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干燥的基本原理|影響因素
(1)基本原理:
在干燥過程中,水分從物料內(nèi)部移向(擴(kuò)散)表面,再由表面擴(kuò)散到熱空氣中。干燥過程得以進(jìn)行的必要條件:是被干燥物料中的水分所產(chǎn)生的水蒸氣分壓大于熱空氣中水蒸氣分壓。若二者相等,表示蒸發(fā)達(dá)到平衡,干燥停止;若熱空氣中水蒸氣分壓大,物料反而吸水。所以為了使物料干燥,必須控制熱空氣的相對濕度RH(飽和空氣RH=100﹪,未飽和空氣RH﹤100﹪,絕干空氣RH=0﹪)
(2)物料中水分的性質(zhì)
1)平衡水分:指在一定空氣狀態(tài)下,物料表面產(chǎn)生的水蒸氣壓與空氣中水蒸氣分壓相等時(shí)物料中所含的水分,該部分水是干燥所除不去的水分。物料的平衡水分含量與空氣相對濕度有關(guān),隨空氣的RH上升而增大。干燥器內(nèi)空氣相對濕度,應(yīng)低于被干燥物自身的相對濕度。
2)自由水分:指物料中所含大于平衡水分的那部分水或稱游離水。自由水可在干燥過程中除去。
3)結(jié)合水分:指主要以物理方式結(jié)合的水分,結(jié)合水分與物料性質(zhì)有關(guān),具有結(jié)合水分的物料,稱為吸水性物料。
4)非結(jié)合水分:主要指以機(jī)械方式結(jié)合的水分,與物料的結(jié)合力很弱,僅含非結(jié)合水的物料叫做非吸水性物料。
(3)干燥速率與影響干燥速率因素
1)干燥速率:是指單位時(shí)間、單位干燥面積上被干燥物料所能氣化的水分量,即水分量減少值。
2)干燥速率曲線:物料含水量隨時(shí)間變化的干燥曲線。主要分為恒速干燥段與降速干燥段。
3)影響干燥速率因素
恒速干燥階段:干燥速率主要取決于物料中的水分在表面氣化的速率,強(qiáng)化途徑:①提高空氣溫度、降低其濕度可加速干燥;②改善物料與空氣的接觸情況。
降速干燥階段:干燥速率主要由物料的水分?jǐn)U散速率決定,強(qiáng)化途徑:①提高物料溫度;②改善其分散度,加速干燥。
干燥的設(shè)備有哪些
(1)常壓箱式干燥:主要缺點(diǎn)是熱能利用低,操作條件不良,物料干燥不均勻,尤其是干燥速度過快時(shí),很容易造成外殼干而顆粒內(nèi)部殘留水分過多的“虛假干燥”現(xiàn)象,有時(shí)也會造成可溶性成分在顆粒間的“遷移”而影響片劑的含量均勻度。
(2)流化床干燥:這種方法與流化制粒的工作原理相同,其主要優(yōu)點(diǎn)是效率高,速度快,時(shí)間短,對某些熱敏性物料也可采用,操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度小,自動(dòng)化程度高所得產(chǎn)品干濕度均勻,流動(dòng)性好,一般不會發(fā)生可溶性成分遷移的現(xiàn)象。
(3)噴霧干燥:噴霧干燥的蒸發(fā)面積大,干燥時(shí)間非常短,溫度一般為50℃左右,對熱敏性物料及無菌操作時(shí)較適合。干燥的制品多為松脆的顆粒,溶解性好。
(4)紅外干燥:利用紅外輻射元件所發(fā)出的紅外線對物料直接照射加熱的一種干燥方式。利用紅外線干燥物料,受熱均勻干燥快、質(zhì)量好。但耗能大。
(5)微波干燥:屬于介電加熱干燥器,把物料置于于高頻交流電場內(nèi),從物料內(nèi)部均勻加熱,迅速干燥的方法。微波干燥器操作方便、靈敏、加熱迅速、均勻、熱效率高,對含水物料特別有利,缺點(diǎn)是成本高。
(6)冷凍干燥:是利用固體冰升華除去水分的干燥方法。
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