所謂的烘干作業(yè)即干燥就是去除各種物料濕分的過(guò)程,這些物料可以是固體、液體或氣體,固體又可分大塊料、纖維料、顆粒料、細粉料等等,而濕分一般是物料中的水分,也可以是其它溶劑。
鄭州泰達作為專(zhuān)業(yè)的烘干機械和設備生產(chǎn)廠(chǎng)家長(cháng)期致力于物料烘干方法的研究。今天為您講解三種常用的干燥方法。
第一種方法是化學(xué)除濕法,泰達的技師告訴我們這樣方法主要是利用吸濕劑除去氣體、液體、固體物料中的少量水分,由于吸濕劑的除濕能力有限,僅用于除去物料中的微量水分。因此生產(chǎn)中應用很少。
我們的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,高濕物料一般會(huì )先用機械脫水法去除大量的自由水分,之后再采取其它干燥方式進(jìn)行干燥。 而所謂的機械脫水法,泰達的技師告訴我們這是通過(guò)對物料加壓的方式,將其中一部分水分擠出的一種干燥方法。
這種方法經(jīng)常采用的方式是沉降,過(guò)濾,壓榨和離心分離等。這種方法只能除去物料中部分自由水分,結合水分仍殘留在物料中。
當前這種干燥方法是一種最節約成本的。 最后一種干燥方法當屬加熱干燥了,技師告訴我們,這種方法才是我們常說(shuō)的干燥,主要是利用熱能加熱物料,氣化物料中的水分。
這種方法利用空氣來(lái)干燥物料,空氣是預先被加熱送入烘干機的,將熱量傳遞給物料,氣化物料中的水分,形成水蒸汽,并隨空氣帶出烘干設備。物料經(jīng)過(guò)加熱干燥,能夠除去物料中的結合水分,達到產(chǎn)品或原料所要求的含水率。
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干燥方法
干燥就是從各種物料中去除濕分的過(guò)程,各種物料可以是固體、液體或氣體,固體又可分大塊料、纖維料、顆粒料、細粉料等等,而濕分一般是物料中的水分,也可以是其它溶劑。在此以水分為對象。
干燥設備的干燥方法有三類(lèi):
(1) 機械脫水法
機械脫水法就是通過(guò)對物料加壓的方式,將其中一部分水分擠出。常用的有壓榨、沉降、過(guò)濾、離心分離等方法。機械脫水法只能除去物料中部分自由水分,結合水分仍殘留在物料中,因此,物料經(jīng)機械脫水后物料含水率仍然很高,一般為40~60%。但機械脫水法是一種最經(jīng)濟的方法。
(2) 加熱干燥法
也就是我們常說(shuō)的干燥,它利用熱能加熱物料,氣化物料中的水分。除去物料中的水分需要消耗一定的熱能。通常是利用空氣來(lái)烘干物料,空氣預先被加熱送入干燥機,將熱量傳遞給物料,氣化物料中的水分,形成水蒸汽,并隨空氣帶出干燥器。物料經(jīng)過(guò)加熱干燥,能夠除去物料中的結合水分,達到產(chǎn)品或原料所要求的含水率。
(3) 化學(xué)除濕法
是利用吸濕劑除去氣體、液體、固體物料中的少量水分,由于吸濕劑的除濕能力有限,僅用于除去物料中的微量水分。因此生產(chǎn)中應用很少。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,對于高濕物料一般均盡可能先用機械脫水法去除大量的自由水分,之后再采取其它干燥方式進(jìn)行干燥。
信息來(lái)源于:
1、常壓干燥 即在一個(gè)大氣壓條件下的干燥稱(chēng)常壓干燥,本法設備簡(jiǎn)單,常用箱式干燥器(烘箱或烘房),缺點(diǎn)是干燥時(shí)間長(cháng),可能因過(guò)熱而使不耐熱成分破壞,而且易結塊。
2、減壓干燥 減壓干燥是在密閉容器中抽真空后進(jìn)行干燥的方法。此法優(yōu)點(diǎn)是溫度較低,產(chǎn)品質(zhì)松易粉碎。
此外,減少了空氣對產(chǎn)品的不良影響,對保證產(chǎn)品質(zhì)量有一定意義。特別適合于含熱敏感成份的物料。
常用器械為減壓干燥器。干燥效果取決于真空度的高低與被干燥物堆積的厚度。
3、噴霧干燥 噴霧干燥系指用霧化器將液態(tài)物料分散成霧滴,并利用熱空氣來(lái)干燥霧滴而獲得干品的一種方法。 此法能直接將溶液、混懸液、乳狀液干燥成顆粒或粉末,省去進(jìn)一步蒸發(fā)、粉碎操作。
其原理是將被干燥的液體物料經(jīng)霧化器分散成許多細小的液滴,進(jìn)入流動(dòng)的熱空氣流中,由于其總表面積極大,故干燥速度極快,在數秒鐘內完成水分蒸發(fā),具有瞬間干燥的特點(diǎn)。干燥后的成品多為松脆的空心顆粒,溶解性能好。
本法適用于熱敏性藥液干燥,大部分藥材提取液濃縮至尚能流動(dòng)的程度,均可采用本法干燥;但含粘性成分較多的提取液,干燥較困難。噴霧干燥器由干燥室、噴霧器、預熱空氣和輸送熱空氣設備以及細粉與廢氣分離裝置等四部分組成。
噴霧器由噴頭與高壓空氣裝置構成,噴頭越小,噴速越高,噴出霧滴越小,干燥越快。 噴霧器是噴霧干燥器的關(guān)鍵部件。
目前我國普遍應用壓力式噴霧器,它適用于粘性藥液,動(dòng)力消耗最小;氣流式噴霧器適用于任何粘度或稍帶固體的料液,但動(dòng)力消耗大;離心式噴霧器適用于高粘度或帶固體顆粒的藥液干燥,但造價(jià)較高。 4、沸騰干燥 又名流化干燥,是流化技術(shù)在藥物干燥中的新發(fā)展。
主要用于濕粒狀物料的干燥,如片劑、顆粒劑等顆粒的干燥。具有干燥效率高,干燥均勻,產(chǎn)量高,適用于同一品種的連續生產(chǎn),而且溫度較低、操作方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
但干燥室內不易清洗,尤其不宜用于有色顆粒的干燥,同時(shí)干燥后細粉比例較大。 沸騰干燥的原理是利用從流化床底部吹入的熱氣流使顆粒吹起懸浮,流化翻滾如“沸騰狀”,物料的跳動(dòng)大大增加了蒸發(fā)面,熱氣流在懸浮的顆粒間通過(guò),在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行熱交換,帶走水分,達到干燥目的。
若采用減壓沸騰干燥,干燥效率更高。 5、冷凍干燥 系指使被干燥液體冷凍成固體,在低溫低壓下利用水分升華性能,使冰直接變成氣體而除去,從而達到干燥目的的一種干燥方法。
冷凍干燥要求高度的真空和低溫,所得制品具多孔性,疏松易溶,特別適用于一些不耐熱藥品、低熔點(diǎn)藥品的干燥。 如酶類(lèi)、抗生素、疫苗等,也可避免易氧化藥物的分解。
(冷凍干燥的原理、設備及工藝詳見(jiàn)注射劑一章) 6、紅外線(xiàn)干燥 系指利用紅外線(xiàn)輻射使干燥物料中的水分汽化的干燥方法。由于濕物料及水分等在遠紅外區有很能寬的吸收帶,對此區域某些頻率的遠紅外線(xiàn)有很強的吸收作用,故本法具有干燥速度快,干燥質(zhì)量好,能量利用率高等優(yōu)點(diǎn),但紅外線(xiàn)易被水蒸氣等吸收而受到損失。
目前常用于測定片劑顆粒水分。 7、微波干燥 是一種新型高效干燥方法,微波是一種高頻(300MHz-300GHz)的電磁波。
濕物料中的水分子可強烈吸收微波使極性分子迅速轉動(dòng)并產(chǎn)生劇烈的碰撞和磨擦,部分微波能轉化為熱能,使溫度升高,從而達到干燥目的。 它具有干燥速度快、加熱均勻、產(chǎn)品質(zhì)量好、控制靈敏、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
采用2540MHz的微波還兼有滅菌作用。 8、吸濕干燥 系指將干燥劑置于干燥柜(或室)的架盤(pán)下層,而將濕物料置于加盤(pán)上層進(jìn)行干燥的方法。
某些藥品不能用較高溫度干燥。 采用真空低溫干燥也會(huì )使揮發(fā)性成分揮發(fā)損失,故含濕量較少及某些含芳香成分的藥材應用此法干燥,如片劑包衣后的干燥。
常用干燥劑有無(wú)水氯化鈣、無(wú)水氧化鈣、硅膠等。
可分為靜態(tài)吸濕和動(dòng)態(tài)吸濕
(1)靜態(tài)吸濕。這種方法是將固體吸濕劑,靜止放置在被吸濕的空間內,使其自然與空氣接觸,吸收空氣中的水分,達到降低空氣濕度的目的。常用的吸濕劑有以下幾種: ①氧化鈣(CAO)。氧化鈣即生石灰,有很強的吸濕性,它吸收空氣中的水分后,發(fā)生化學(xué)變化,生成氫氧化鈣。從方程式可以看出,一個(gè)分子的CAO能吸收一個(gè)分子的 H2O,因此其吸濕能力的理論倚為32%。但由于生石灰在儲運過(guò)程中已吸收了一定量的水分,實(shí)際上每公斤生石灰可吸收水分0.25kg左右,而且吸濕速度較快。另外,生石灰料源充足,價(jià)格便宜.使用方便。其玦點(diǎn)是在吸濕過(guò)程中放出熱敏,生成具有腐蝕性的堿性物質(zhì),對庫存物資有不良影響。生石灰吸濕后必須及時(shí)更換,否則生成的ca(oh)2,會(huì )從空氣中吸收co2而放出水分。 ②氯化鈣(cacl2)。
分為工業(yè)無(wú)水氯化鈣和和含有結晶水的氯化鈣。前者為白色多孔無(wú)定型晶體,雖塊粒狀,吸濕能 力很強,毎公斤無(wú)水氯化鈣能吸收1~1.2kg的水分。后者為白色半透明結晶體,吸濕性略差,毎公斤約吸濕0.7~0.8kg 左右。瓴化鈣吸濕后即溶化為液體,但經(jīng)加熱處理后,仍可還原為固體,供繼續使用。其缺點(diǎn)是對金屬有較強的腐蝕性,吸濕后還原處理比較困難,價(jià)格較高。
③硅膠(msio2-nh2o)又稱(chēng)矽膠、硅酸凝膠.分為原色硅膠和變色眭膠兩種。原色硅膠為無(wú)色透明或乳白色粒狀或不規則的固體。變色硅膠是原色硅膠經(jīng)氯化鉆和溴化銅等處理,呈藍綠色、深藍色、黑褐色或赭黃色。吸濕后視其顏色的變化,判斷是否達到飽和程度。硅膠每公斤可吸收水分 0.4~0.5kg。吸濕后仍為固體,不溶化、不污染、也無(wú)腐蝕性' 而且吸濕后處理比較容易,可反復使用。其缺點(diǎn)是價(jià)格髙,不宜在大的空間內使用。
④木炭(c)。木炭具有多孔性毛細管結構,有很強的表面吸附性能,若精制成活性炭,還可以大大提高其吸濕性能。呰通木炭的吸濕能力不如上述幾種吸濕劑。但因其性能穩定.吸濕后不粉化、不液化、不放熱、無(wú)污染、無(wú)腐蝕性。吸濕后經(jīng)干燥可反復使用,而且價(jià)格比較便宜,所以仍有一定的實(shí)用價(jià)值。 靜態(tài)吸濕的最大特點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行,不需要任何設備,也不消耗能源.一般倉庫都可采用,是目前應用最廣泛的除濕方法。它的缺點(diǎn)是吸濕比較緩慢,吸濕效果不夠明顯。
2.動(dòng)態(tài)吸濕。
這種方法是利用吸濕機械強迫空氣通過(guò)吸濕劑進(jìn)行吸濕。通常是將吸濕劑(cacl2)裝入待制的箱體內,箱體有進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口,在排風(fēng)機械的作用下,將空氣吸入箱體內,通過(guò)吸濕劑吸收空氣中的水分,從徘風(fēng)口排出的是比較干燥的空氣。這樣反復循環(huán)吸濕可將空氣干燥到一定的程度。這種吸濕方法吸濕效果比較好,但需要不斷補充 CaCl2,吸濕后的cacl2不能及時(shí)得到脫水處理。比較理想的情況是,設置兩個(gè)吸濕箱體,每個(gè)箱體內都有脫水裝置。
一個(gè)箱體利用干燥的吸濕劑吸收空氣中的水分,而另一個(gè)箱體內的飽和狀態(tài)的吸濕劑,進(jìn)行脫水再生。兩個(gè)箱體交互吸濕,達到吸濕的連續性。這種連續式的吸濕方法,只需花費較少的運轉費,就能進(jìn)行大容積的庫內吸濕,因為 4~8小時(shí)即可使吸濕劑再生一次.因此需要的吸濕劑量較 少。兩個(gè)箱體可實(shí)現自動(dòng)切換,不需要人工操作,但這種設備的結構比較復雜,成本比較高,所以使用較少。目前我國生產(chǎn)的XSG-2型排風(fēng)式吸濕器,就是一種動(dòng)態(tài)引濕裝置。它主要由箱體、抽屜、漏斗、排風(fēng)扇等所組成。其工作原理是:由于排風(fēng)扇的作用,使庫內的潮濕空氣由進(jìn)風(fēng)口被吸進(jìn)箱體,通過(guò)抽屜上的氯化鈣,把空氣中的水分吸出,排出比較干燥的空氣,這樣反復循環(huán)'空氣中的水分不斷凝聚- 使空氣的濕度降低。當庫內相對濕度在85%左右時(shí),毎小時(shí)可吸收水份1kg。冷庫貨架。
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