中药药剂学第六章浸提分离精制浓缩与干燥ppt课件.ppt

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1、第六章 浸提、分离、精制、浓缩与干燥,小组成员,浸提,分离,精制,浓缩,干燥,概述,一、药材成分与疗效1、有效成分2、辅助成分3、无效成分4、组织成分浸提、分离、精制、浓缩与干燥的目的(P92),浸提,浸提:采用适当的溶剂和方法使中药材所含有效成分或有效部位浸出的操作目的:利用适当的溶剂和方法将药材中的有效成分提取出来。,浸润渗透阶段,浸提必须经过一个浸润渗透阶段润湿:药材与溶剂之间的亲和力大于溶剂分子之间的内聚力,则药材容易被润湿,反之不易润湿帮助润湿药材,有时候可以在溶剂中加入适量表面活性剂,其具有降低界面张力作用,加快药材浸润渗透渗透速度:渗入药材内部的速度,除了与药材所含各种成分的性质

2、有关外,药材的质地,粒度及浸提压力等因素的影响。质地疏松、粒度小、加压提取时候溶剂可以较快渗入内部,解吸与溶解阶段,解吸阶段:溶剂渗入药材时,必须解除成分相互之间或与细胞壁之间因为亲和性产生的相互吸附作用溶解阶段:一些有效成分以分子离子或胶体离子等形式或状态分散于溶剂中成分能否被溶解,取决于成分的结构和溶剂的性质是否遵循相似相容原理解吸与溶解是两个紧密相连的阶段,其快慢主要取决于对有效成分的亲和力大小。选择适当的溶剂对加快此过程十分重要,影响浸出的因素,药材粒度,影响渗透和扩散两阶段粒度小:渗透阶段 溶剂易入颗粒内部。扩散阶段 易于药物成分扩散粉碎过细不适于浸提,原因吸附作用强,扩散速度受影响

3、粉碎过细,大量细胞破裂,高分子物质易胶融入浸出液,外部溶液黏度增大 操作不便,药物成分,小分子成分先溶解扩散小分子主要在最初部分的浸出液药材有效成分多属于小分子物质药材成分的浸出速度还与其溶解性有关,浸提温度,温度升高,加速溶剂对药材的渗透及对药物成分的解吸、溶解,同时促进药物成分的扩散,提高浸提效果优点:温度适当升高,杀死微生物,有利于提高制剂稳定性缺点:温度高时,药材中某些不耐热成分或挥发性成分分解、变质、挥发散失。,浸提时间,时间过短:成分浸出不完全扩散平衡时:时间没有作用长时间浸提:大量杂质溶出,某些有效成分分解水溶剂:长时间浸泡,易霉变、影响浸提液质量,浓度梯度,药材组织内部的浓溶液

4、与其外部溶液的浓度差扩散作用的主要动力浸提中:不断搅拌、经常更换新鲜溶剂、强制浸出液循环流动、流动溶剂渗漉法均是提高浓度梯度,溶剂pH,适当调节pH,有助于药材中某些弱酸弱碱性有效成分在溶剂中的解吸和溶解,浸提压力,提高浸提压力可加速溶剂对药材的浸润与渗透过程加压下的渗透 有利于进出成分的扩散药材组织内已充满溶剂后,加大压力对扩散速度没有影响,常用浸润剂,水,优点:极性大,溶解范围广,经济易得缺点:针对性或选择性差,容易浸出大量无效成分,还会引起某些有效成分水解或促使某些化学变化,乙醇,半极性溶剂,能与水以任意比例混溶优点:调节乙醇浓度,选择性浸提药材中某些有效成分或有效部位。90以上 浸提挥

5、发油、香豆精、树脂、叶绿素等脂溶性成分5070 适于浸提生物碱、苷类50以下 适于浸提苦味质、蒽醌苷类20以上 具有防腐作用40以上 延缓水解,增加制剂稳定性缺点:其具有挥发性、易燃性。要注意安全防护。而且还具有一定的药理作用,有机溶剂,其他有机溶剂(应尽量少用),用于某些有效成分纯化精制,浸提辅助剂,酸,加酸目的:a、促进生物碱的浸出;b、提高部分生物碱的稳定性;c、便于用有机溶济浸提;d、除去酸不容性杂质。过量酸会引起不需要的水解或其他不良反应,碱,加碱目的:增加有效成分的溶解度和稳定性(防水解)。如碱性水溶液可溶解内酯、蒽醌及其苷、香豆精、有机酸、某些酚性成分。常用的碱为氢氧化铵(挥发性

6、弱碱,对成分破坏作用小,易于控制其用量)对特殊浸提,常选用碳酸钙、氢氧化钙、碳酸钠等。碳酸钙有较强的碱性只适用于某些稳定的有效成分的浸提,表面活性剂,目的:促进药材表面的润湿性,鲤鱼某些药材成分的浸提非离子表面活性剂一般对药物的有效成分不起化学作用,且毒性较小或无毒性,常选用阳离子表面活性剂:有助于生物碱的浸出阴离子表面活性剂:对于生物碱有沉淀作用,不宜生物碱的浸出,常用方法和设备,煎煮法,适用于有效成分溶于水,对湿、热较稳定的药材,浸提成分谱广,但是带杂质较多,一般提取器,1)一般提取器:小量生产 敞口倾斜式夹层锅, 搪瓷玻璃罐或不锈钢罐,多功能提取罐,可常压常温、加压高温、减压低温、水提、

7、醇提、提油、蒸制回收药渣中溶剂等气压自动排渣,操作方便,安全可靠提取时间短,生产效率高,球型煎煮罐,多用于驴皮的煎煮制备阿胶球罐不停转动,起到翻动搅拌作用,浸渍法,冷浸渍法:常温浸渍法,室温下操作,直接获得酒剂,酊剂。热浸渍法:置入特质罐内,加定量溶剂,水浴或蒸汽加热 缩短浸渍时间。酒剂常用。浸出液冷却后有沉淀析出重浸渍法:多次浸渍法,减少药渣吸附浸出液所引起的药材成分损失,特点:粘性药材、无组织结构的药材、新鲜及易于膨胀的药材、芳香性药材适用贵重药材、毒性药材、高浓度制剂不适用原因:溶剂用量大,处于静止状态,利用率低,有效成分浸出不完全。所需时间较长不宜用水作溶剂,常用乙醇或白酒。浸渍过程中

8、密闭防止溶剂挥发损失。静态浸出,溶剂利用率低,有效成分浸出不完全。提取效率:重浸渍法 热浸渍法 冷浸渍法,渗漉法,渗漉法系指将适宜的药材粉末装于渗漉装置中,不断在药粉上添加浸出溶剂使其渗过药粉,自下部流出口收集浸出液的操作方法。此法为一种动态浸出方法,所得到的浸出液称为渗漉液。配料-粉碎-湿润-装筒-浸渍-渗漉-渗漉液适用于贵重、毒性药材、高浓度制剂的制备,分为单渗漉法和重渗漉法;,特点:动态浸出,浓度差高,溶剂利用率高,有效成分浸出完全。浸出效率:重渗漉法 单渗漉法,单渗漉法,操作流程:药材粉碎润湿装于渗漉器排除气泡浸渍渗漉收集渗漉液粉碎:药材的粒度应适宜,过细易堵塞,吸附性增强,浸出效果差

9、;过粗不易压紧,溶剂与药材的接触面小,皆不利于浸出。润湿:药粉在装渗漉筒前应先用浸提溶剂润湿,避免在渗漉筒中膨胀造成堵塞,影响渗漉操作的进行。一般加药粉1倍量的溶剂,拌匀后视药材质地,密闭放置15分钟至6小时,以药粉充分地均匀润湿和膨胀为度。装筒:应均匀,要分次装,并层层压平。不能过松过紧。渗漉筒中的药粉量装得不宜过多,一般装其容积的2/3,留一定的空间以存放溶剂,可连续渗漉和便于操作排气:药粉填装完毕,先打开渗漉液出口,再添加溶剂,以利于排除气泡,防止溶剂冲动粉柱,使原有的松紧度改变,影响渗漉效果浸渍:排除筒内剩余空气,待漉液自出口处流出时,关闭活塞,流出的漉液再倒入筒内,并继续添加溶剂至浸

10、没药粉表面数厘米,加盖放置2448小时,使溶剂充分渗透扩散。这一措施在制备高浓度制剂时更重要。收集渗漉液: 渗漉速度应适当,若太快,则有效成分来不及浸出和扩散,药液浓度低,太慢则影响设备利用率和产量,重渗漉法,重渗漉法:重渗漉法是将渗漉液重复用作新药粉的溶剂,进行多次渗漉以提高浸出液浓度的方法。由于多次渗漉,则溶剂通过的粉柱长度为各次渗漉粉柱高度的总和,故能提高浸出效率。,加压渗漉法,加压渗漉法总提取液浓度大,溶剂耗量小,对下一道浓缩工序、回收溶剂等很有利。,逆流渗漉法,是药材与溶剂在浸出容器中,沿相反方向运动,连续而充分地进行接触提取的一种方法。,回流法,将药材粉末与适宜的溶剂共置蒸馏器中,

11、在溶剂沸点温度进行加热以使药用成分浸出的操作方法。 由于连续加热,浸提液在蒸发锅中受热较长,不适用与受热易破坏的药材适用于对湿、热稳定,有效成分溶于有机溶剂的药材;以及质地坚硬不易浸出者 。操作流程:药材粉碎浸泡润湿回流回收溶剂浓缩提取液。,回流冷浸法,特点:回流冷浸法溶剂可以循环使用又可以不断更新,溶剂用料少,浸提较完全,回流热浸法,回流热浸法溶剂只能循环使用不能不断更新,溶剂用量多,水蒸气蒸馏法,水蒸气蒸馏法是指将含有挥发性成分的中药与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气一并馏出,并经冷凝分取挥发性成分的一种提取方法。适用范围:适于具有挥发性,能随水蒸气蒸馏而不被破坏的,与水不发生反应又难溶于水

12、的有效成分提取。主要用于挥发油及某些小分子生物碱、酚类、游离醌类、小分子香豆素等。为了提高馏出液的纯度或浓度,一般需要进行重新蒸馏,搜集重蒸馏液。次数不宜过多,防止挥发油中某些成分氧化或分解,超临界流体提取法,1、超临界流体及其性质 超临界流体:性质: 物质的溶解度大传质快。,超临界提取的特点 操作周期短、效率高。适用于含量低、产值高、高质量成分的提取适用于“热敏性”成分的提取,可防止其氧化和降解,超临界流体提取法,酶法,酶法提取:利用酶的催化作用,将植物壁分解,提高提取效率特点:专一性、可降解性、高效性;反应条件温和;减少化学品的使用及残留等酶的种类: 果胶酶、半纤维素酶、多酶复合体,微波提

13、取法,微波提取(MAE)利用微波对中药与适当的溶剂的混合物进行辐照处理,从而在短时间内提取中药有效成分的一种新的萃取方法特点:时间短,收率高;物料不需干燥;热效率高,节省能源;溶剂用量少;选择性提取;多溶剂分别提取。,超声波提取法,利用超声波通过增大溶剂分子的运动速度以及穿透力来提取中药有效成分的方法基本原理:机械作用热学作用空化作用特点:省时节能效率高,中药复方提取液含有有效成分、辅助成分,还含有大量的无效成分。为了进一步的减少服用剂量、便于制剂,中药提取液还要进一步的分离和精制。一、常用的分离方法沉降分离法离心分离法过滤分离法,分离,分离 将固体-液体非均相体系用适当的方法分开的过程称为固

14、体分离。中药提取液的精制、药物重结晶等均要进行分离操作;注射剂的除菌也用到分离技术。,一、沉降分离法,沉降分离系指固体物与液体物介质密度相差悬殊,固体物靠自身的重量自然下沉,用虹吸法吸取上层澄清液,使固体与液体分离的一种方法。 中药浸出液经一定时间的静置冷藏后,固体与液体分层界限明显,利于上清液的虹吸。沉降分离法分离不够完全,经常还需要进一步的过滤或离心分离,但可以除去大量的杂质。此法简单易行,适用于溶液中固体微粒多而质重的粗分离,对固体物含量少,粒子细而轻的浸出液不适用。,离心分离法系指通过离心使液料中的固体与液体或两种不相混溶的液体,产生大小不同的离心力而达到分离的方法。该法适用于含有粒径

15、较小且不易自然沉降的不溶性或粘度较大的药液分离。或用于分离两种密度不同的且不相混溶的液体混合物。 离心分离法和沉降分离法皆是利用混合物密度不同进行分的方法。不同之处在于离心分离的力是离心力,沉降分离的力为重力。,二、离心分离法,离心分离操作时将待分离的浸出液置于离心机中,借助离心机的高速飞转产生的离心力,使浸出液中固体与液体,两种密度不同的且不相混溶的液体混合物分离。用沉降分离法和一般滤过分离难以进行或不宜进行的,可考虑离心分离法。在制剂生产中遇到含水量较大的、汉不溶性微粒的粒径很小或粘度较大的虑浆时也考虑用离心分法进行分离。,根据悬浮液在离心机中的分离过程,离心设备可分成以下三类。1、过滤式

16、离心:离心机转鼓的侧壁上有孔,内表面装有滤布,悬浮液受离心力的作用被甩向鼓壁,固体物被阻留在滤布表面,而液体通过滤布和鼓壁上的小孔被排出。2、沉降式离心:利用离心力加速固体颗粒的沉降,实验室多用。3、分离式离心:即在无孔转鼓上高速离心,可用于分离含量极少的固相的液体或不相混溶的液体。高速离心可除去药液中细微混悬物而达到精制的目的。一般有碟片的高速离心机、管式高速离心机,可用于中药提取液的精制、液体制剂的澄清及超滤前的预处理。,离心分离设备,滤过分离法系指将混悬液(液浆)通过多孔介质(滤材),使固体微粒被截留(滤渣或滤饼),经过介质孔道流出液体(滤液),而达到固液分离的效果。,三、滤过分离法,1

17、、滤过方式(1)表面滤过 滤料中大于滤过介质的微粒全部被截留在一侧,在滤过时产生的滤渣可在滤材表面形成具有一定的致密滤层,将大于孔径的微粒截留而获取更为澄清的滤液。(2)深层滤过 微粒被截留在滤器深层长而曲折的通道中,其微粒往往小于滤过介质孔隙的平均大小,如砂滤棒、垂熔玻璃漏斗等,仅适用于含有极少细小颗粒的料液。,(1)滤渣层两侧的压力差(2)滤器面积(3)过滤介质或滤饼毛细管半径(4)过滤介质或滤饼毛细管长度(5)料液黏度,2、影响滤过速率的因素,(1)常压过滤法 常用玻璃漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层保温漏斗等滤器,用滤纸或脱脂棉作为滤过介质(2)减压过滤 常用布氏漏斗、垂熔玻璃漏斗(3)加压过

18、滤 常用压滤漏斗、板框压滤机(4)膜滤过,3、过滤方法,板框压滤机,膜滤过有无机陶瓷膜滤过、微孔滤膜滤过、超滤。 超滤是在nm数量级进行选择性滤过的膜分离技术,也是唯一能用于分子分离的滤过方式。截留的粒径范围为1-20nm,相当于分子量在300-30万之间的各种蛋白质分子或相应粒径的胶体微粒。,精制,常用精制方法:水提纯沉淀法,醇提水沉淀法,大孔树脂吸附法,超滤法,盐析法,酸碱法,澄清剂法,萃取法等,是指采用适当的方法和设备除去中药提取液中杂质的操作。,水提醇沉淀法:指先以水为溶剂提取药材有效成分,再用不同浓度的乙醇沉淀法除去提取液中杂质的方法。 原理:通过水和不同浓度的乙醇交替处理 优点:

19、1、可保留生物碱盐类、苷类、氨基酸、有机酸等有效成分。 2、去除蛋白质、糊化淀粉、黏液质、油脂、脂溶性色素、树脂、树胶、部分糖类等杂质。 3、料液中含乙醇量达到5060时,可去除淀粉等杂质。 当含醇量达75以上,除鞣质、水溶性色素等少数无效成分外,其余大部分杂质均可沉淀而去除。 缺点 :难以除去鞣质和水溶性色素等成分;,操作过程:将中药材饮片先用水提取,再将提取液浓缩至约每毫升相当于原药材1-2g,加入适量乙醇,静置冷藏室适当时间,分离去除沉淀,回收乙醇,最后制的澄清的液体。 注意事项:药液的浓缩: 水提取液应经浓缩后再加乙醇处理,这样可以减少乙醇的用量,使沉淀完全。浓缩是最好采用减压低温,特

20、别是经水醇反复数次沉淀处理后的药液,不宜用直火加热药液温度:药液温度一般为室温或室温以下加醇方式:加醇应多次醇沉、慢加快搅以减少有效成分的损失冷藏处理:醇沉后一般与510下静置1224小时(加速胶体杂质凝聚),醇沉液充分静置冷藏后,先虹吸上清液,下层稠液再慢慢抽滤。,醇提水沉淀法,系指先以适宜浓度的乙醇提取药材成分,再用水除去提取液中杂质的方法。优点提取药效物质为醇溶性或在醇水中均有较好溶解性的药材,避免药材中大量淀粉,蛋白质,黏液质等高分子杂质的浸出。水处理可方便地将醇提取液中的树脂,油脂和色素等杂质沉淀除去,缺点:对于难溶或不溶药效成分,如:厚补中的厚补酚、五味子中的五味子甲素提取效果很差

21、易溶与醇难溶与水的成分也难以提取,酸碱法,指针对单体成分的溶解度与酸碱度有关性质,在溶液中加入适量酸或碱,调节PH值至一定范围,使单体成分溶解或析出,以达到分离目的的方法。优点:能析出一般不溶于水的生物碱缺点:在析出药效成分的同时也会析出一些无效物质。,大孔树脂吸附法,指将中药提取液通过大孔树脂,吸附其中的有效成分,在经洗脱回收,除掉杂质的精制方法。原理:采用特殊的有机高聚物作为吸附剂,利用有机化合物与其吸附性的不同及化合物分子量的大小,通过改变吸附条件,选择性地吸附中药浸出的有效成分,出去无效成分。,什么是有机高聚物? 相对分子质量很大(几万-几十万甚至更高)的一类化合物常用的有机高聚合分子

22、有哪些? 聚氯乙烯(PVC) 它是建筑中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙烯的密度为1.381.43g/cm3,机械强度高,化学稳定性好 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的,约为090左右。 聚丙烯常用来生产管材、卫生洁具等建筑制品。 聚苯乙烯(PS) 聚苯乙烯为无色透明类似玻璃的塑料。 ABS塑料 ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料,以丙烯睛(A)、丁二烯(B)及苯乙烯(S) 为基础的三组分所组成。,分类,非极性:苯乙烯,二苯乙烯缩合而成(芳香 吸附树脂)中极性:含脂基的吸附树脂极性:含酰胺基、氰基、酚羟基等极性基团的吸附树脂,优点:具有高度富集药效成分、减少杂质、降低产

23、品吸潮性、有效去除重金属、安全性好、再生产简单。缺点:有机残留物高,预处理难度大; 强度差,使用过程中破碎严重,使用寿命短 ; 粒径分布广,分离效果差; 同一生产企业生产 的同一型号树脂,各批之间比表面积和功能基团含量差别大,在中药成分纯化中重现性差。,其他方法,盐析法:指在某些高分子物质的溶液中加入大量的无机盐,使其溶解度降低沉淀析出,而与其他成分分离的方法。,透析法:指利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过的性质,以达到分离的目的方法,澄清剂法:指在中药浸出液中加入一定量的澄清剂,用他们具有可降解某些高分子杂质,降低药液粘度,或能吸附,包合固体微粒等特性来加速药液中悬浮粒

24、子的沉降,经滤过出去沉淀物而获得澄清药液的方法,什么是半透膜?,半透膜:指一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。小分子和大分子的界定依据膜种类的不同而划分范围不同。例如,对于鸡蛋的膜来说,葡萄糖分子就是大分子物质;而对于透析管来说,葡萄糖是小分子物质;在日常生活中,常见的半透膜有鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼漂、蚕豆种皮、玻璃纸、青蛙皮、动物膀胱、蛋白质胶膜以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。,浓缩,浓缩:系指在沸腾状态下,经传热过程,利用汽化作用将挥发性大小不同的物质进行分离,从液体中出去溶剂得到浓缩液的工艺操作。(除去部分溶剂,提高浓度。) 蒸发是中药提取液浓缩的重要手段。

25、此外,还有反渗透、 超滤等。,LOGO,影响浓缩效率的因素,浓缩方法,浓缩设备,影响浓缩效率的因素,浓缩效率常用蒸发器的生产强度表示U= WA = (Ktm)rU为蒸发器的生产强度Kgh;W为蒸发量Kgh;A为蒸发器的传热面积;K为蒸发器传热总系数KJh;tm为加热蒸气的饱和温度与溶液沸点之差;r为蒸气的二次汽化潜能KJKg。,二次汽化是指凝结水通过疏水器的排水孔和沿疏水器后面的凝结水管路流动时,因压力降到低于与其温度相对应的饱和压力,凝结水部分汽化产生的蒸汽的过程。,如何提高浓缩效率呢?,提高tm,提高加热蒸汽的压力可以提高tm借助减压方法降低冷凝器中的二次蒸气的压力,降低料液沸点和提高tm

26、,潜在缺点:不适当的提高tm可能导致热敏性成分破坏,缺点:需维持冷凝器中的二次蒸气过低的压力,真空度过高,既不经济,也因料液沸点降低而引起黏度增加,使得K降低。,提高传热系数K,增大K值的主要途径是减少各部分的热阻 由传热原理可知,增大K的主要途径是减少各部分的热阻。管内溶液侧污垢层热阻(RS)在许多情况下是影响K的重要因素,尤其是处理易结垢或结晶的物料时,往往很快就在传热面上形成垢层,致使传热速率降低。为了减少垢层热阻,除了要加强搅拌和定期除垢外,还可从设备结构上改进。,浓缩方法,常压蒸发:指料液在一个大气压下进行蒸发的方法。减压蒸发:指在密闭的容器内,抽真空降低内部压力,使料液的沸点降低而

27、进行蒸发的方法。薄膜蒸发:指使料液在蒸发式形成薄膜,增加汽化表面积进行蒸发的方法。多效蒸发:指将两个或两个以上减压蒸发器并联形成的浓缩设备进行蒸发的方法。,四种方法的主要优缺点,蒸发设备,设备:,1升膜式蒸发器 : 适用于蒸发量较大,有热敏性、粘度适中和易产生泡沫的料液。不适用高粘度、有结晶析出或易结垢的料液。 2降膜式蒸发器 :适于蒸发浓度较高、粘度较大的药液,由于降膜式没有液体静压强作用,沸腾传热系数与温度差无关,即使在较低传热温度差下,传热系数也较大,对热敏性药液的浓缩更有益。3刮板式薄膜蒸发器 : 适于高粘度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩,但结构复杂,动力消耗大。4离心式薄膜蒸发器 :

28、 适于高热敏性物料蒸发浓缩。,常压蒸发设备,返回,减压蒸发设备,返回,升膜式蒸发器,返回,多效蒸发装置,干燥,干燥是制剂生产中不可缺少的单元过,如湿颗粒 辅料及浸润膏的干燥等。干燥不仅应用于中间产品而且可以用于最后产的产品。干燥的目的在于使物料 便于加工 运输 储藏和使用,保证药品的稳定性。但并不是干燥后水分含量越低越好,如过分干燥容易产生静电,或压片时易产生碎片等,不利于后续生产过程,因此干燥操作应根据实际情况控制一定的含水量,保证后续操作的可行性。,干燥过程及计算,湿物料进行干燥时,有两个基程同时进行:热量由空气传递给湿物料,物料表面的湿分立即汽化,并通过物料表面处的气膜向物料表面扩散;,

29、由于湿物料表面处湿分汽化的结果,物料内部与表面之间产生浓度差,于是湿分即由物料内部向表面扩散。所以在干燥过程中同时进行着传热和传质的过程,方向相反。一个完整的干燥流程,由预热系统、干燥系统、原料供给系统、除尘系统、气流运输系统、控制系统组成,如图,干燥速率为单位时间内在单位面积上被干燥物料所汽化的水分量。如用微分式表示,则为 =d/Ad式中: 干燥速率,kg/(ms); 汽化水分量,kg; A被干燥物料的干燥面积,m; 干燥时间,s。因为d =-Gdx,式中负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少。故上式可改写为 =-Gdx/Ad 式中G湿物料中所含绝对干燥物料的质量,kg; x湿物料的含水量

30、,kg(水分)/kg(绝对干料),1)恒速干燥阶段,图1-22是某物料的干燥曲线,对应的c点的干燥时间和水分含量分别为临界干燥时间和临界含水量。将物料置于干燥器进行干燥,若物料最初含水量大于临界含水量,干燥速率将取决于物料表面汽化速率,故恒速干燥阶段亦成为表面汽化控制阶段。,2)减速干燥阶段,当物料含水量降到临界含水量X物料内部的水分向表面迁移的速率低于表面汽化速率,水分不能及时扩散到表面,因此水分的蒸发表面向内部移动,此时的干燥速率主要由物料内部水分扩散速率决定。故减速干燥阶段又称内部扩散控制阶段。,干燥技术与操作,工业生产中干燥广泛采用的传热方式为对流传热,当然实际生产中传热过程一般不是单

31、一的传热方式如火焰对壁炉的传热就是辐射、对流和传导的综合。 由于工业上被干燥的物料种类繁多,物料特性千差万别,这就决定了干燥设备的多样性。,如何选择干燥设备?,被干燥物料的理化性质,如含水量、粒径、形态、密度等;物料的干燥特性、临界水含量等;干燥过程中产生的粉尘和溶剂的回收;干燥设备安装地点的可行性问题。,箱式干燥器,箱式干燥器是传统的干燥设备,是以热风通过湿物料表面达到干燥的目的。箱式干燥器具有适应性广的特点,可用于干燥各种形态的物料,特别适用于小批量、多品种的干燥生产。其不足之处是干燥速度慢,干燥时间长,热量利用率低,干燥产品含湿量不太均匀等。,箱式干燥器图样,流化床干燥器,与箱式干燥器相

32、比,流化床干燥器具有物料停留时间短,干燥速率大等特点,对于某些热敏性物质的干燥较为适宜。不足之处在于,物料粒度太小易被气流夹带,粒度太大不易被流化。若几种物料混合在一起用流化床干燥,则要求几种物料密度相近。含水量高且黏度大的物料,一般不适用。,流化床干燥器样图,流化床喷雾造粒干燥器,流化床喷雾造粒干燥器是在流化床干燥器的基础上发展起来的,中作原理类似于流化床干燥器,只是在其基础上增加了一系列专用设备。流化床喷雾造粒是在锥形流化床中先加入药物粉末,然后通入热风使其流花起来,待床层温度达到一定时,通过喷液系统将料液均匀地喷雾到床层上,使粒子相互粘结。在成粒的同时颗粒也要受到热空气的加热,最后成为合格的干颗粒。采用流化床喷雾造粒干燥器能将混合、成粒、干燥等工序合并在一台设备上完成,故称之为一步制粒法。,流化喷雾造粒干燥器样图,(a) FL-120C沸腾制粒机,(b)内部结构,

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