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1、第15章 干燥設(shè)備,第15章 干燥設(shè)備,第1節(jié) 廂式干燥器 第2節(jié) 帶式干燥器 第3節(jié) 流化床干燥器 第4節(jié) 噴霧干燥器 第5節(jié) 真空干燥器 第6節(jié) 真空冷凍干燥器 第7節(jié) 微波真空干燥器,五、固體的干燥,干燥是利用熱能使物料中的濕分(水分或其它溶劑)汽化，并利用氣流或真空帶走汽化的濕分，從而獲得干燥產(chǎn)品的操作。 使?jié)穹制募訜岱绞接校簾醾鲗?dǎo)加熱、對流加熱、熱輻射加熱、介電加熱等。 干燥的目的：使藥物便于加工、運(yùn)輸、貯藏和使用，保證藥品的質(zhì)量和提高藥物的穩(wěn)定性，但并不是說干燥后水份含量越低越好。,(一)干燥的基本理論,1、干燥原理 pwp，進(jìn)行干燥； pw=p，干燥即行停止； pwp，吸濕。
2、 pw為濕物料表面的水蒸氣分壓；p為水蒸氣分壓； tw為物料表面溫度； 為物料表面氣膜的厚度。,2、濕空氣的性質(zhì),濕空氣是絕干空氣和水蒸氣的混合物。能用于干燥的濕空氣必須是不飽和空氣，從而可繼續(xù)容納水分。 采用熱空氣作為干燥介質(zhì)的目的不僅是為了提供水分氣化所需的熱量，而且是為了降低空氣的相對濕度以提高空氣的吸濕能力。 空氣性質(zhì)對物料的干燥影響很大，而且隨著干燥過程的進(jìn)行不斷發(fā)生變化。,空氣的常用性質(zhì)：,當(dāng)空氣達(dá)飽和時， t=tw。 當(dāng)空氣未飽和時， ttw。 空氣的濕度越小， t和tw的差值越大。,(1)干球溫度與濕球溫度,干球溫度(dry bulb temperature)是用普通溫度計在空
3、氣中直接測得的溫度，常用t表示。 濕球溫度(wet bulb temperature)是在溫度計的感溫球包以濕紗布放置在空氣中，傳熱和傳質(zhì)達(dá)到平衡時所測得的溫度，常用tw表示。,空氣的常用性質(zhì)：,空氣濕度(humidity，H)系單位質(zhì)量干空氣帶有的水蒸氣的質(zhì)量(kg水蒸氣/kg干空氣)。 H=0.622p/(P-p) 式中，P為濕空氣的總壓，Pa；p為水蒸氣分壓；0.622為水分子量18與空氣分子量29之比。,(2)濕度和相對濕度,相對濕度 (relative humidity，RH) 是指在一定總壓及溫度下，濕空氣中水蒸氣分壓p與飽和空氣中水蒸氣分壓ps之比的百分?jǐn)?shù)，常用RH%表示。 RH
4、%= p/ps100% 飽和空氣的RH=100%； 未飽和空氣的RH100%； 絕空氣的RH=0%； 空氣的相對濕度直接反映空氣中濕度的飽和程度。,空氣的常用性質(zhì)：,(2)濕度和相對濕度,根據(jù)物料中所含水分能否干燥來劃分平衡水分與自由水分。 平衡水分 (equilibrium water)系指在一定空氣條件下，物料表面產(chǎn)生的水蒸氣壓等于該空氣中水蒸氣分壓，此時物料所含水分為平衡水分，是不能干燥的水分。 平衡水分與物料的種類、空氣狀態(tài)有關(guān)，根據(jù)干燥要求選擇適宜的空氣條件。 自由水分(free water)系指物料所含的水分中多于平衡水分的部分，或稱游離水分，是能干燥除去的水分。,3、物料中水分的
5、性質(zhì),(1)平衡水分與自由水分,根據(jù)物料中所含水分的干燥難易程度來劃分結(jié)合水分與非結(jié)合水分。 結(jié)合水分 (bound water)系指以物理化學(xué)方式結(jié)合的水分，數(shù)字上等于RH=100%時物料的平衡水分。 由于結(jié)合水分與物料結(jié)合力強(qiáng)，干燥速度緩慢，如動植物細(xì)胞壁內(nèi)的水分、物料內(nèi)毛細(xì)管中的水分、可溶性固體溶液中的水分等。 非結(jié)合水分(nonbound water)系指以機(jī)械方式結(jié)合的水分，與物料結(jié)合力很弱，干燥速度較快。,3、物料中水分的性質(zhì),(2)結(jié)合水分與非結(jié)合水分,（二）干燥器的物料衡算,濕物料是由絕干物料與水分所組成，含水量有兩種表示方法： 濕基含水量w,以濕物料為基準(zhǔn)的濃度表示法。 W
6、= 濕物料中水分的質(zhì)量/濕物料總質(zhì)量100% 干基含水量x,以絕干物料為基準(zhǔn)的濃度表示法。 x = 濕物料中水分的質(zhì)量/濕物料中絕干物料的質(zhì)量100%,1.物料中含水量的表示方法,在干燥計算中常采用干基含水量,（二）干燥器的物料衡算,按干基計算水分蒸發(fā)量： W=G(x1-x2) 濕基計算水分蒸發(fā)量： W=G1(w1-w2)/(1-w2)=G2(w1-w2)/(1-w1) 空氣消耗量L: L=W/(H2-H1) 式中，干燥前后物料的量(G1 ，G2)；物料中的含水量(w1 ，w2或x1 ,x2)；干燥過程中空氣濕度由H1變成H2。,2.水分蒸發(fā)量W(kg/s)與空氣消耗量L(kg干空氣/s),干
7、燥速度是單位時間、單位干燥面積上被干物料所能汽分的水分量。即水分量的減少值，其單位kg/(m2s)。 U=dW/Ad=-Gdx/Ad 式中，U為干燥的速度，kg/(m2s)； dW為d干燥時間(s)內(nèi)水分的蒸發(fā)量，kg；A為被干物料的干燥面積，m2； G為濕物料中所含絕干物料的質(zhì)量，kg；dx為物料的干基含水量的變化，kg水分/kg絕干料；負(fù)號表示物料中含水量隨干燥時間的增加而減少。,（三）干燥速度,（四）水分含量的測定方法,(1)測定水分含量時常用干燥失重測定法， 該法的干燥常采用： 保干器干燥法，常用干燥劑為無水氯化鈣、硅膠或五氧化二磷； 常壓加熱干燥； 減壓干燥法等。 (2)精確測定微量
8、水分含量時，必須采用費(fèi)休法或甲苯法。,（五）干燥方法與設(shè)備,按操作方式分類：間歇式、連續(xù)式。 按操作壓力分類：常壓式、真空式。 按加熱方式分類：熱傳導(dǎo)干燥、對流干燥、輻射干燥、介電加熱干燥。,(1)干燥方法,(2)干燥設(shè)備,1) 廂式干燥器 廂式干燥器多采用廢氣循環(huán)法和中間加熱法。 廂式干燥器設(shè)備簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用于生產(chǎn)量少的物料間歇式干燥中。 但勞動強(qiáng)度大，熱量消耗量大。,(2)干燥設(shè)備,2) 流化床干燥器 亦稱沸騰干燥器，構(gòu)造簡單，操作方便，有利于傳熱、傳質(zhì)，提高了干燥速率；物料停留時間任意調(diào)節(jié)，適宜于熱敏性物料。 但不適宜于含水量高，易粘結(jié)成團(tuán)的物料，要求粒度適宜。,噴霧干燥蒸發(fā)表面積
9、大，干燥速度非?？?數(shù)秒至數(shù)十秒)，物料的受熱時間極短，在干燥過程中霧滴的溫度大致等于空氣的濕溫度，一般 50左右，對熱敏性物料及無菌操作時非常適用。 干燥品多為松脆的空心顆粒，溶解性好。,(2)干燥設(shè)備,3) 噴霧干燥器,是利用紅外輻射元件所發(fā)射的紅外線對物料直接照射而加熱的一種干燥方式。 波長范圍0.721000m； 0.725.6m近紅外； 5.61000m遠(yuǎn)紅外。 優(yōu)點(diǎn)：受熱均勻、干燥快、質(zhì)量好； 缺點(diǎn)：電能消耗大。,(2)干燥設(shè)備,4) 紅外干燥器,使用的頻率為915Hz和245Hz。 優(yōu)點(diǎn)：加熱迅速、均勻、干燥快、熱效率高；對含水物料的干燥特別有利；操作控制靈活、方便； 缺點(diǎn)：成本高，對有些物料的穩(wěn)定性有影響。,(2)干燥設(shè)備,5) 微波干燥器,
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