真空干燥設(shè)備
 
一、真空干燥的原理及特點(diǎn)
    食品物料的真空干燥和常壓下的干燥原理相同，只是由于在真空狀態(tài)下，水分的蒸發(fā)溫度較常壓下的蒸發(fā)溫度低。真空度越高，蒸發(fā)溫度越低，因此整個(gè)干燥過(guò)程可以在較低的溫度下進(jìn)行。
    真空干燥的特點(diǎn)是：
①干燥過(guò)程中物料的溫度低，無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象，水分易于蒸發(fā)，干燥產(chǎn)品可形成多孔結(jié)構(gòu)，有較好的溶解性、復(fù)水性，有較好的色澤和口感。
②干燥產(chǎn)品的最終含水量低。
③干燥時(shí)間短，速度快。
④干燥時(shí)所采用的真空度和加熱溫度范圍較大，通用性好。
⑤設(shè)備投資和動(dòng)力消耗高于常壓熱風(fēng)干燥。
 
二、真空干燥設(shè)備
    真空干燥需要在密封的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，真空干燥的設(shè)備一般是在常壓干燥的設(shè)備外，加上密封和真空設(shè)備即可。較多使用的是箱式真空干燥機(jī)，也有帶式和攪拌式真空干燥機(jī)，用蒸汽或熱水提供蒸發(fā)熱量。用真空泵或水力噴射器產(chǎn)生真空度。常用的真空泵有水環(huán)式真空泵(圖2—26)和往復(fù)式真空泵。
    (一)箱式真空干燥機(jī)
箱式真空干燥機(jī)是在常壓箱式干燥機(jī)基礎(chǔ)上加裝密封和增加真空泵，使物料在干燥箱內(nèi)在一定的真空度下進(jìn)行干燥
 
    (二)帶式真空干燥機(jī)
帶式真空干燥機(jī)是連續(xù)式真空干燥機(jī)(圖10—13)。由干燥室、加熱和制冷系統(tǒng)、原料供給系統(tǒng)和真空系統(tǒng)等部分組成，用于液料或漿料的干燥。干燥室內(nèi)設(shè)置有傳送帶，帶下設(shè)加熱和冷卻裝置，順序地形成加熱區(qū)和冷卻區(qū)，其中加熱區(qū)又分為4段或5段，第一、二段采用蒸氣加熱，進(jìn)行恒速干燥，第三、四段進(jìn)行減速干燥，第五段進(jìn)行均質(zhì)，后三段采用熱水加熱。根據(jù)產(chǎn)品干燥工藝要求，各段的操作溫度可以調(diào)節(jié)。
    連花清瘟膠囊醇提部分浸膏的帶式真空干燥工藝優(yōu)選。 處方中連翹、炙麻黃、大黃等4味藥為醇提工藝,該提取液黏度大不能用噴霧干燥設(shè)備干燥,用恒溫干燥箱干燥對(duì)麻黃堿鑒別和連翹苷含量有影響,而且干燥時(shí)間長(zhǎng)(約7),不適合連續(xù)大生產(chǎn)。為了保證藥物的最佳療效并提高生產(chǎn)效率,作者通過(guò)連續(xù)真空干燥設(shè)備對(duì)醇提浸膏干燥工藝進(jìn)行優(yōu)選。
    根據(jù)影響真空干燥的3個(gè)主要因素:干燥溫度(A)、加料速度(B)、履帶速度(C),在固定浸膏比重(1：20)和真空干燥真空度(0.1MPa)的基礎(chǔ)上,分別選取以上3個(gè)水平進(jìn)行考察,以干燥后樣品的水分、金銀花對(duì)照藥材鑒別、大黃酸鑒別、鹽酸麻黃堿鑒別、連翹苷含量為綜合指標(biāo),采用正交試驗(yàn)表進(jìn)行正交試通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到干燥溫度90℃,加料速度8L.h-1,履帶速度15cm.min-1。
帶式真空干燥技術(shù)在穿心蓮浸膏干燥中的應(yīng)用。由于穿心蓮是清熱解毒的傳統(tǒng)中藥之一,在臨床上應(yīng)用廣泛。在生產(chǎn)穿心蓮干浸膏過(guò)程中,傳統(tǒng)的干燥方法是用噴霧干燥和箱式真空干燥兩種方法,這兩種方法干燥的干浸膏在貯存或制劑過(guò)程中極易吸收水份,并結(jié)堅(jiān)硬團(tuán)塊而不易打碎本研究采用BVD系列數(shù)字化帶式真空干燥機(jī)對(duì)穿心蓮浸膏進(jìn)行低溫干燥,同時(shí)與傳統(tǒng)的干燥設(shè)備進(jìn)行測(cè)試對(duì)比,取得了較好的效果。
    1 數(shù)字化帶式真空干燥機(jī)組的工作原理
數(shù)字化帶式真空干燥機(jī)組是一種連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料形式的高真空度干燥設(shè)備,它是將待干燥的中藥料液通過(guò)變頻螺桿泵送入高度真空的干燥機(jī)內(nèi)部,物料被連續(xù)地被涂布在緩緩移動(dòng)的干燥機(jī)內(nèi)的多條干燥帶上,干燥帶在調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)下以設(shè)定的速度向前運(yùn)動(dòng),每條干燥帶的下面都有三段獨(dú)立的加熱板和一段冷卻板,干燥帶與加熱板、冷卻板緊密接觸,以接觸傳熱的方式將干燥所需要的能量傳遞給帶上物料。當(dāng)干燥物料從機(jī)組筒體的一端運(yùn)動(dòng)到另一端時(shí),物料已經(jīng)干燥并經(jīng)過(guò)冷卻,干燥后的物料從干燥帶上剝離,然后通過(guò)一個(gè)粉碎裝置粉碎后,再通過(guò)真空蝶閥出料到料桶中。
 
    2.帶式真空干燥機(jī)的特點(diǎn)
    1.1 中藥提取產(chǎn)品多為天然藥物經(jīng)過(guò)水提、醇提或其它有機(jī)溶劑提取、濃縮的產(chǎn)物,由于物料直接進(jìn)入高真空度容器內(nèi),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間緩慢干燥(干燥時(shí)間:30~60min),干燥后所得的顆粒有一定程度的結(jié)晶效應(yīng),從微觀結(jié)構(gòu)上看內(nèi)部有微孔。直接粉碎到所需要的粒徑后,顆粒的流動(dòng)性很好,可以直接壓片或者填充膠囊,同時(shí)顆粒具有微觀的疏松結(jié)構(gòu),速溶性極好;而且顆粒的外觀好,對(duì)于速溶(顆粒劑)產(chǎn)品,可以提升產(chǎn)品的檔次。
    1.2 帶式真空干燥機(jī)的適應(yīng)范圍廣,對(duì)于絕大多數(shù)的天然植物的提取物,都可以適用。尤其是對(duì)于粘性高、易結(jié)團(tuán)、熱塑性、熱敏性的物料,不適宜或者無(wú)法采用噴霧干燥的物料,用帶式真空干燥機(jī)干燥是最佳選擇。而且,可以直接將濃縮浸膏送入帶式真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥,無(wú)需添加任何輔料,這樣可以減少最終產(chǎn)品的用量,提高產(chǎn)品檔次。同時(shí),在高真空度狀況下干燥,干燥溫度較低,有利于保持浸膏的原色原味。
    1.3 帶式真空干燥機(jī)分別在機(jī)身的一端連續(xù)進(jìn)料、另一端連續(xù)出料,配料和出料部分都可以設(shè)置在潔凈間中,整個(gè)干燥過(guò)程完全封閉,不與外界環(huán)境接觸,符合GMP的要求。
    1.4 與箱式干燥相比,帶式真空干燥的優(yōu)點(diǎn)是:料層薄、干燥快、物料受熱時(shí)間短;物料松脆,容易粉碎;隔離操作,避免污染;動(dòng)態(tài)操作,不易結(jié)垢;流水作業(yè),自動(dòng)控制。
    1.5 噴霧干燥是直接把提取液變成干粉,干燥快,連續(xù)作業(yè)，但其缺點(diǎn)則是粉過(guò)細(xì)而非顆粒狀,粉劑致密而水溶性差,易使浸膏吸收水分,使產(chǎn)品不穩(wěn)定。更為嚴(yán)重的是,噴霧干燥時(shí)瞬間熱氣流的溫度可高達(dá)200℃,影響藥品的色澤,同時(shí)破壞一些熱敏感性的活性物質(zhì)。此外,中藥多糖含量高的物料會(huì)粘在噴霧干燥收集器的壁上,造成收粉困難而干燥失敗。噴霧干燥的損耗大則是其另一大不足,藥粉易隨熱風(fēng)吹出,造成收率下降。帶式真空干燥則能克服噴霧干燥粉太細(xì)太密和溫度過(guò)高的缺點(diǎn),且損耗率基本為零。
    3 .帶式真空干燥機(jī)的應(yīng)用
①食品行業(yè)(純果汁粉、速溶咖啡、甜料、調(diào)味料等);
②醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)(蛋白質(zhì)、酶等生物活性物質(zhì)以及中草藥提取物);
③化工行業(yè)(染料、金屬氧化物及易爆品)。
    4 真空帶式干燥與其他干燥方式的比較
 
    以香蕉為原料加工香蕉粉為例
所研制開(kāi)發(fā)的GZD-S型真空帶式干燥實(shí)驗(yàn)設(shè)備為平臺(tái),比較真
空帶式與真空冷凍、熱風(fēng)干燥的操作條件。
    工藝流程:香蕉(3.3kg)→去皮(1.3kg)→打漿→香蕉漿
g)→干燥→香蕉粉(約0.5kg)
 
    根據(jù)的資料顯示,以柜式真空干燥                    
、噴霧干燥和真空低溫連續(xù)干燥3種方式加工芪鹿益腎浸膏,其
工成本如表2所示。
 
    (三)攪拌型圓筒真空干燥機(jī)
攪拌型圓筒真空干燥機(jī)又稱(chēng)為耙式真空干燥器，是間歇式干燥機(jī)。如圖10—14所示，它主要由臥式筒體、帶耙齒攪拌軸等構(gòu)成。筒體為夾套結(jié)構(gòu)，夾套內(nèi)通入加熱用蒸汽、熱水或熱油。攪拌軸上安裝有兩組耙齒(槳葉)，其中一組為左旋，另一組為右旋。攪拌軸頸與筒體封頭間采用填料密封。
 
    1. 攪拌型圓筒真空干燥機(jī)的工作原理
干燥時(shí)，原料從筒體上部的加料口送入，攪拌軸間歇進(jìn)行正向和反向旋轉(zhuǎn)，物料由帶有左、右旋耙齒的攪動(dòng)除沿圓周方向運(yùn)動(dòng)外還沿軸線雙向往復(fù)移動(dòng)，從而在受到均勻攪拌的狀態(tài)下，物料在筒壁處進(jìn)行熱交換，使物料水分蒸發(fā)而干燥。
    2.攪拌型圓筒真空干燥機(jī)的應(yīng)用
對(duì)于淤漿狀、糊狀和粉狀物料均能使用，也能用含水率低的物料的進(jìn)一步干燥。尤其適用于維生素或者、抗隆素等熱敏性物料的低溫干燥。對(duì)必須完全干燥的成型合成樹(shù)脂以及微粉碳和在空氣中易于燃燒乃至爆炸的含有有機(jī)溶劑的物料也均適用。間歇操作時(shí)，處理量約為100kg乃至幾噸。當(dāng)干燥粘附性物料或含水率高的物料以及處理量大時(shí)，采用圓筒攪拌型較為適宜。
 
    圓筒攪拌真空干燥機(jī)
內(nèi)熱式圓筒攪拌真空干燥機(jī)在化學(xué)工業(yè)，特別是在有機(jī)半成品和染料制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，采用蒸汽或?qū)嵊突驘崴M(jìn)入夾套間接加熱物料，在真空狀態(tài)下抽濕，因此特別適用于耐高溫和在高溫下容易氧化的物料干燥，以及在干燥過(guò)程中容易產(chǎn)生粉塵及溶劑需要回收的物料干燥。本機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠、維修周期長(zhǎng)。 經(jīng)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，對(duì)粉狀，粉粒狀，膏糊狀、粘膠狀、乃至溶液等，都可在適當(dāng)條件下進(jìn)行高溫或低溫的干燥。
特點(diǎn)：本機(jī)采用夾層與內(nèi)攪拌同時(shí)加熱方式，傳熱面大，熱效率高。 本機(jī)設(shè)置攪拌，使物料在筒內(nèi)形成連續(xù)循環(huán)狀態(tài)，進(jìn)一步提高了物料受熱的均勻度。
    應(yīng)用：本機(jī)設(shè)置攪拌，從而可順利進(jìn)行漿狀，膏狀，糊狀物料干燥。 應(yīng)用范圍：適用于醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)物料干燥。適用于漿狀、膏糊狀、粉粒狀物料。要求低溫干燥的熱敏性物樹(shù)。易氧化、易爆、強(qiáng)制激劇毒物料。 要求回收有機(jī)溶劑的物料。
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