1、第三節第三節 干燥設備干燥設備一一.概述概述 藥物制劑過程中，對洗滌后的原生藥材、水分含量過高的飲片以及制粒后的半成品等都需要將其所含水分除去，以便于進一步加工，貯藏和使用。在生產上把利用熱能對濕物料中的水分汽化，再經流動著的惰性氣體帶走以除去固體物料中水分的過程稱做干燥干燥。 （一）空氣的相對濕度（一）空氣的相對濕度1.基本概念基本概念P/P0100% 式中：相對濕度P空氣中水汽的分壓，KPa;P0空氣飽和水汽分壓，KPa。當時，則P=P0，表示空氣中水汽分壓達到飽和，不能再繼續吸納水分了；值愈小，則水汽分壓相對飽和分壓愈小，表示該空氣能繼續吸納更多的水分。不同壓強和溫度下空氣吸納水分能力不

2、同，因此P0隨空氣和溫度的變化而異。2.相對濕度的測量相對濕度的測量藥劑生產中濕空氣的溫度常用干濕球溫度計來測量的。工作原理工作原理： （二）物料中所含水分的性質（二）物料中所含水分的性質 物料和水分的結合方式有化學結合、物化結合與機械結合化學結合、物化結合與機械結合三種： 物料與水分結合方式不同，用干燥去除的難易程度不同，由此可將物料中的水分劃分為結合水分與非結合水分二種：1. 非結合水分非結合水分：以機械結合方式存留于物料之中的水分，它包括有物料表面的潤濕水分與粗大毛細管內及孔隙中的水分，通過干燥容易去除掉。2 .結合水分結合水分：以物化結合方式存留于物料之中的水分，它包括細小毛細管吸附的

3、水分和滲透到細胞組織內的水分，它們與物料結合的較緊，故通過干燥不易去除。（三）固體物料的干燥機理（三）固體物料的干燥機理 水分在物料內部擴散和在表面汽化是同時進行的，但在干燥過程的不同時間內，物料的溫、濕度變化不盡相同，通常我們將其分成預熱、恒速干燥和降速干燥三個階段。 1. 預熱階段預熱階段 熱空氣將熱量傳入物料，少部分用于汽化物料表面的水分，大部分熱量用于加熱物料使其溫度等于熱空氣的濕球溫度。 2. 恒速干燥階段恒速干燥階段 通入熱空氣后物料溫度不再升高，此時意味進入恒速干燥階段。此時熱空氣釋放的顯熱全部供給水分汽化所需潛熱，物料不再吸收熱量 。濕物料中的水分約90%是此時被除去的，該階段

4、主要去掉的是 物料中非結合水。 3. 降速干燥階段降速干燥階段 當進行干燥中物料的溫度又從Tw 繼續升高，這意味著熱空氣釋放的顯熱除供物料表面水分汽化外 ,尚有部分富余熱量使物料溫度提高，此時除去的主要是結合水。 影響干燥的因素影響干燥的因素一是物料性質，二是干燥介質，三是干燥器。1. 物料的性質 2 .物料的初始濕度與最終濕度的要求， 3 .物料的溫度 4 .干燥介質的溫度 5 .干燥介質的濕度和流速 6 .干燥介質流向 7 .干燥器的結構 （四）干燥速率四）干燥速率定義定義：單位時間內在單位干燥面積上被干燥物料所能汽化的水分質量。（五）干燥的熱效率和干燥效率五）干燥的熱效率和干燥效率熱效率

5、熱效率：=干燥器內汽化水分耗熱/向干燥系統加入熱量=Q3/Q1*100%干燥效率干燥效率：=干燥器內用于汽化水分耗量/空氣在干燥器放出熱量 =Q3/Q2*100% 干燥器是熱能消耗很大的設備，熱效率不太高一般在30%70%，因此需考慮干燥設備的節能問題，節能問題，一般是從以下幾方面采取措施采取措施：1.濕物料的予處理 通過離心分離、膜分離等非加熱性操作來降低濕物料的濕度，因為一般機械方法脫水的能耗是8.412.6kj/kg水，而干燥的能耗約在2500kj/kg水。2.采用較低廢氣出口溫度和較高濕度的操作條件。3.將廢氣部分循環4.將廢氣排空之前進入預熱器，作為熱載體先加熱冷空氣。5.注意設備及

6、管道保溫以減少熱能損失。二、常用干燥設二、常用干燥設備備(一一)簡述簡述 1. 對干燥器結構性能的一般要求2 . 干燥設備的分類 干燥設備可根據不同的關注方面采用以下幾種分類方法。 按操作壓力可分為常壓和減壓干燥。 按操作方式可分為連續式和間歇式。 按干燥介質性質可分為空氣和煙道氣干燥。 按傳熱方式可分為傳導、輻射和對流干燥。（二（二 ）廂式干燥器）廂式干燥器1.結構結構2.工作原理：工作原理：工作時將濕物料放入若干托盤內，置于廂內各層隔板上，做為干燥介質的空氣通過廂頂 上的鼓風進入箱內經過加熱器加熱后進入托盤間的空隙，干燥室用隔板隔成若干層，空氣在隔板的導引下，經歷加熱、干燥、加熱、干燥 ，

7、若干次干燥后， 攜帶物料汽化的水汽，由下方經右側 通道做為廢氣排出。為節省熱能和空氣，在排空之前由氣流調節器控制將部分廢氣返回鼓風機進口與新鮮空氣匯合再次被用來做干燥介質。 3.特點特點 結構簡單，操作方便，對各種不同性質的物料如粉粒狀、漿狀、膏狀和塊狀等的適應能力較強。4.缺點缺點 勞動強度大、勞動環境（溫度與粉塵）差，盡管在廂體周圍及熱管道進行保溫，但熱效率仍不高，設備占地面積大，物料干燥不均勻等。5.適用適用 干燥廂是一種性能較差結構較簡單的設備，但由于它適用于中藥工業的間歇性、小批量、多品種、一些藥品較貴重藥品的干燥。 隧道式干燥器隧道式干燥器 (一一)沸騰干燥器沸騰干燥器1.沸騰干燥

8、器的工作原理沸騰干燥器的工作原理 沸騰干燥器的理論基礎是流態化技術，容器中的固體顆粒受到從托板下方吹上氣體的作用，由于容器下部顆粒堆積密度較大，氣體通道截面積較小，氣體壓力較大，固體顆粒受氣流作用而懸浮起來。當顆粒浮至上方，氣體通道面積加大，壓力降低，顆粒又降至托板上，但再一次又被氣流托起。如此固體顆粒上上下下翻動，致容器內固體顆粒層體積增大，并能沿著壓力差方向移動，性能頗似流體，故稱之流態化。流態化。 例：單層圓筒沸騰干燥器例：單層圓筒沸騰干燥器 2.多室沸騰干燥器多室沸騰干燥器 1.結構結構 在中藥生產中，使用較為普遍的是臥式多室沸騰干燥器，其結構如圖3-33所示，可分為沸騰室，粗粉塵收集

9、，細粉塵收集，熱源，動力沸騰室，粗粉塵收集，細粉塵收集，熱源，動力幾部分。各部分結構：各部分結構：（1）干燥室）干燥室是沸騰干燥器的主體。它是一長方體的箱子，分上下兩部分。下部是沸騰室，上部是緩沖層。沸騰室沸騰室的兩邊設有若干觀察窗和清洗門，底部是多孔的托板，上鋪一層絹制篩網，孔板下方設有若干進風道并按有閥們。孔板上方在長度方向上裝有若干擋板，將沸騰室分成若干小室，在檔板下沿與多孔托板之間留有幾十毫米的空隙，物料進入第一室后通過這些間隙依次進入各室。在最后一室放入卸料管，將干燥后的成品取出。干燥室干燥室的上方是一緩沖層，此處橫截面積較大，懸浮起來的固體顆粒因此處氣流壓力減小而沉降下來，過于細小

10、的粉塵將被排出干燥室的氣流帶至收集器。粉塵收集粉塵收集靠二級分離來實驗。即一級即粗粉收集是由一個或一級旋風分離器來實驗的。二級分離是用袋濾器，即將氣流通入一個或若干布袋，氣流由排風機造成的負壓穿過布袋纖維縫隙排空，固體粉塵則被布纖維截留下來。熱源是用高效換熱裝置來加熱空氣，使空氣濕度升至80100，作為干燥介質，托板下方通入干燥室干燥濕物料。動力部分動力部分一是將空氣吹入換熱裝置進入干燥室，另一個是在尾部由排氣機入口連接袋濾器出口造成負壓使廢氣變干排出。2.工作原理工作原理 多室沸騰干燥多用于連續式操作，工作時先將一些濕物料放在托板上，將沸騰層兩側的觀察窗和清洗門關好，開排風機將系統內冷氣抽空

11、，再開熱風鼓風機及相應各室閥門，逐漸加大風量使濕物料在托板上下翻騰，快速進行熱量與質量的傳遞，稍開啟一點出料口，檢驗濕度是否合格，待完全合格后，按與進料速度對應的速度出料，操作既形成正常運行狀態。3.多室沸騰干燥器特點多室沸騰干燥器特點顆粒與氣流在高度湍流狀態下進行傳熱傳質，故傳熱傳質速度很高。如體積傳熱系數一般可達20007000w/m3k；沸騰床使物料充分混合和分散，故其產品質量均一；生產能力大，速率高，處理物料量大，特別適合干燥大批量生產的濕物料；結構簡單，造價較低，維修方便；因其停留時間一般在幾分到幾十分鐘，對熱敏性物料要慎用，對易結塊的物料因它們不易處流態化狀態故不適宜用此法干燥。（

12、四）噴霧干燥器（四）噴霧干燥器1噴霧干燥的工作原理噴霧干燥的工作原理噴霧干燥是將液體物料在傳熱介質中霧化成細小液滴，使得氣液兩相傳熱傳質面積得以擴大，液體物料中的水分在幾秒中能迅速汽化并為干燥介質所帶走，霧滴被干燥成粉狀干料。中藥制劑中的一些溶解度較高的沖劑可利用噴霧干燥技術來生產。噴霧干燥能在數秒鐘內完成，但其干燥過程實際上是可分三個階段三個階段進行的。（1）料液霧化： （2）霧滴與熱空氣接觸：（3）霧滴的干燥：1噴霧干燥的工藝流程噴霧干燥的工藝流程（1）一級噴霧干燥系統）一級噴霧干燥系統除塵方法：除塵方法： 噴霧干燥系統種類：噴霧干燥系統種類：開放式噴霧干燥系統 封閉式噴霧干燥系統（2）二

13、級噴霧干燥系統）二級噴霧干燥系統一級噴霧干燥系統流化床干燥3霧化器霧化器霧化器又稱噴嘴，按工作原理上可分為氣流式，壓力式和離心式三類。實驗型噴霧干燥器4.噴霧干燥的特點噴霧干燥的特點 高速離心式噴霧干燥機高速離心式噴霧干燥機 （五）其它干燥器（五）其它干燥器1氣流干燥器氣流干燥器 特點特點：因顆粒在氣流中高度分散，傳熱傳質表面很大，傳熱傳質速度很高，干燥時間極短，一般僅為數秒；氣固兩相并流操作，熱氣流進口處濕物料表面溫度接近室氣溫球溫度，故空氣濕度可取400600，而物料溫度僅為6070；結構簡單；生產能力大；占地面積小等。缺點是氣流阻力大，動力消耗大，操作費用高。2滾筒式干燥器滾筒式干燥器3冷凍干