های رسانایی و فوتوالکتریک برای تشخیص ذرات هستند.

در اوکراین، بر اساس روش فوتوالکتریک، یک شمارشگر ذرات در مایع نوع GZ 1 ساخته شده است. این دستگاه به شما امکان اندازه گیری ذرات با قطر 5-100 میکرون را می دهد.

بنابراین، اسناد نظارتی و فنی تقاضاهای زیادی برای خلوص محلول های تزریقی دارد که با فیلتراسیون به دست می آید.

مهمترین قسمت هر فیلتر، بافل فیلتر است که ذرات جامد را به دام می اندازد و به راحتی آنها را جدا می کند. این باید استحکام مکانیکی کافی، مقاومت هیدرولیکی و مقاومت شیمیایی کم داشته باشد، امکان بازسازی را فراهم کند و همچنین بدون تغییر در خواص فیزیکوشیمیایی فیلتر، مقرون به صرفه باشد.

الزامات فیلترها و مواد فیلتر برای محلول های تزریق به طور قابل توجهی بالاتر از موارد ذکر شده است.

مواد فیلتر باید تا حد امکان محلول را از تماس با هوا محافظت کنند. به دام انداختن ذرات و میکروارگانیسم های بسیار کوچک؛ دارای استحکام مکانیکی بالا برای جلوگیری از آزاد شدن الیاف و اجزاء مکانیکی. مقابله با شوک های هیدرولیکی و عدم تغییر ویژگی های عملکردی؛ ترکیب فیزیکوشیمیایی و خواص فیلتر را تغییر ندهید. با داروها، مواد کمکی و حلال ها تداخل نداشته باشید. مقاومت در برابر استریلیزاسیون حرارتی

مواد فیلتر باید قبل از استفاده شسته شوند تا مواد محلول، ذرات جامد یا الیاف به طور کامل حذف شوند.

انتخاب پارتیشن‌های فیلتر با ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی محلول فیلتر شده (ظرفیت حلال فاز مایع، فراریت، ویسکوزیته، pH محیط و غیره)، غلظت و پراکندگی فاز جامد، الزامات برای کیفیت تعیین می‌شود. فیلتر، مقیاس تولید و غیره

در تولید محلول ها، فیلتراسیون ریز اغلب به عنوان فیلتر اصلی یا اولیه، قبل از میکروفیلتراسیون استفاده می شود.

بافل های فیلتر که برای این منظور استفاده می شوند می توانند ذرات را هم روی سطح و هم در اعماق مواد فیلتر به دام بیندازند. بسته به مکانیسم نگهداری ذرات، فیلترهای عمیق (صفحه ای) و فیلترهای سطحی یا غشایی وجود دارد.

فیلتراسیون عمقیدر طی فیلتراسیون عمیق، ذرات روی سطح و عمدتاً در ضخامت فیلتر مویرگی متخلخل باقی می‌مانند. ذرات به دلیل ترمز مکانیکی و حفظ در تقاطع الیاف پارتیشن فیلتر جذب می شوند. در نتیجه جذب روی ماده فیلتر یا روی قسمتی از مویرگ که شکل خمیده یا نامنظم دارد. به دلیل تعامل الکتروکینتیکی کارایی فیلتر به قطر، ضخامت فیبر و چگالی ساختار فیلتر بستگی دارد. این روش فیلتراسیون برای سوسپانسیون های با غلظت کم (با محتوای فاز جامد حجمی کمتر از 1٪) توصیه می شود زیرا منافذ به تدریج مسدود می شوند و مقاومت پارتیشن افزایش می یابد.

فیلترهای عمقی از مواد فیبری و دانه‌ای ساخته می‌شوند که بافته، فشرده، متخلخل یا به‌طور دیگری به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک ساختار متخلخل ایجاد کنند.

نمونه هایی از مواد فیبری با منشاء طبیعی عبارتند از پشم، ابریشم، پارچه های پنبه ای، پشم پنبه، جوت، کتان، آزبست و الیاف سلولزی. از الیاف مصنوعی می توان موارد زیر را تشخیص داد: استات، اکریلیک، شیشه فلوئوروکربن، الیاف فلزی و فلز سرامیک، نایلون، نایلون، لاوسان. در صنعت داروسازی علاوه بر این، از پارچه های خانگی و فنی استفاده می شود: ماداپولام، تسمه، تسمه فیلتر، کالیکو، کالیکو فیلتر، کلر، پارچه FPP، پارچه های سلولزی-آزبست.

رایج ترین مواد دانه ای دیاتومیت، پرلیت، کربن فعال و غیره است. دیاتومیت از پوسته سیلیس جلبک - دیاتومه ها به دست می آید. پرلیت یک سنگ شیشه ای با منشا آتشفشانی است که برای ساخت فیلترهای کارتریج استفاده می شود. مواد گرانول برای فیلتر کردن مایعات سخت فیلتر (سیالات بیولوژیکی، محلول ژلاتین برای تزریق و غیره) کاربرد پیدا کرده اند.

فیلترهای عمقی و پیش فیلترهای حاوی آزبست و الیاف شیشه به دلیل احتمال آزاد شدن الیافی که برای بدن مضر هستند یا تشخیص آنها دشوار است، نباید برای محلول های تزریقی استفاده شود.

یک سطح جذب بزرگ می تواند منجر به از دست دادن مواد فعال در فیلتر شود و حفظ میکروارگانیسم ها در منافذ می تواند منجر به تکثیر آنها و آلودگی فیلتر شود. بنابراین، توصیه می شود که چنین فیلترهایی را بیش از 8 ساعت کار نکنید.

فیلتراسیون غشاییفیلتراسیون سطحی با تشکیل رسوب در سطح پارتیشن اتفاق می افتد. رسوب یک لایه فیلتر اضافی را تشکیل می دهد و به تدریج مقاومت کلی هیدرولیکی در برابر حرکت مایع را افزایش می دهد. نقش پارتیشن در این مورد به دام انداختن مکانیکی ذرات است. این گروه شامل فیلترهای غشایی می باشد.

با فیلتراسیون غشایی یا غربالی، تمام ذرات بزرگتر از اندازه منافذ فیلتر روی سطح باقی می مانند. فیلترهای غشایی از مواد پلیمری ساخته شده اند. غشاهای فلوروپلاستیک در محلول های رقیق و غلیظ اسیدها، قلیایی ها، الکل ها، اترها، کلروفرم و روغن ها پایدار هستند. نایلون و پلی آمید - در مواد قلیایی قوی و کلروفرم. پلی آمید سازگاری محدودی با الکل ها دارد. سازندگان مایعاتی را که نمی‌توان فیلتر کرد و محدودیت‌های pH که مواد می‌تواند تحمل کند را نشان می‌دهند.

برای فیلتراسیون غربالی از غشاهای مشبکی به نام هسته ای یا مویرگی متخلخل استفاده می شود. چنین غشاهایی از مواد پلیمری بادوام (پلی کربنات، لاوسان و غیره) ساخته شده اند که در یک راکتور هسته ای بمباران می شوند. ضخامت چنین پارتیشن های فیلترینگ 5--10 میکرون است. در حال حاضر، صنعت داروسازی در خارج از کشور از غشاهای شبکه ای از Nuclepore و Gelman (ساخته شده از کوپلیمرهای آکریلونیتریل و وینیلیلدن کلرید) استفاده می کند.

غشاهای میکرو متخلخل برای خالص سازی محلول هایی که حاوی بیش از 0.1 درصد مواد جامد نیستند استفاده می شود. اثر غربالی فیلترهای غشایی، گرفتگی سریع آنها را در مقایسه با فیلترهای عمیق توضیح می دهد. بنابراین، برای فیلتراسیون محلول‌ها، امیدوارکننده‌ترین ترکیبی از هر دو نوع رسانه فیلتر یا استفاده از یک سیستم فیلتراسیون سریالی در نظر گرفته می‌شود، زمانی که محلول فیلتر شده به طور متوالی از چندین فیلتر غشایی با اندازه منافذ به تدریج کاهش می‌یابد. علاوه بر این، پارتیشن های غشایی باید در مرحله نهایی تمیز کردن، عمدتا برای حذف ذرات کوچک و میکروارگانیسم ها استفاده شود.

فیلتراسیون استریلفیلتراسیون استریل به حذف محلول‌های مواد ناپایدار حرارتی از میکروارگانیسم‌ها، هاگ‌های آنها و مواد زائد (پیروژن‌ها) با استفاده از پارتیشن‌های فیلتر عمقی و غشایی اشاره دارد.

بر اساس طراحی عنصر فیلتر، بین فیلترهای دیسک و کارتریج تمایز قائل می شود. ضخامت غشاء 50-120 میکرون، قطر منافذ 0.002--1 میکرون است. فیلترهای غشایی می توانند تحت خلاء و فشار کار کنند.

اثر اصلی پارتیشن های ریز متخلخل مورد استفاده در این موارد، جذب میکروارگانیسم ها در سطح بزرگی است که توسط دیواره های منافذ فیلتر تشکیل شده است. ظرفیت جذب فیلترها ممکن است به نوع میکروارگانیسم ها، غلظت آنها در محلول و شرایط فیلتراسیون بستگی داشته باشد. تصفیه استریل لزوماً با خالص سازی اولیه محلول تزریق با استفاده از فیلترهای عمقی یا غشایی با قطر منافذ زیاد انجام می شود. پیش فیلترها ذرات مکانیکی و برخی میکروارگانیسم های "بزرگ" را حفظ می کنند.

فیلترهای غشایی مورد استفاده برای فیلتراسیون استریل با مواد، روش به دست آوردن پارتیشن متخلخل و شکل هندسی آن، ویژگی های ساختاری لایه غشای متخلخل و غیره متمایز می شوند.

با توجه به روش تولید، غشاها به هسته ای (از فیلم های ماکرومونومری)، فیلم (از محلول ها و مذاب پلیمرها)، پودری و فیبری طبقه بندی می شوند.

بسته به مواد مورد استفاده، فیلترهای غشایی به انواع زیر طبقه بندی می شوند:

فیلترهای غشایی ساخته شده از پلیمرهای طبیعی. مواد اولیه تولید آنها اترهای سلولزی هستند. غشاهایی از این نوع که به صورت نوار بلند به دست می آیند به صورت دیسک های تخت تولید می شوند. معایب آنها شامل شکنندگی، ناپایداری در برابر همه حلال های آلی (به جز الکل ها) و مقاومت محدود در برابر حرارت است. بنابراین، این غشاها که تولید آنها زودتر از سایرین سازماندهی شد، در حال حاضر به میزان محدودی مورد استفاده قرار می گیرند. برای فیلتر محلول های تهیه شده با حلال های آلی، از غشاهای سلولزی بازسازی شده استفاده می شود که در محیط های آلی پایدار هستند.

فیلترهای غشایی ساخته شده از پلیمرهای مصنوعی. محبوبیت این فیلترها در حال حاضر به دلیل استحکام مکانیکی کافی، الاستیسیته، مقاومت در برابر حرارت و دوام آنها در محیط های مایع مختلف است. میکروفیلترهای ساخته شده از پلیمرهای مصنوعی با روش وارونگی فاز از محلول پلیمری یا با روش کشش کنترل شده تولید می شوند که شامل کشش یکنواخت یک فیلم پلیمری غیر متخلخل، به عنوان مثال، پلی پروپیلن یا فلوروپلاستیک، در همه جهات است. غشاهای پلیمری مصنوعی به طور گسترده برای تولید عناصر فیلتر کارتریج با پارتیشن فیلتر پلیسه دار استفاده می شود. اصلاحات مختلفی از چنین غشاهایی ساخته می شوند که برای طیف گسترده ای از اشیاء فیلتر شده طراحی شده اند.

بنابراین، شرکت Milpore غشاهای ساخته شده از پلی وینیلید دی فلوراید را با خواص آبگریز و آب دوست تولید می کند که به آنها امکان می دهد برای فیلتر کردن آب، محلول های آبی و محیط های آلی استفاده شوند. شرکت Race غشاهای پلی آمیدی دو لایه ای تولید می کند که دارای ویژگی منحصر به فردی مانند پتانسیل الکتروکینتیک طبیعی هستند که مقدار آن به PH محیط بستگی دارد. بار مثبت غشاها به حذف ذرات با بار منفی از مایعات فیلتر شده کمک می کند. این برای آزاد کردن محیط فیلتر شده از میکروارگانیسم ها و برخی از محصولات فعالیت حیاتی آنها و همچنین ریز گنجاندن ماهیت آلی مهم است، زیرا اغلب این اشیاء با بار منفی مشخص می شوند. میکروفیلترهای ساخته شده از پلی تترا فلوئورواتیلن که با خاصیت آب گریزی بالا مشخص می شود نیز برای فیلتر کردن حلال های آلی استفاده می شود. با این حال، استفاده گسترده از آنها به دلیل هزینه نسبتا بالای آنها محدود شده است.

این گروه شامل غشاهای به اصطلاح مسیر یا هسته ای است که از تابش یک فیلم پلیمری غیر متخلخل با فلزات سنگین، یون ها یا قطعات شکافت و به دنبال آن حکاکی شیمیایی مسیرها به دست می آید. این غشاها توسط موسسه فیزیک تجربی و نظری آکادمی علوم روسیه و شرکت Nucleropre در ایالات متحده آمریکا تولید می شوند. فیلترهای هسته ای دارای منافذ استوانه ای هستند که به طور مساوی روی سطح آن توزیع شده اند. به منظور جلوگیری از احتمال ادغام دو منافذ مجاور، Nucleropre غشاهایی تولید می کند که منافذ آنها با زاویه 34 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند.

به خوبی شناخته شده است که سرعت جریان یک مایع چسبناک از طریق یک مویین با طول آن نسبت معکوس دارد. فیلترهای هسته ای نازکترین فیلترها هستند و طول مویرگی کوتاهی دارند.

فیلترهای هسته ای برای استفاده در تصفیه خون، داروهای مایع، محلول های پروتئینی و واکسن ها مورد تایید وزارت بهداشت هستند.

3. فیلترهای غشایی فیبر. آنها با تف جوشی الیاف پلیمری به دست می آیند و فقط به صورت مشروط می توانند به عنوان میکروفیلترهای غشایی طبقه بندی شوند، زیرا در ساختار آنها به فیلترهای الیاف عمق نزدیک هستند. متأسفانه ضخامت کوچک آنها (20 میکرون) از نظر "عقیم" کارایی فیلتراسیون لازم را ارائه نمی دهد.

نوع نسبتاً جدیدی از میکروفیلترها شامل غشاهایی است که به شکل الیاف توخالی ساخته شده اند. عناصر فیلتر تولید شده در چنین سیستم هایی دسته هایی از مویرگ های متخلخل با اندازه های 0.1 تا 0.45 میکرون هستند که به صورت موازی در فلنج های انتهایی قرار می گیرند که تقریباً دو برابر ضخامت غشاهای معمولی است. اما در عین حال، سطح فیلتر یک کارتریج با ارتفاع 250 میلی متر 2-4 برابر بیشتر از سطح فیلتر کارتریج های راه راه سنتی است. الیاف توخالی با فشار دادن یک محلول مذاب یا پلیمری از طریق نازلی با شکل خاصی تولید می شوند. این نوع میکروفیلترها می توانند برای استریل کردن فیلتراسیون بسیار امیدوار کننده باشند، اما نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.

متداول ترین آنها غشاهای لایه لایه عمیق با منافذ کروی-سلولی یا کروی-فیبریلار هستند. آنها از محلول یا مذاب یک پلیمر با استفاده از یکی از سه روش تولید می شوند: قالب گیری خشک، مرطوب یا مخلوط. هنگام استفاده از روش قالب گیری خشک، حلال با تبخیر حذف می شود؛ در هنگام استفاده از روش قالب گیری مرطوب، از یک رسوب دهنده استفاده می شود؛ زمانی که مخلوط می شود، تبخیر جزئی و رسوب پلیمر استفاده می شود. ساختار متخلخل گاهی اوقات با تبدیل یک محلول پلیمری به حالت جامد از طریق یک مرحله ژل شدن به دست می آید. با حذف فاز با وزن مولکولی کم و حفظ حجم اولیه، محصول جامد با تخلخل بالا به دست می آید.

متداول ترین مواد برای ساخت غشاهای نوع عمیق مشتقات مختلف سلولزی، پلی آمیدها، پلی کربنات ها و پلی تترا فلوئورواتیلن هستند. غشاهای نوع عمیق تقریباً 10 برابر ضخیم‌تر از غشاهای مشبک هستند، بنابراین مقدار مایع جذب شده توسط آنها بیشتر خواهد بود. مزیت این فیلتر سرعت گرفتگی کمتر و در نتیجه کارایی بیشتر نسبت به غشاهای مسیر است. غشاهایی از این نوع تقریبا توسط تمامی شرکت هایی که در زمینه توسعه و تولید فیلترهای غشایی فعالیت دارند تولید می شود. تولید آنها در کازان، تالین و غیره ایجاد می شود. معروف ترین آنها فیلترهای Vladipor هستند که توسط موسسه تحقیقاتی تمام روسیه رزین های مصنوعی ساخته شده است. موسسه شیمی فیزیک آلی بلاروس غشاهای میکروفیلتراسیون جدیدی را برای استریل کردن فیلتراسیون از نایلون ایجاد کرده است.

در سال های اخیر، تعداد زیادی از غشاهای سرامیکی کامپوزیت تولید شده توسط متالورژی پودر ساخته شده است. غشاهای سرامیکی از این نوع، به طور معمول، لوله ای با منافذ حدود 15 میکرون، ساخته شده از اکسید آلومینیوم خالص هستند که در داخل آن یک لایه انتخابی از اکسید آلومینیوم به ضخامت 1 میکرون با منافذ از 10 تا 0 قرار دارد. با استفاده از متالورژی پودر یا روش خاکستر ژل. 1 میکرومتر. غشاهای سرامیکی در محیط های آلی و آبی در مقادیر مختلف pH، دما، افت فشار پایدار بوده و در معرض بازسازی هستند. با این حال، تولید فیلترهای استریل به دلیل ضخامت کم لایه انتخابی محدود است.

6. فیلترهای غشایی فلزی. اینها شامل غشاهای نقره تولید شده توسط متالورژی پودر، تولید شده به شکل دیسک با اندازه منافذ 5 است. 3.5; 0.8; 0.2 میکرومتر مزیت این غشاها اثر باکتریواستاتیک آنهاست. غشاهای نقره ای گران هستند، بنابراین در موارد استثنایی از آنها استفاده می شود.

یک اشکال رایج تمام فیلترهای غشایی، آلودگی سریع آنها توسط میکروارگانیسم ها و در نتیجه کاهش بهره وری فرآیند است. چندین روش برای افزایش راندمان فیلتراسیون پیشنهاد شده است:

· لخته سازی میکروذرات.

· استفاده از سونوگرافی.

· استفاده از پیش فیلترها و فیلترها با ساختار ناهمسانگرد.

لخته شدن ریز ذرات به دلیل وجود بارهای الکتریکی در سطح ذرات رخ می دهد. لخته های بزرگ شده به راحتی روی سطح غشاء حفظ می شوند. علاوه بر این، لایه غلظت تشکیل شده از آنها قادر به حفظ ذرات کوچکتر از اندازه خود لخته است. برهمکنش مشابهی بین ذرات باردار مخالف و مواد غشایی رخ می دهد.

استفاده از اولتراسوند لایه غلظت روی سطح غشاء را از بین می برد، در حالی که عملکرد غشا به مرور زمان اندکی کاهش می یابد که باعث افزایش راندمان فرآیند تمیز کردن می شود.

یک جهت امیدوارکننده برای مبارزه با مسدود شدن سریع منافذ، استفاده از یک پیش فیلتر، یک سری غشاهای متوالی با کاهش تدریجی اندازه منافذ، و همچنین استفاده از فیلترهایی با ساختار ناهمسانگرد است.

برای جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی غشا و مسدود شدن منافذ می توان از روش ایجاد لایه سیال در بالای سطح فیلتر استفاده کرد. برای این منظور، استفاده از مهره های پلی استایرن یا شیشه ای با قطر 0.3-0.7 میلی متر پیشنهاد می شود، در حالی که نفوذپذیری فیلتر دو برابر می شود.

بهره وری فرآیند را می توان با ایجاد یک جریان مماسی در سطح فیلتر به طور قابل توجهی افزایش داد، به عنوان مثال، با چرخاندن عنصر فیلتر. برای فیلتراسیون ضدعفونی کننده داروهای مایع، ترجیحاً از فیلتراسیون فشاری نسبت به فیلتر خلاء استفاده می شود. ایجاد فشار به شما این امکان را می دهد که بهره وری فرآیند را افزایش دهید، از نشت در داخل سیستم جلوگیری کرده و محصول نهایی استریل را مستقیماً به مجموعه دریافت کننده هدایت می کند و از تبخیر حلال جلوگیری می کند.

فیلترهای باکتریاییفیلترهای باکتریایی شامل شمع های به اصطلاح سرامیکی هستند که شبیه استوانه های توخالی ساخته شده از چینی بدون لعاب هستند که در یک انتها باز می شوند. آنها از پخت پودرهای سرامیکی با افزودن بایندرها و نرم کننده ها به دست می آیند. این فیلترها دارای منافذ 5-7 میکرون هستند.

فیلتر کردن از طریق آنها به دو روش انجام می شود: یا مایع به فیلتر وارد می شود و با تراوش از دیواره های متخلخل به یک ظرف استریل (شمع های چمبرلین) جریان می یابد یا برعکس، مایع از طریق دیواره ها به داخل شمع نفوذ می کند. و از آنجا به بیرون تخلیه می شود (شمع های برکفلد). شمع ها تحت خلاء (نوع قیف بوشنر) کار می کنند.

صنعت داخلی شمع های فیلتر سرامیکی GIKI (که در موسسه دولتی محصولات سرامیکی توسعه یافته است) با تخلخل های مختلف تولید می کند. برای پیش فیلتراسیون، از فیلترهای F1 و F2 استفاده می شود (به ترتیب اندازه منافذ 4.5-7 میکرون و 2.5-4.5 میکرون). برای عقیم سازی - F11 (0.9 میکرون)، که میکروارگانیسم ها و هاگ های باکتری را به دام می اندازد. با توجه به جوانه زدن فیلترها (مکیدن میکروارگانیسم ها به داخل شمع) لازم است به صورت دوره ای آنها را با کلسینه کردن با استریل کردن همزمان با بخار خشک در دمای 160-170 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت تمیز کنید.

فیلترهای شیشه ای صفحاتی هستند که از دانه های شیشه جوش داده شده اند. برای پیش فیلتراسیون از فیلترهایی با اندازه منافذ بزرگتر استفاده می شود. فیلتر شیشه ای شماره 5 با منافذ 0.7 -1.5 میکرون که تحت خلاء کار می کند، برای فیلتراسیون استریل استفاده می شود.

گروه فیلترهای عمق باکتریایی شامل فیلترهای Seitz و از بین فیلترهای داخلی - فیلتر Salnikov است. پارتیشن فیلتر صفحات آزبست با قطر 300 میلی متر است.

خلوص محلول در طول فیلتراسیون را می توان با استفاده از شمارشگرهای ذرات مخصوص جریان عبوری یا دسته ای کنترل کرد. پس از حصول نتایج رضایت بخش از خلوص محلول از هر نظر، به مرحله پر کردن بطری ها منتقل می شود.

موضوع درس		کار عملی شماره 2 "پاکسازی نمک خوراکی آلوده."
اهداف درس	فعالیت	شکل گیری مهارت های یادگیری دانش آموزان با استفاده از مثال روش های جداسازی و تصفیه مخلوط ها
	موضوعی-آموزشی	انواع مخلوط ها و روش های تمیز کردن آنها را بشناسید کاربرد صحیح قوانین ایمنی هنگام کار با وسایل گرمایشی را درک کنید دانش را برای تمیز کردن عملی نمک خوراکی آلوده به کار ببرید
نتایج درسی برنامه ریزی شده	موضوع	1. دریابید: ماده خالص چیست، مخلوط; چگونه مواد خالص با مخلوط ها تفاوت دارند؟ مخلوط ها کجا استفاده می شوند؟ 2. معرفی و استاد: ساده ترین روش های جداسازی مواد: انحلال، ته نشینی، تخلیه، فیلتر کردن، تبخیر. طبقه بندی مخلوط ها 3. ببندید: آگاهی از مقررات ایمنی در آزمایشگاه های شیمیایی؛ توانایی کار با تجهیزات آزمایشگاهی و وسایل گرمایشی مطابق با مقررات ایمنی؛ ساده ترین تکنیک ها را برای جابجایی تجهیزات آزمایشگاهی انجام دهید: پایه آزمایشگاهی، لامپ الکل. توانایی تعریف مفاهیم، ​​تبخیر، فیلتراسیون، ته نشین شدن
	فرا موضوع	الف) UUD شناختی: توسعه توانایی کار با اطلاعات؛ توسعه توانایی ترکیب مطالب نظری با فعالیت های عملی (به عنوان مثال، شکل گیری استقلال فکری - توانایی ساخت دانش جدید بر اساس تجربه موجود). توسعه توانایی استفاده از روش های مختلف جستجوی اطلاعات؛ توسعه عملیات تفکر: مقایسه، کنار هم قرار دادن، برجسته کردن موارد اضافی، تجزیه و تحلیل، ترکیب، تعمیم، طبقه بندی و غیره. ب) UUD ارتباطی: توسعه توانایی ساخت صحیح بیانیه های گفتاری مطابق با وظایف ارتباطی و نوشتن متون به صورت شفاهی و نوشتاری. توسعه توانایی گوش دادن و شنیدن مخاطب، انجام گفتگو، بیان دیدگاه و استدلال برای آن؛ توسعه توانایی کار در گروه به صورت جفت و کوارتت؛ آموزش تکنیک هایی برای ارائه نتایج فعالیت های گروهی ج) سیستم های کنترل نظارتی یاد بگیرید که یک هدف تعیین کنید و یک برنامه اقدام را ترسیم کنید. توسعه توجه؛ آموزش رعایت اصول ایمنی هنگام انجام آزمایشات آزمایشگاهی؛ توسعه مهارت های عملی در انجام آزمایش های آزمایشگاهی، کار با معرف ها با رعایت مقررات ایمنی، عادت به کار منظم در یک دفترچه (تهیه گزارش در مورد فرم در مورد کار انجام شده) شکل گیری اشکال اولیه بازتاب شناختی و شخصی
	شخصی	توانایی کار مستقل و گروهی؛ قادر به مقایسه، نتیجه گیری، تقویت کمک متقابل بین دانش آموزان؛ ایجاد نگرش محترمانه نسبت به نظرات دیگر، دیدگاه های دیگر؛ انگیزه های فعالیت های آموزشی را ایجاد کرده و شخصی را شکل می دهدمعنای آموزش؛ استقلال و مسئولیت شخصی در قبال اقدامات و تصمیمات خود را توسعه دهند. ایجاد احساسات اخلاقی، حسن نیت و پاسخگویی عاطفی و اخلاقی؛ از طریق ایجاد ارتباطات بین رشته ای، علاقه به شیمی و فعالیت های اجتماعی را تقویت می کند
نوع درس	برای هدف آموزشی پیشرو	درس کارگاهی
	با روش سازماندهی	ترکیب شده
	با توجه به روش تدریس پیشرو	آموزشی- تولید مثلی
روش های تدریس	پایه ای	توضیحی و گویا (علمی و کاربردی)
	اضافی	داستان، توضیح، کار مستقل، تست در مورد موضوع درس
سوالات کلیدی درس		روش های مطالعه برای جداسازی مخلوط های ناهمگن و همگن: انحلال حمایت کردن آب دادن فیلتراسیون تبخیر یاد بگیرید که ظاهر مواد را با حالت تجمع آنها توصیف کنید: جامد مایع
وسایل آموزشی		ESM (پشتیبانی چند رسانه ای، ارائه و تست کنترل سل) کارت دستورالعمل کارت های ریباس تجهیزات و معرف ها: کامپیوتر، پروژکتور، ارائه، دستورالعمل، وظایف تست، شیشه، قیف، لیوان آب، قیچی، کاغذ فیلتر، چراغ الکلی (سوخت خشک)، کبریت، نگهدارنده، اسلاید، مخلوط نمک و ماسه.

در طول کلاس ها:

مراحل درس	زمان	هدف	فعل و انفعالات با دانش آموزان	مواد و روش ها آموزش	FOUD*	اهداف آموزشی و شناختی درس		قالب گیری شده UUD	مواد و روش ها درجات/ اعتماد به نفس
						فعالیت معلمان	فعالیت دانشجو
مرحله سازمانی		بررسی آمادگی دانش آموزان، ایجاد نگرش مثبت در کار	سلام بچه ها! امروز در درس با روش های تصفیه مواد آشنا می شویم. برای اینکه بفهمیم با چه ماده ای کار خواهیم کرد، پازل های شماره 1، شماره 2، شماره 3 را با توجه به اعداد آزمایشگاهی حل کنید.	روش فعال - کار گروهی - حل سه پازل در گروه های آزمایشگاهی		آمادگی را بررسی کنید دانش آموزان، ايجاد كردن نگرش مثبت نسبت به کار	خوش آمدی معلمان آمادگی خود را برای درس بررسی می کنند. بچه ها حدس می زنند	نظارتی: هدف گذاری موفق فعالیت. شخصی: مثبت ابراز کنید ارتباطی:	خود چک / چک متقابل.
به روز رسانی دانش مرجع		جمع بندی کودکان به فرمول بندی موضوع و صحنه سازی اهداف درس	درست. این مواد نمک، ماسه رودخانه، آب هستند. امروز ما کار عملی شماره 2 را انجام خواهیم داد. دفترهای خود را برای کارهای عملی باز کنید و موضوع کار عملی را یادداشت کنید. من شما را از اهداف درس آگاه می کنم. نمک زیادی در کجای زمین یافت می شود؟	روش سنتی درک پیام است		ول کن کودکان به فرمول بندی موضوع و صحنه سازی اهداف درس	پیام دانش آموز در مورد نمک: پیوست 6	نظارتی: هدف گذاری موفق فعالیت. ارتباطی جدید: شکل گیری توانایی گوش دادن و شنیدن. شخصی: مثبت ابراز کنید نگرش نسبت به فرآیند شناخت، تمایل به یادگیری چیزهای جدید را نشان می دهد.	خود چک / چک متقابل. حسابداری فعالیت دانش آموزان در گروه امتیازات پاداش
			بیان مسئله برای تحقیق در آزمایشگاه ها ما از نمک خالص استفاده می کنیم، اما نمک طبیعی حاوی ناخالصی های زیادی است. وظیفه : کیسه های نمک و ماسه رودخانه ای با کامیون حمل شد. دو کیسه ترکید و محتویات آنها مخلوط شد. به چه روش هایی می توانید مخلوط حاصل را جدا کنید؟ پیشنهادات شما.	روش سنتی - درک کار یادگیری روش فعال - کار فردی در نوت بوک		تعیین تکلیف برای تحقیق در گروه های آزمایشگاهی	به بیانیه مشکل گوش دهید در مورد کار پیشنهادی بحث کنید. راه های حل مشکل را پیشنهاد کنید	نظارتی: هدف گذاری موفق فعالیت. ارتباطی: شکل گیری توانایی گوش دادن و شنیدن. شخصی: مثبت ابراز کنید نگرش نسبت به فرآیند شناخت، تمایل به یادگیری چیزهای جدید را نشان می دهد.	خود چک / چک متقابل. حسابداری فعالیت دانش آموزان در گروه امتیازات پاداش
تشکیل مراکز آموزشی جدید		مطالعه دستورالعمل برای انجام کار عملی مقایسه نتایج تجربی	چهار آزمایشگاه علمی فعالیت خواهند کرد: Lab-I JSC Talosto آزمایشگاه JSC Metakhim-PhosAgro آزمایشگاه JSC "Volkhovkhleb" آزمایشگاه SES (معلم شما یک محقق ارشد است، من کیفیت کار را کنترل می کنم و کار گروه ها را در برگه ارزیابی ثبت می کنم. نمره درس شامل سه درجه خواهد بود. اول - برای صحت آزمایش و انطباق با مقررات ایمنی، دوم - برای تهیه گزارش، سوم - برای آزمایش کنترل سل.	روش فعال - کار فردی در نوت بوک روش فعال - کار به صورت جفت، گروهی			دستورالعمل های انجام کار عملی را مطالعه کنید انجام کارهای عملی به صورت دو نفره مقایسه نتایج تجربی در گروه ها	مهارت های عملی مانند حل کردن یک ماده، تهیه فیلتر، فیلتر کردن، تبخیر شکل می گیرد و مهارت های استفاده از دستگاه گرمایش، پایه آزمایشگاهی و هدایت گرمایش نیز تثبیت می شود. هنگام انجام کار، موارد زیر ایجاد می شود: توانایی مشاهده، ثبت نتایج، دقت و دقت در کار	خود چک / چک متقابل. حسابداری فعالیت دانش آموزان در گروه امتیازات پاداش
توسعه روش های فعالیت ذهنی		تهیه گزارش از کارهای انجام شده انجام یک آزمون برای تثبیت دانش جدید	گزارشی از کار انجام شده تهیه کنید برای تثبیت دانش جدید تستی بدهید	فعال - کار فردی در نوت بوک فعال - به صورت جفت، گروه کار کنید		مشاهده کار دانش آموزان کمک و مشاوره در تهیه گزارش ثبت نتایج در برگه امتیاز	در یک دفترچه گزارش تهیه کنید نتایج آزمون را به صورت جفت و گروه مقایسه کنید تحویل دفترچه های گزارش کارگاهی و تست	هنگام انجام کار موارد زیر ایجاد می شود: توانایی ثبت دقیق عملیات انجام شده کار در یک دفترچه در قالب گزارش.	خود چک / چک متقابل با در نظر گرفتن فعالیت دانش آموزان در گروه برگه امتیازات (پیوست 3) امتیازات پاداش
مرحله نهایی		تکالیف: 1) قوانین ایمنی را بدانید. 2) روش های جداسازی مخلوط های همگن و ناهمگن. 3)برنامه ای برای جدا کردن مخلوط تهیه کنید: شکر گرانول و برنج.	تکالیف را در دفترچه یادداشت، دفترچه یادداشت کنید	فعال - کار فردی در دفترهای خاطرات، کتابهای کار		اطلاع رسانی تکالیف	تکالیف درس بعد را یادداشت کنید	هنگام ضبط تکالیف، موارد زیر ایجاد می شود: توانایی نوشتن دقیق مطالب در دفترچه خاطرات یا کتاب کار	مقاله ارزشیابی
		انعکاس	زیر کلمه متناظر با پاسخ پرسشنامه ادراک دانش در درس خط بکشید.	فعال - کار فردی در پرسشنامه		پرسشنامه-بازتاب	دانش آموزان با سوالات کار می کنند، پاسخ را در پرسشنامه ها برجسته می کنند	هنگام کار با پرسشنامه، موارد زیر ایجاد می شود: توانایی تدوین دقیق، کافی، شایستگی و دقیق پاسخ ها بر اساس تأمل	جمع بندی کار هر دانش آموز مقاله ارزشیابی
		و در پایان درس ما می خواهم از همه برای کارشان تشکر کنم. درس تمام شد. خداحافظ.							نمره دادن به کار در کلاس

* FOUD - شکل سازماندهی فعالیت های آموزشی دانش آموزان (F - پیشانی ، I - فردی ، P - جفت ، G - گروه

پیوست 1

دستورالعمل انجام کار عملی شماره 2

هدف کار

پیش رفتن :

مخلوط ماسه و نمک را در آب حل کنید. بگذارید مخلوط ته نشین شود

یک دستگاه فیلتر جمع کنید: یک فیلتر از کاغذ صافی تهیه کنید و آن را به اندازه قیف تنظیم کنید.

مخلوط را فیلتر کنید (دکانسی کنید).

2-3 قطره از فیلتر را روی یک لام شیشه ای بریزید، آن را در یک گیره (نگهدار لوله آزمایش) محکم کنید، شیشه را با دقت گرم کنید و تبخیر کنید.

وضعیت وظایف	پیش رفتن	مشاهدات	نقاشی ها	نتیجه گیری
	حل شدن انحلال
	Decantation Filtration
	تبخیر
نتیجه گیری کلی

پیوست 1a (گزینه ممکن)

دستورالعمل انجام کار عملی شماره 2.

"پاکسازی نمک خوراکی آلوده"

هدف کار : تحکیم دانش در مورد مواد خالص و مخلوط. نمک سفره آلوده را عملاً تصفیه کنید.

تجهیزات و معرفها: پایه آزمایشگاهی، بشر، قیف، لیوان آب، قیچی، کاغذ صافی، چراغ الکلی، کبریت، نگهدارنده، اسلاید، مخلوط نمک و ماسه.

پیش رفتن :

مخلوط ماسه و نمک را در آب حل کنید.

یک دستگاه فیلتر را جمع کنید، یک فیلتر را از کاغذ صافی برش دهید و آن را به اندازه قیف تنظیم کنید.

مخلوط را فیلتر کنید؛

مقدار کمی از فیلتر را در یک فنجان چینی بریزید و تبخیر کنید.

به سوالات پاسخ دهید: الف) ماهیت مخلوط های جدا شده چیست؟

ب) روش های جداسازی بر چه اساسی است؟

بر اساس نتایج آزمایشات، جدول را پر کنید و نتیجه بگیرید.

نمونه گزارش کار:

وضعیت وظایف	پیش رفتن (مراحل کار، عملیات اصلی)	مشاهدات	نقاشی ها	نتیجه گیری
نمک خوراکی آلوده را تمیز کنید	حل شدن انحلال
	Decantation Filtration
	تبخیر
نتیجه گیری کلی	ما عملاً تصفیه نمک خوراکی را انجام دادیم و با ساده ترین روش های جداسازی مخلوط های ناهمگن و همگن آشنا شدیم.

پیوست 2.

تست آگاهی از مقررات ایمنی

1. در آزمایشگاه شیمی مدرسه چگونه باید رفتار کرد؟

الف) می توانید یک میان وعده بخورید

ب) می توانید معرف ها را بدون استفاده از دستورالعمل مخلوط کنید

ج) می توانید بدوید و صدا ایجاد کنید

د) محل کار باید تمیز و منظم نگه داشته شود

2. هنگام کار با لامپ الکلی چه کارهایی نباید انجام دهید؟

الف) آتش را با کلاه خاموش کنید

ب) سبک با کبریت

ج) نور از یک لامپ الکلی دیگر

د) با الکل اتیلیک پر کنید

3. فنجان چینی در شعله یک چراغ الکلی گرم می شود و نگه می دارد:

الف) دست ها

ب) نگهدارنده

ب) با فورسپس

د) بر روی یک حلقه سه پایه نصب شده است

4. نمک خالص شده به دست آمده:

الف) می توانید آن را در اتاق شیمی میل کنید

ب) شما نمی توانید آن را در آزمایشگاه شیمی چشید

5. در صورت ریختن محلول یک ماده چه باید کرد:

الف) به معلم یا دستیار آزمایشگاه اطلاع دهید

ب) مواد ریخته شده را خودتان با استفاده از دستمال تمیز کنید

ب) وانمود کنید که هیچ اتفاقی نیفتاده است

د) به یک دوست بگویید

پاسخ های خود را در جدول قرار دهید

پیوست 3.

برگه ارزیابی.

p/p	ف، من دانش آموز	آماده شدن برای کار		در محل کار سفارش دهید	آزمایش کنید	گزارش	آشنایی با قوانین ایمنی
	الکساندروف دیمیتری
	بولشاکوا واروارا
	واسیپوف آندری
	گراسیموا الکساندرا
	اگورووا ماریا
	کلیموتکو آنتون
	کوسوف دانیل
	کوستریوکوف تیمور
	ماووریشنینا والریا
	نیکیفوروا داریا
	پانتلیکین ایلیا
	پراسول آرتم
	سالین ولادلن
	اسکوتنیکوا صوفیه
	اسنیاتکووا دیانا
	تبریاوا آناستازیا
	تبریاوا ماریا
	تریفانوف الکساندر
	تروخین گئورگی
	اوتکینا آرینا
	فدوتووا لورا
	چادیوک ولادیمیر
	چیستیاکوا کارینا
	چوپراکووا صوفیه
	شوستویچ دیمیتری
	شوتووا الکساندرا

پیوست 3a (بر اساس گروه ها)

برگه ارزیابی

p/p	ف، من دانش آموز	آماده شدن برای کار	فرهنگ تجربی	در محل کار سفارش دهید	آزمایش کنید	گزارش	آشنایی با قوانین ایمنی
	آزمایشگاه شماره 1 JSC "Volkhovkhleb"
	Gr.1
	کوسوف دانیل
	بولشاکوا واروارا
	سالین ولادلن
	اسکوتنیکوا صوفیه
	Gr.2
	پانتلیکین ایلیا
	کوستریوکوف تیمور
	شوستویچ دیمیتری
	Gr.3
	الکساندروف دیمیتری
	اگورووا ماریا
	چادیوک ولادیمیر
	آزمایشگاه شماره 2 JSC "MetakhimPhosAgro"
	Gr.1
	تروخین گئورگی
	واسیپوف آندری
	فدوتووا لورا
	تبریاوا آناستازیا
	Gr.2
	نیکیفوروا داریا
	اوتکینا آرینا
	چیستیاکوا کارینا
	شوتووا الکساندرا
	آزمایشگاه شماره 3 JSC "Talosto"
	Gr.1
	پراسول آرتم
	ماووریشنینا والریا
	تبریاوا ماریا
	تریفانوف الکساندر
	Gr.2
	اسنیاتکووا دیانا
	گراسیموا الکساندرا
	کلیموتکو آنتون نمک	REBUS شماره 2 شن	اب از طریق کار من در کلاس I	راضی/ناراضی
درس به نظرم آمد	کوتاه بلند
من مطالب درسی را داشتم	واضح / روشن نیست
تکلیف به نظرم می رسد	جالب / جالب نیست

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

ضمیمه 5

انعکاس

پیوست 6

پیام دانش آموز در مورد نمک:

بیشتر (71 درصد) سطح سیاره زمین توسط اقیانوس ها و دریاها پوشیده شده است. اقیانوس فقط آب نیست، بلکه آب کاملاً شوری است که در هر 1 لیتر آب 35 گرم نمک دارد. اگر تمام اقیانوس را تبخیر کنید و نمک حاصل را به طور مساوی روی زمین بپاشید، با یک لایه صد و پنجاه متری نمک پوشیده می شود.

نمک سفره یک ماده معدنی است که مردم به طور طبیعی از آن استفاده می کنند. دریاچه های نمک و ذخایر سنگ نمک (هالیت) زیادی در قزاقستان وجود دارد. آنها به عنوان منبع تولید نمک خوراکی عمل می کنند. بزرگترین ذخایر در دشت خزر، منطقه دریای آرال، در کنار رود ایرتیش است. حداقل دو هزار سال پیش استخراج نمک خوراکی با تبخیر آب دریا آغاز شد. این روش برای اولین بار در کشورهایی با آب و هوای خشک و گرم ظاهر شد، جایی که تبخیر آب به طور طبیعی اتفاق افتاد. با گسترش آن، آب شروع به گرم شدن مصنوعی کرد.

6 گرم بسیاری از افراد از این هنجار (20 برابر) فراتر می روند و در نتیجه به سلامت خود آسیب می رسانند. "مرگ سفید" باعث اختلال در کلیه ها، متابولیسم و ​​بیماری های قلبی عروقی می شود.

پیوست 7

فرهنگ لغت شیمی

(یادداشت روی تابلو)

• ASDموجودNIE
• از جانبSTAIVANIE
• DEکانتاTsIA
• FILTROوانی
• اواپراتوربیدNIE
• FILTROکاغذ دیواری
• FILTR
• FILTRAT
• کریستاLLY

پیوست 8

فرمول های مواد

(یادداشت روی تابلو)

• نمک خوراکی NaCl (کلرید سدیم)
• SiO2 ماسه رودخانه (اکسید سیلیکون)
• اچ2 O آب (اکسید هیدروژن)

روش‌هایی برای محلول‌های تمیز کردن. فیلتراسیون،

ویژگی های فرآیند. مواد برای

فیلتر کردن. نامگذاری، جهت

بهبودها

طرح:

مشخصات کلی فرآیند

مبانی نظری فرآیند:

عوامل موثر بر سرعت فیلتراسیون مکانیزم فیلتراسیون

روش های فیلترینگ

ویژگی های پارتیشن فیلتر:

الزامات. طبقه بندی.

5. دستگاه های فیلتراسیون:

طبقه بندی.

دستگاه و اصل کار.

1. عمومیمشخصهروندفیلتراسیون- فرآیند جداسازی سیستم های ناهمگن از جامد

فاز پراکنده با استفاده از یک پارتیشن متخلخل که اجازه عبور مایع را می دهد (فیلتر کردن) و جامدات معلق (رسوب) را حفظ می کند.

این فرآیند نه تنها به دلیل حفظ ذرات بزرگتر از قطر مویرگ های پارتیشن، بلکه به دلیل جذب ذرات توسط پارتیشن متخلخل و به دلیل لایه رسوب تشکیل شده (نوع دوغابی فیلتراسیون) انجام می شود. ).

2. نظریاصول اولیه فرآیند

حرکت مایع از طریق غشای فیلتر متخلخل عمدتاً انجام می شود آرامشخصیت. اگر فرض کنیم که مویرگهای پارتیشن دارای سطح مقطع دایره ای و طول یکسان هستند، وابستگی حجم فیلتر به عوامل مختلف از قانون پوازوی پیروی می کند:

Q=F·z·π·r·ΔP·τ/8·η·l·α,

F - سطح فیلتر، متر مربع؛

z تعداد مویرگها در هر متر مربع است.

r شعاع متوسط ​​مویرگها، m است.

ΔP - اختلاف فشار در هر دو طرف پارتیشن فیلتر (یا افت فشار در انتهای مویرگها)، n/m 2؛

τ - مدت زمان فیلتر کردن، ثانیه؛

η ویسکوزیته مطلق فاز مایع در n/s-m2 است.

1 - طول متوسط ​​مویرگها، متر مربع؛

α - ضریب تصحیح برای انحنای مویرگی؛

Q حجم فیلتر، m3 است.

در غیر این صورت، حجم مایع فیلتر شده با سطح فیلتر (F)، تخلخل (r, z)، افت فشار (ΔΡ)، مدت زمان فیلتراسیون (τ) نسبت مستقیم و با ویسکوزیته مایع، ضخامت، نسبت معکوس دارد. پارتیشن فیلتر و انحنای مویرگ ها. از معادله Poiseuille، معادله نرخ فیلتراسیون (V) به دست می آید که با مقدار مایع عبوری از سطح واحد در واحد زمان تعیین می شود.

پس از تبدیل معادله پوازوی به شکل زیر در می آید:

V = ΔР/R رسوب + R nepe-settings

که در آن R مقاومت در برابر حرکت سیال است. از این معادله تعدادی توصیه عملی برای انجام منطقی فرآیند فیلتراسیون دنبال می‌شود. یعنی برای افزایش اختلاف فشار در بالا و پایین پارتیشن، یا فشار بیشتری در بالای پارتیشن فیلتر ایجاد می شود و یا در زیر آن خلاء ایجاد می شود.

2.1. مکانیسم فیلتراسیون

جداسازی جامدات از مایعات با استفاده از بافل فیلتر فرآیند پیچیده ای است. برای چنین جداسازی نیازی به استفاده از پارتیشن با منافذی که اندازه متوسط ​​آن کمتر از اندازه متوسط ​​ذرات جامد است وجود ندارد.

مشخص شده است که ذرات جامد با موفقیت توسط منافذ بزرگتر از اندازه متوسط ​​ذرات باقی مانده حفظ می شوند. ذرات جامد حمل شده توسط جریان سیال به بافل فیلتر در معرض شرایط مختلفی قرار می گیرند.

ساده ترین حالت زمانی است که ذره روی سطح بماند. پارتیشن هایی که اندازه آنها بزرگتر از سطح مقطع اولیه منافذ است. اگر اندازه ذرات کوچکتر از اندازه مویرگی در باریکترین بخش آن باشد، پس:

ذره می تواند از پارتیشن همراه با فیلتر عبور کند.

ذرات را می توان در داخل پارتیشن در نتیجه جذب روی دیواره های منافذ حفظ کرد.

ذره را می توان به دلیل ترمز مکانیکی در محل پیچش منافذ حفظ کرد.

کدورت فیلتر در ابتدای فیلتراسیون با نفوذ ذرات جامد از طریق منافذ غشای فیلتر توضیح داده می شود. وقتی پارتیشن ظرفیت نگهداری کافی را به دست آورد، فیلتر شفاف می شود.

بنابراین، فیلتر کردن با دو مکانیسم انجام می شود:

به دلیل تشکیل رسوب، زیرا ذرات جامد تقریباً به منافذ نفوذ نمی کنند و در سطح پارتیشن باقی می مانند (نوع فیلتراسیون دوغابی).

به دلیل مسدود شدن منافذ (بسته شدن نوع فیلتراسیون)؛ که در آن

تقریباً هیچ رسوبی تشکیل نمی شود، زیرا ذرات در داخل منافذ باقی می مانند.

در عمل این دو نوع فیلتر با هم ترکیب می شوند (نوع فیلترینگ مختلط).

عوامل موثر بر حجم فیلتر و در نتیجه سرعت فیلتراسیون به دو دسته تقسیم می شوند:

هیدرودینامیک؛

فیزیکی و شیمیایی

عوامل هیدرودینامیکی- این تخلخل پارتیشن فیلتر، مساحت سطح آن، اختلاف فشار در دو طرف پارتیشن و سایر عواملی است که در معادله Poiseuillet در نظر گرفته شده است.

عوامل فیزیکوشیمیایی- این درجه انعقاد یا پپتیزاسیون ذرات معلق است. محتوای ناخالصی های رزینی و کلوئیدی در فاز جامد؛ تأثیر لایه الکتریکی دوگانه که در مرز فازهای جامد و مایع ظاهر می شود. وجود یک پوسته حلال سازی در اطراف ذرات جامد و غیره تأثیر عوامل فیزیکوشیمیایی، که ارتباط نزدیکی با پدیده های سطحی در سطح مشترک دارند، در اندازه های کوچک ذرات جامد قابل توجه می شود، که دقیقاً همان چیزی است که در محلول های دارویی در معرض فیلتراسیون مشاهده می شود.

3. مواد و روش هافیلتر کردن

بسته به اندازه ذراتی که باید حذف شوند و هدف از فیلتراسیون، روش های فیلتراسیون زیر متمایز می شوند:

فیلتر درشت- برای جداسازی ذرات با اندازه 50 میکرون یا بیشتر؛

فیلتراسیون خوب- حذف ذرات با اندازه 1-50 میکرون را تضمین می کند.

استریلفیلتراسیون (میکروفیلتراسیون)برای حذف ذرات و میکروب های اندازه گیری 5-0.05 میکرون استفاده می شود. در این واریته گاهی اوقات از اولترافیلتراسیون برای حذف پیروژن ها و سایر ذرات با اندازه 0.1-0.001 میکرون استفاده می شود. فیلتراسیون استریل در موضوع: "اشکال دوز تزریقی" مورد بحث قرار خواهد گرفت.

تمام دستگاه های فیلتر در صنعت فیلتر نامیده می شوند. بخش اصلی کار آنها پارتیشن های فیلتر است.

4. خصوصیاتفیلتر کردنپارتیشن ها

الزامات:

باید ذرات جامد را به خوبی حفظ کند.

مقاومت هیدرولیکی کمی در برابر جریان فیلتر دارند.

آسان برای بازسازی؛

در برابر اثرات شیمیایی فازهای جدا شده مقاوم باشد.

در یک محیط مایع متورم نکنید.

دارای مقاومت مکانیکی کافی؛

دارای مقاومت حرارتی در دمای فیلتر کردن؛

در دسترس و ارزان باشد

طبقه بندی کردنفیلتر پارتیشن ها با توجه به ویژگی های مختلف.

1. بر اساس موادکه از آن ساخته شده اند:

پنبه؛

پشمی؛

مصنوعی؛

شیشه؛

سرامیک؛

فلز؛

فلز سرامیک.

این طبقه بندی هنگام انتخاب یک پارتیشن با توانایی خاصی برای مقاومت در برابر عمل محیط های شیمیایی تهاجمی مناسب است.

2. بر اساس ساختار:

• انعطاف ناپذیر.

پارتیشن های انعطاف پذیر می توانند فلزی یا غیرفلزی باشند و همچنین از مواد مخلوط تشکیل شده اند. پارتیشن های انعطاف ناپذیر می توانند صلب یا غیر صلب باشند.

3. با توجه به خواص فیزیکی:

قابل تراکم

تراکم ناپذیر؛

دانه دار

پارتیشن های تراکم پذیر از پارچه های پنبه ای، الیاف مصنوعی و سایر مواد شل ساخته می شوند که می توانند تحت فشار فشرده شوند.

پارتیشن های تراکم ناپذیر به صورت دیسک، کارتریج شیشه ای، سرامیک، فلز-سرامیک و ... تولید می شوند. آنها تحت فشار فشرده نمی شوند، چگالی بالا و عملکرد بالایی دارند.

پارتیشن های گرانول لایه ای از شن و ماسه آزاد ریخته شده، ماسه کوارتز، زغال سنگ، سیلیکاژل و ... در دستگاه های مخصوص هستند.

4. بر اساس اصل عملکرد، آنها به فیلترهایی تقسیم می شوند که عمل می کنند:

در فشار اتمسفر؛

در کمیابی (خلاء)؛

با فشار اضافی

فیلترها،کار کردن در فشار اتمسفر(یا تحت فشار یک ستون مایع) می تواند کار کند Vدو حالت:

الف) فشار توسط مایعی که مستقیماً روی پارتیشن فیلتر قرار دارد ایجاد می شود. اینها قیف فیلتر، فیلتر شیشه ای، فیلتر کیسه ای و فیلتر مخزن ته نشینی هستند. دومی یک ظرف استوانه ای با کف کاذب مشبک است که مواد فیلتر روی آن قرار می گیرد. فیلتر از طریق لوله پایین تخلیه می شود.

ب) فشار توسط مایع فیلتر شده ایجاد می شود که از مخزن فشار به تنظیم کننده سطح تامین می شود و در ارتفاع ثابت حفظ می شود.

5. دستگاه های فیلتراسیون

فیلترهایی که تحت خلاء کار می کنند، فیلترهای Nutsch هستند.

فیلترهای Nutsch در مواردی که لازم است رسوبات تمیز و شسته شده به دست آورید راحت هستند. استفاده از این فیلترها برای مایعات دارای رسوبات مخاطی، عصاره ها و محلول های اتر و الکل توصیه نمی شود، زیرا اتر و اتانول در خلاء سریعتر تبخیر می شوند، به خط خلاء مکیده می شوند و وارد جو می شوند.

فیلترهایی که تحت فشار بیش از حد کار می کنند - نوشیدنی -فیلترهاافت فشار بسیار بیشتر از فیلترهای مکش است و می تواند بین 2 تا 12 اتمسفر باشد. این فیلترها از نظر طراحی ساده، بسیار کارآمد هستند و به شما این امکان را می دهند که رسوبات مایع چسبناک، بسیار فرار و با مقاومت بالا را فیلتر کنید. اما برای تخلیه رسوب باید قسمت بالایی فیلتر را برداشته و به صورت دستی جمع آوری کرد.

فیلتر قاب- پرس متشکل از یک سری قاب و صفحات توخالی متناوب، با موج‌ها و شیارها در دو طرف است. هر قاب و صفحه توسط پارچه فیلتر از هم جدا می شوند. تعداد قاب ها و اسلب ها بر اساس میزان بهره وری، کمیت و هدف لجن در 10-60 قطعه انتخاب می شود. فیلتراسیون تحت فشار 12 اتمسفر انجام می شود. فیلتر پرس ها بهره وری بالایی دارند، رسوبات خوب شسته شده و فیلتر شفاف تولید می کنند و تمام مزایای فیلترهای دراک را دارند. با این حال، برای فیلتر کردن باید از مواد بسیار بادوام استفاده شود.

فیلتر "قارچ"می تواند هم در خلاء و هم در فشار بیش از حد کار کند. واحد فیلتر شامل: یک ظرف برای مایع فیلتر شده. فیلتر "قارچ" به شکل یک قیف که روی آن پارچه فیلتر (پشم پنبه، گاز، کاغذ، کمربند و غیره) وصل شده است. گیرنده، کلکتور فیلتر، پمپ خلاء.

بنابراین، فیلتراسیون یک فرآیند مهم در مفهوم تکنولوژیکی است. این دارو به طور مستقل استفاده می شود یا می تواند بخشی جدایی ناپذیر از طرح تولید چنین محصولات دارویی باشد. چگونهمحلول‌ها، آماده‌سازی‌های استخراج، رسوبات خالص‌شده و غیره. کیفیت این محصولات به دستگاه‌های فیلترینگ به‌درستی انتخاب‌شده، مواد فیلتر، سرعت فیلتراسیون، نسبت فازهای جامد و مایع، ساختار فاز جامد و ویژگی‌های سطح آن بستگی دارد.

کار عملی شماره 3

موضوع:تمیز کردن نمک سفره.

هدف: تکرار قوانین ایمنی هنگام کار با تجهیزات آزمایشگاهی و وسایل گرمایشی؛ تکرار روش ها برای تصفیه مواد؛ تسلط بر مهارت های عملی در استفاده از روش های تصفیه مواد؛ نمک سفره را از آلاینده ها پاک کنید.

تجهیزات:مخلوطی از نمک خوراکی و ماسه رودخانه، یک سه پایه، یک چراغ الکلی، یک لیوان آب، یک کاغذ صافی، یک میله شیشه ای، یک چراغ الکلی، یک فنجان چینی.

قوانین ایمنی هنگام کار با تجهیزات آزمایشگاهی.

وقتی لوله آزمایش در قفسه محکم می شود، باید لوله آزمایش را در گیره محکم کنید تا از بین نرود و در عین حال بتوان آن را جابجا کرد. ممکن است یک لوله محکم بسته شود. لوله آزمایش نه در وسط، بلکه در نزدیکی سوراخ بسته می شود. برای جدا کردن لوله آزمایش از قفسه، باید پیچ ​​را باز کنید.

هنگام اتصال یک لیوان به سه پایه، آن را روی شبکه مخصوصی که روی حلقه سه پایه قرار داده شده است، قرار می دهند.

لیوان چینی روی یک حلقه بدون شبکه قرار می گیرد.

قوانین ایمنی هنگام کار با لامپ الکلی.

هنگام استفاده از لامپ الکلی، نباید آن یا چراغ الکل دیگری را روشن کنید، زیرا ممکن است الکل بریزد و آتش سوزی شود.

برای خاموش کردن شعله لامپ الکلی باید با درپوش آن را ببندید.

یاد آوردن!

1) برای تصفیه مواد از چه روش هایی استفاده می شود؟

2) به نظر شما از کدام یک از این روش ها برای تمیز کردن نمک خوراکی از شن و ماسه استفاده کنیم؟

دستورالعمل کار عملی شماره 3 ”تمیز کردن نمک سفره."

حل کردن نمک سفره آلوده(مخلوط نمک و ماسه)

تقریباً 20 میلی لیتر در لیوانی با نمک آلوده بریزید. اب. برای تسریع در انحلال، محتویات را با میله شیشه ای بدون تماس با دیواره های لیوان به دقت هم بزنید.

تصفیه محلول حاصل با فیلتراسیون.

برنج. 1 شکل 2

برای ساخت فیلتر، دیسک فیلتر را دو بار از وسط تا کنید (شکل 1).

فیلتر باز شده را داخل قیف قرار دهید و با آب مرطوب کنید، آن را صاف کنید تا محکم در قیف قرار گیرد. قیف را داخل حلقه سه پایه قرار دهید. انتهای آن باید دیواره داخلی شیشه ای را که محلول فیلتر شده در آن جمع آوری شده است لمس کند. محلول کدر را با استفاده از میله شیشه ای داخل فیلتر بریزید (شکل 2).

فیلتر به دست آمده را در یک فنجان چینی بریزید و آن را روی حلقه سه پایه قرار دهید. در شعله حرارت دهید و گهگاه فیلتر را هم بزنید تا آب کاملاً تبخیر شود. نمک حاصل را با نمک اصلی مقایسه کنید. (شکل 3)

4. از کارهای انجام شده طبق برنامه گزارشی تهیه کنید:

1. چیکار کردی؟

2. چه چیزی را مشاهده کردید؟

اهداف درس:

مشاهده محتویات سند
” کار عملی ” تمیز کردن نمک سفره ” درجه 8 ”

موضوع: کار عملی شماره 3 پاکسازی نمک خوراکی آلوده»

اهداف درس:

· علاقه دانش آموزان به موضوع را فعال کنید.

· یک ماده جدید، اهمیت آن در طبیعت و زندگی انسان را معرفی کنید.

اهداف درس:

· توسعه و تقویت مهارت های آزمایش شیمیایی.

· فعالیت شناختی را توسعه دهید.

· کار گروهی را یاد بگیرید.

· با ساده ترین روش تصفیه مواد آشنا شوید و به آنها مسلط شوید: انحلال، فیلتر کردن، تبخیر.

· تقویت دانش مقررات ایمنی در یک آزمایشگاه شیمیایی.

تجهیزات:

· سه پایه آزمایشگاهی با حلقه.

· لامپ الکلی.

· قیف.

· میله شیشه ای

· لیوان شیمیایی (2 عدد).

· شیشه کشویی.

· دارنده.

· کاغذ فیلتر.

مواد:

· نمک خوراکی آلوده.

· آب مقطر.

طرح درس

1. سخنرانی مقدماتی توسط معلم.
2. ارائه آزمایشگاه ها.
3. مقررات ایمنی.
4. آزمایش کنید.
5. تهیه گزارش از کارهای انجام شده.

در طول کلاس ها:

زمان سازماندهی

قوانین سل

کار را بخوانید.

طبق دستورالعمل کار را ادامه دهید.

دستورالعمل انجام کار
مخلوط را در آب حل کنید	1. 2-3 قاشق غذاخوری نمک سفره آلوده را در یک لیوان بریزید. 2. در همان لیوان آب بریزید به طوری که لیوان تقریباً ½ حجم آن پر شود. 3. با میله شیشه ای هم بزنید. از قسمتی از چوب که حلقه لاستیکی روی آن است استفاده کنید.
آماده سازی فیلتر کاغذی	1. فیلتر را تا کنید. برای انجام این کار، آن را از وسط تا کنید و بدون باز کردن، دوباره از وسط تا کنید. مخروط به دست آمده را باز کنید تا یک لایه کاغذ در یک طرف و سه لایه در طرف دیگر وجود داشته باشد. فیلتر را داخل قیف قرار دهید. 2. موقعیت صحیح فیلتر را در قیف بررسی کنید: باید به خوبی روی دیواره های قیف قرار گیرد و حدود 0.5 سانتی متر به لبه آن نرسد. 3. فیلتر را با آب خیس کنید.
فیلتراسیون	1. قیف را در حلقه سه پایه قرار دهید. ساقه قیف باید با دیواره شیشه گیرنده تماس داشته باشد. 2. میله شیشه ای را طوری نگه دارید که انتهای آن به سمت لایه سه گانه کاغذ صافی باشد. 3. مایع صاف شده را با دقت روی چوب بریزید. اطمینان حاصل کنید که مایع به لبه فیلتر نمی رسد.
تبخیر (کریستالیزاسیون)	1. فیلتر را در یک فنجان تبخیر چینی بریزید. 2. فنجان را روی حلقه سه پایه قرار دهید.

یک گزارش ایجاد کنید.

نام تجربه طراحی.	چه چیزی را مشاهده کردید؟	نتیجه گیری (به سؤالات پاسخ دهید، سؤالات را بازنویسی نکنید)
1. مخلوط را در آب حل کنید. دفاع.	چه چیزی را مشاهده کردید؟ _____________________ شن و ماسه رودخانه و نمک خوراکی چه شد؟ ______________________	چرا استفاده از انحلال در آب و ته نشین شدن مخلوط آبی در این کار ضروری است؟ ________________________
2. فیلتراسیون.	در هنگام فیلتراسیون چه مواردی را مشاهده کردید؟ _______________________	در نتیجه فیلترینگ چه چیزی به دست آوردی؟ ________________________
3. تبخیر (کریستالیزاسیون)	چه چیزی را مشاهده کردید؟ _______________________ کریستال هایی را که دریافت می کنید با نمک خوراکی آلوده ای که به شما داده شده است مقایسه کنید. _____________________	در نهایت چه ماده ای بدست آوردی؟ ________________________ خواص فیزیکی ماده حاصل را شرح دهید. ________________________

نتیجه: ___________________________________

(نتیجه گیری از هدف کار)