真空干燥机
一、真空干燥的原理及特点
食品物料的真空干燥和常压下的干燥原理相同，只是由于在真空状态下，水分的蒸发温度较常压下的蒸发温度低。真空度越高，蒸发温度越低，因此整个干燥过程可以在较低的温度下进行。
真空干燥的特点是：
①干燥过程中物料的温度低，无过热现象，水分易于蒸发，干燥产品可形成多孔结构，有较好的溶解性、复水性，有较好的色泽和口感。
②干燥产品的最终含水量低。
③干燥时间短，速度快。
④干燥时所采用的真空度和加热温度范围较大，通用性好。
⑤设备投资和动力消耗高于常压热风干燥。
二、真空干燥设备
真空干燥需要在密封的环境内进行，真空干燥的设备一般是在常压干燥的设备外，加上密封和真空设备即可。较多使用的是箱式真空干燥机，也有带式和搅拌式真空干燥机，用蒸汽或热水提供蒸发热量。用真空泵或水力喷射器产生真空度。常用的真空泵有水环式真空泵(图2—26)和往复式真空泵。
(一)箱式真空干燥机
箱式真空干燥机是在常压箱式干燥机基础上加装密封和增加真空泵，使物料在干燥箱内在一定的真空度下进行干燥，箱式真空干燥系统见图10—12。
(二)带式真空干燥机
带式真空干燥机是连续式真空干燥机(图10—13)。由干燥室、加热和制冷系统、原料供给系统和真空系统等部分组成，用于液料或浆料的干燥。干燥室内设置有传送带，带下设加热和冷却装置，顺序地形成加热区和冷却区，其中加热区又分为4段或5段，第一、二段采用蒸气加热，进行恒速干燥，第三、四段进行减速干燥，第五段进行均质，后三段采用热水加热。根据产品干燥工艺要求，各段的操作温度可以调节。
连花清瘟胶囊醇提部分浸膏的带式真空干燥工艺优选。 处方中连翘、炙麻黄、大黄等4味药为醇提工艺,该提取液黏度大不能用喷雾干燥设备干燥,用恒温干燥箱干燥对麻黄碱鉴别和连翘苷含量有影响,而且干燥时间长(约7),不适合连续大生产。为了保证药物的最佳疗效并提高生产效率,作者通过连续真空干燥设备对醇提浸膏干燥工艺进行优选。
根据影响真空干燥的3个主要因素:干燥温度(A)、加料速度(B)、履带速度(C),在固定浸膏比重(1：20)和真空干燥真空度(0.1MPa)的基础上,分别选取以上3个水平进行考察,以干燥后样品的水分、金银花对照药材鉴别、大黄酸鉴别、盐酸麻黄碱鉴别、连翘苷含量为综合指标,采用正交试验表进行正交试通过正交实验得到干燥温度90℃,加料速度8L.h-1,履带速度15cm.min-1。
带式真空干燥技术在穿心莲浸膏干燥中的应用。由于穿心莲是清热解毒的传统中药之一,在临床上应用广泛。在生产穿心莲干浸膏过程中,传统的干燥方法是用喷雾干燥和箱式真空干燥两种方法,这两种方法干燥的干浸膏在贮存或制剂过程中极易吸收水份,并结坚硬团块而不易打碎本研究采用BVD系列数字化带式真空干燥机对穿心莲浸膏进行低温干燥,同时与传统的干燥设备进行测试对比,取得了较好的效果。
1 BVD系列数字化带式真空干燥机组的工作原理
BVD系列数字化带式真空干燥机组是一种连续进料、连续出料形式的高真空度干燥设备,它是将待干燥的中药料液通过变频螺杆泵送入高度真空的干燥机内部,物料被连续地被涂布在缓缓移动的干燥机内的多条干燥带上,干燥带在调速电机驱动下以设定的速度向前运动,每条干燥带的下面都有三段独立的加热板和一段冷却板,干燥带与加热板、冷却板紧密接触,以接触传热的方式将干燥所需要的能量传递给带上物料。当干燥物料从机组筒体的一端运动到另一端时,物料已经干燥并经过冷却,干燥后的物料从干燥带上剥离,然后通过一个粉碎装置粉碎后,再通过真空蝶阀出料到料桶中。
2.带式真空干燥机的特点
1.1 中药提取产品多为天然药物经过水提、醇提或其它有机溶剂提取、浓缩的产物,由于物料直接进入高真空度容器内,经过一段时间缓慢干燥(干燥时间:30~60min),干燥后所得的颗粒有一定程度的结晶效应,从微观结构上看内部有微孔。直接粉碎到所需要的粒径后,颗粒的流动性很好,可以直接压片或者填充胶囊,同时颗粒具有微观的疏松结构,速溶性极好;而且颗粒的外观好,对于速溶(颗粒剂)产品,可以提升产品的档次。
1.2 带式真空干燥机的适应范围广,对于绝大多数的天然植物的提取物,都可以适用。尤其是对于粘性高、易结团、热塑性、热敏性的物料,不适宜或者无法采用喷雾干燥的物料,用带式真空干燥机干燥是最佳选择。而且,可以直接将浓缩浸膏送入带式真空干燥机进行干燥,无需添加任何辅料,这样可以减少最终产品的用量,提高产品档次。同时,在高真空度状况下干燥,干燥温度较低,有利于保持浸膏的原色原味。
1.3 带式真空干燥机分别在机身的一端连续进料、另一端连续出料,配料和出料部分都可以设置在洁净间中,整个干燥过程完全封闭,不与外界环境接触,符合GMP的要求。
1.4 与箱式干燥相比,带式真空干燥的优点是:料层薄、干燥快、物料受热时间短;物料松脆,容易粉碎;隔离操作,避免污染;动态操作,不易结垢;流水作业,自动控制。
1.5 喷雾干燥是直接把提取液变成干粉,干燥快,连续作业，但其缺点则是粉过细而非颗粒状,粉剂致密而水溶性差,易使浸膏吸收水分,使产品不稳定。更为严重的是,喷雾干燥时瞬间热气流的温度可高达200℃,影响药品的色泽,同时破坏一些热敏感性的活性物质。此外,中药多糖含量高的物料会粘在喷雾干燥收集器的壁上,造成收粉困难而干燥失败。喷雾干燥的损耗大则是其另一大不足,药粉易随热风吹出,造成收率下降。带式真空干燥则能克服喷雾干燥粉太细太密和温度过高的缺点,且损耗率基本为零。
3.带式真空干燥机的应用
①食品行业(纯果汁粉、速溶咖啡、甜料、调味料等);
②医药卫生行业(蛋白质、酶等生物活性物质以及中草药提取物);
③化工行业(染料、金属氧化物及易爆品)。
4 真空带式干燥与其他干燥方式的比较
以香蕉为原料加工香蕉粉为例,使用广东省农业机械研究
所研制开发的GZD-S型真空带式干燥实验设备为平台,比较真
空带式与真空冷冻、热风干燥的操作条件。
工艺流程:香蕉(3.3kg)→去皮(1.3kg)→打浆→香蕉浆
g)→干燥→香蕉粉(约0.5kg)
根据上海敏杰机械有限公司的资料显示,以柜式真空干燥
、喷雾干燥和真空低温连续干燥3种方式加工芪鹿益肾浸膏,其
工成本如表2所示。
(三)搅拌型圆筒真空干燥机
搅拌型圆筒真空干燥机又称为耙式真空干燥器，是间歇式干燥机。如图10—14所示，它主要由卧式筒体、带耙齿搅拌轴等构成。筒体为夹套结构，夹套内通入加热用蒸汽、热水或热油。搅拌轴上安装有两组耙齿(桨叶)，其中一组为左旋，另一组为右旋。搅拌轴颈与筒体封头间采用填料密封。
1. 搅拌型圆筒真空干燥机的工作原理
干燥时，原料从筒体上部的加料口送入，搅拌轴间歇进行正向和反向旋转，物料由带有左、右旋耙齿的搅动除沿圆周方向运动外还沿轴线双向往复移动，从而在受到均匀搅拌的状态下，物料在筒壁处进行热交换，使物料水分蒸发而干燥。
2.搅拌型圆筒真空干燥机的应用
对于淤浆状、糊状和粉状物料均能使用，也能用含水率低的物料的进一步干燥。尤其适用于维生素或者、抗隆素等热敏性物料的低温干燥。对必须完全干燥的成型合成树脂以及微粉碳和在空气中易于燃烧乃至爆炸的含有有机溶剂的物料也均适用。间歇操作时，处理量约为100kg乃至几吨。当干燥粘附性物料或含水率高的物料以及处理量大时，采用圆筒搅拌型较为适宜。
内热式圆筒搅拌真空干燥机
内热式圆筒搅拌真空干燥机在化学工业，特别是在有机半成品和染料制造工业中得到广泛应用，采用蒸汽或导热油或热水进入夹套间接加热物料，在真空状态下抽湿，因此特别适用于耐高温和在高温下容易氧化的物料干燥，以及在干燥过程中容易产生粉尘及溶剂需要回收的物料干燥。本机结构紧凑、操作简单、性能稳定可靠、维修周期长。 经长期生产实践证明，对粉状，粉粒状，膏糊状、粘胶状、乃至溶液等，都可在适当条件下进行高温或低温的干燥。
特点：本机采用夹层与内搅拌同时加热方式，传热面大，热效率高。 本机设置搅拌，使物料在筒内形成连续循环状态，进一步提高了物料受热的均匀度。
应用：本机设置搅拌，从而可顺利进行浆状，膏状，糊状物料干燥。 应用范围：适用于医药、食品、化工等行业物料干燥。适用于浆状、膏糊状、粉粒状物料。要求低温干燥的热敏性物树。易氧化、易爆、强制激剧毒物料。 要求回收有机溶剂的物料。
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伽利略
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