ДИСПЕРГУВАННЯ

ДИСПЕРГУВАННЯ (лат. dispergere — розсипати, розсіювати + pulverisatio — подрібнення) — тонке подрібнення твердих або рідких тіл (речовин) у середовищі, що їх оточує. Д. є одним із шляхів отримання більш тонких дисперсних фармацевтичних систем у формі порошків, суспензій, емульсій, аерозолів тощо. Д. рідин у газах (повітрі) зазвичай називають розпилюванням, а в рідинах, що не змішуються одна з одною — емульгуванням. Д. твердих тіл відбувається внаслідок механічного деформування з руйнуванням тіла. Процес Д. відбувається за допомогою різних механічних зусиль: роздавлювання, стирання, розрізування, розривання, розколювання, удару (рисунок). На практиці при Д. ці зусилля поєднуються, напр., Д. у ступці характеризується поєднанням стирання з роздавлюванням, у дискових млинах — розриву і стирання. Для кристалічних порошків найбільш прийнятним є Д. роздавлювання з розтиранням, для рослинної сировини — розтирання з розривом, для ламких матеріалів — розколювання з розтиранням.

7567658

Д. не є суто механічним процесом, тому умови Д. визначаються не тільки когезійними характеристиками, структурою й складом тіла, що диспергується, але й фізико-хімічними особливостями навколишнього середовища. Механічним Д. отримують дисперсії з розміром часток від 10 до 1 мкм. Д. потребує затрати роботи тим більшої, чим вищі необхідний ступінь подрібнення й поверхнева енергія на межі подрібнюваного тіла з навколишнім середовищем, тому що вони приблизно пропорційні. У процесі отримання більш дрібних (менших) часточок їх міцність зростає, чим пояснюється різке зниження ефективності Д. для часток діаметром від 1 до 0,1 мкм. При Д. розмір часток різних речовин вирівнюється, що дозволяє досягти рівномірності змішування, точності дозування й запобігти розшаруванню суміші порошків при зберіганні. При Д. одночасно відбувається два процеси: роз’єднання часток під дією докладених зусиль і збільшення дрібних часток під дією взаємного притягнення. Коли вказані процеси врівноважуються, Д. вважають закінченим. Після досягнення досить високого ступеня подрібнення часточки починають злипатися між собою, а їх подальше Д. припиняється. Подальше Д. призводить до агрегації часток та відволожування порошків. Якщо необхідно досягти більшої дисперсності порошків, то для насичення вільної поверхневої енергії проводять Д. за наявності допоміжних речовин або летких рідин. Невеликі кількості ПАР-диспергаторів сприяють Д. твердих тіл, що пояснюється проникненням рідини в найменші щілинки, які утворюються внаслідок механічної дії (ефект Ребіндера) та адсорбції на поверхнях, що виникають, знижуючи при цьому поверхневу енергію. Більш раціональним (економічним) є Д. суміші речовин, ніж кожного компонента окремо, оскільки при цьому вони подрібнюються одночасно незалежно один від одного.

Для ефективного Д. рідин при отриманні емульсій необхідне введення емульгаторів та стабілізаторів. Адсорбуючись на поверхні утворюваних крапельок і даючи структуровані шари з підвищеною в’язкістю та пружністю, вони зменшують поверхневий натяг і цим полегшують Д. та перешкоджають коалесценції (зворотне злиття дрібних крапель у великі). Емульгаторами-стабілізаторами можуть бути і тверді часточки тонкодисперсних порошків, які прилипають до поверхні крапельок. Такі добавки (диспергатори, змочувачі, пептизатори) можуть служити стабілізаторами рідких фармацевтичних систем, що утворюються, перешкоджаючи коагуляції або коалесценції часток, утримуючи їх у стані тонкої суспензії або емульсії.

У разі дуже значного зниження поверхневої енергії на межі певного тіла з навколишнім середовищем (при переході до досить ліофільних двофазних систем) Д. стає самопливним процесом і відбувається без затрати зовнішньої енергії під впливом теплового броунівського руху відокремлюваних часток, напр. при розведенні лужних мил у воді.

У лабораторіях та аптеках невеликі кількості твердих тіл диспергують у ступках або за допомогою великої кількості малогабаритних апаратів — млинків різних конструкцій. У промислових умовах Д. проводять за допомогою млинів різних конструкцій (кульових — для отримання часток до 100–10 мкм, вібраційних, віброкавітаційних та струменевих (мікронізація) — до 10–1 мкм, колоїдних — для отримання ще дрібніших часток). Інтенсивне Д. може бути здійснене акустичними методами за допомогою звукових і ультразвукових коливань (ультразвукові свистки та сирени для емульгування, апарати з магнітострикційними перетворювачами для одержання суспензій, хвильові концентратори для генерування аерозолів). При Д. рідин застосовують також турбулентне (вихрове) перемішування, різного роду гомогенізатори — апарати для отримання однорідних емульсій — роторно-пульсаційні апарати. Ефективне Д. може також бути проведене при перетиранні досить концентрованих, а тому дуже структурованих суспензій та емульсій; Д. менш концентрованих суспензій при таких же витратах енергії та швидкостях практично не відбувається або відбувається менш ефективно. Тонке Д. АФІ прискорює процес їх розчинення, вивільнення із лікарської форми та всмоктування в організмі, що приводить до підвищення терапевтичного ефекту. В аптеках для приготування суспензій та емульсій використовують змішувач емульсій та суспензій електричний (ЗЕС) та подрібнювач тканин-1, -2, а також різні апарати для Д. лікарської рослинної сировини.

Тонке Д. широко використовується в інших галузях народного господарства, напр. при отриманні цементів, пігментів, наповнювачів, компонентів твердих сплавів, кераміки та металокераміки, борошна та інших харчових продуктів, кормових концентратів тощо з метою їх активізації, тобто для підвищення інтенсивності взаємодії з навколишнім середовищем та з іншими речовинами. У техніці Д. застосовується при тонкому шліфуванні під час оброблення поверхні твердих тіл (мінералів, металу, скла). У природі Д. відбувається при різних геологічних процесах.

 БСЭ. — М., 1972. — Т.8; БМЭ. — М., 1977. — Т. 7; Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. — М., 1976; Краткая химическая энциклопедия. — М., 1961. — Т. 1; Ребіндер П.А. Поверхностые явления в дисперсных ситемах. Физико-химическая техника. — М., 1979; Українсько-російський тлумачний словник термінів з фармацевтичної технології / І.М. Перцев, В.І. Чуєшов, Л.Д. Шевченко та ін. — Х., 1993; Энциклопедический словарь аптечного работника /Ред. кол. В.П. Калашников, И.И. Левинштейн, А.К. Мельниченко и др. — М., 1960.