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乾燥

(詞語概念)

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乾燥(drying)是利用熱能使濕物料中的濕分(水分或其他溶劑)氣化,並利用氣流或真空帶走氣化了的濕分,從而獲得乾燥物料的操作。如濕法制粒中物料的乾燥、溶液的噴霧乾燥、流浸膏的乾燥等。 [1] 
中文名
乾燥
外文名
drying
學    科
化學、冶金
拼    音
gàn zào
反義詞
潮濕
方    法
自然乾燥、人工乾燥

乾燥結構與原理

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箱式乾燥器為例,説明乾燥器的結構以及其工作原理。
箱式乾燥器又稱為盤架式乾燥器。其中的物料是靜置式的,是一種傳統的間歇操作形式。因為它具有操作簡單的優點,至今仍被採用:如圖《箱式乾燥器基本結構(平流式)》所示,外壁通常為方箱形,用絕熱材料保温。箱體內有多層框架,上面放置烘盤,被幹燥物料放置盤中,空氣經風機吹入過濾加熱後與物料接觸,物料中的水分或溶劑被熱空氣蒸發帶走。達到規定的乾燥時間後,取出物料。根據空氣流與物料的接觸方式的不同,箱式乾燥器有兩種形式:即熱風沿着物料表面平行通過的稱為平流式箱式乾燥器:熱風垂直穿過物料的則稱為穿流式箱式乾燥器,如圖《箱式乾燥器(穿流式)》所示。後者具有熱利用效率高、乾燥速度快等優點。 [2] 
箱式乾燥器基本結構(平流式) 箱式乾燥器基本結構(平流式)
箱式乾燥器(穿流式) 箱式乾燥器(穿流式)

乾燥乾燥的目的

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①使物料便於加工、運輸、貯藏和使用;
②保證藥品的質量和提高藥物的穩定性:
③改善粉體的流動性和充填性等。
過分乾燥易產生靜電,或壓片時易產生裂片等,給生產過程帶來麻煩;因此,物料的含濕量在製劑過程中為重要參數之一,應根據情況適當控制水分含量。另外,由於乾燥過程一般採用熱能(温度),因此乾燥熱敏性物料時必須注意化學穩定性問題。 [1] 

乾燥乾燥方法

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物料乾燥的方法有自然乾燥與人乾燥兩種方法。
1.自然乾燥法
自然乾燥法是將濕物料堆置於露天或室內的場地上,藉助風吹和日曬的自然條件除去物料中水分,使物料得以乾燥。這種方法的特點是.不需要專門設備,動力消耗小,不需要燃料,操作簡單,成本低,但乾燥速率慢,產量低,勞動強度大,露天干燥還受氣候影響,難以適應大規模的工業化生產。
人工乾燥法,也稱機械乾燥,是將濕物料放在專門的設備中進行加熱,物料中的水分蒸發,使物料得以乾燥。這種方法的特點是,乾燥速率快,產量大,不受氣候條件的限制,便於實現自動化,適合於工業生產,但需要消耗較大的動力與燃料。人工乾燥法根據物料受熱的特徵來分,有外熱源法與內熱源法兩種類型。
1)外熱源法,所謂外熱源法是指在物料外部對物料表面進行加熱。其方式有以下四種。
(1)傳導乾燥。濕物料與加熱壁面直接接觸,熱量靠熱傳導由熱壁面傳給濕物料,使其中水分蒸發。如迴轉烘乾機
(2)對流乾燥。使熱空氣或熱煙氣與濕物料直接接觸,依靠對流傳熱向物料供熱,物料中的水汽化為水蒸氣,而水蒸氣則由氣流帶走。如迴轉烘乾機、隧道烘乾窯、噴霧乾燥、流化十燥和廂式乾燥等。
(3)輻射干燥。熱量以輻射傳熱方式投射到濕物料表面,被吸收後轉化為熱能,水分蒸發被氣流帶出。如紅外線乾燥
(4)綜合乾燥。綜合利用上述三種加熱方式,對濕物料加熱而使水分汽化,如迴轉烘乾機。
外熱源法的特點是:物料表面温度大於內部温度,熱量傳遞由表及裏,水分傳遞由裏及表,方向相反。
2)內熱源法
所謂內熱源法是指將濕物料放在交變的電磁場中,使物料本身的分子產生的熱運動而發熱,交變的電流也可通過物料產生焦耳熱效應,從而使水分由裏及表排出。內熱源法的特點是:物料內部温度高於表面温度,從而使水分與熱量傳遞方向相同,加速了水分從物料內部向表面的傳遞速率。常見的內熱源法有工頻電乾燥、高頻電乾燥。 [3] 

乾燥常見乾燥設備

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用於進行乾燥操作的設備被稱為乾燥器。類型很多:根據操作壓力可分為常壓和減壓(減壓乾燥器也稱真空乾燥器);根據操作方法可分為間歇式和連續式;根據乾燥介質可分為空氣、炯道氣或其他乾燥介質;根據運動(物料移動和乾燥介質流動)方式可分為並流、逆流和錯流。
流化牀乾燥器又稱沸騰牀乾燥器。加熱空氣從下部通入向上流動,穿過乾燥室底部的氣體分佈板,將分佈板上的濕物料吹松並懸浮在空氣中,物料所處的狀態稱為流化態,進行流化態操作的設備叫流化牀。
(2)壓力噴霧乾燥器
壓力噴霧乾燥器按霧化器的結構分類,分為壓力式(機械式)、離心式(轉盤式)、氣流式等三種形式。如圖《壓力噴霧乾燥器》所示,它由空氣預熱器、氣體分佈板、霧化器、噴霧乾燥室、高壓液泵、無菌過濾器、貯液罐、抽風機、旋風分離器等部件組成。
圖3:壓力噴霧乾燥器 圖3:壓力噴霧乾燥器
(3)減壓乾燥器
減壓於燥是在密閉容器中抽去空氣後進行乾燥的方法,有時稱為真空乾燥。減壓乾燥除能加速乾燥、降低温度外,還能使乾燥產品疏鬆和易於粉碎。此外,由於抽去空氣減少了空氣影響,故對保證產物質量有一定意義。
如圖《減壓乾燥器》所示,此器可供較大量藥物減壓乾燥之用,加熱蒸汽由1引入,通入夾層擱板內,冷凝水自乾燥箱下部的出口2流出,3為列管式冷凝器,4為冷凝液收集器。此器分為上下兩部,上部與冷凝器相連,並與真空泵通過側口相連接,上部與下部之間用導管與閥門5相通。當蒸發乾燥進行時將閥門5打開,冷凝液可直接流人收集器4的下部,收集滿時,關閉閥門5使上部與下部隔離,並打開閥門6放入空氣,冷凝液即可經下口龍頭放出,這樣可使操作過程不致中斷。在乾燥過程中。被幹燥的物質往往起泡溢出盤外,不但污染干燥箱內部,而且能引起結構的損壞,所以使用時應適當地控制被幹燥物料的量。 [2] 
減壓乾燥器 減壓乾燥器
參考資料
  • 1.    方亮.藥劑學 供藥學類及相關專業用 第3版:中國醫藥科技出版社,2016.03:340-340
  • 2.    王沛,劉永忠,龐紅.藥物製劑設備 供藥學類專業用:中國醫藥科技出版社,2016.01:59-62
  • 3.    陳景華,張長森,蔡樹元.無機非金屬材料熱工過程及設備:華東理工大學出版社,2015.04:47-48