六、干燥的基本原理、影響因素與基本方法

　　例題：有關干燥的敘述，錯誤的是

　　A干燥過程是水分連續進行內部擴散和表面氣化的過程

　　B.干燥速率取決于內部擴散和表面氣化速率

　　C.干燥過程可明顯地分為恒速、降速和加速三個階段

　　D.干燥介質的溫度、濕度及流動情況等均可影響恒速階段的干燥

　　E.干燥可去除被干燥物料中的自由水分而不能去

　　答案：CD

　　(一)干燥的基本原理

　　1.物料中水分的性質

　　(1)結合水與非結合水

　　結合水系指存在于物料細小毛細管中和細胞中的水分。此種水分難以從物料中去除完全。

　　非結合水系指存在于物料表面的潤濕水及物料孔隙中和粗大毛細管中的水分，它所產生的蒸汽壓等于同溫度水的蒸汽壓，此種水分與物料結合力弱，易于去除。

　　(2)平衡水分與自由水分

　　物料與一定溫度、濕度的空氣相接觸時，將會發生排除水分或吸收水分的過程，直到物料表面水分所產生的蒸汽壓與空氣中的水蒸氣分壓相等時為止，物料中的水分與空氣處于動態平衡狀態，此時物料中所含的水分稱為該空氣狀態下物料的平衡水分。平衡水分與物料的種類、空氣的狀態有關，物料不同，在同一空氣狀態下的平衡水分不同。

　　同一種物料，在不同的空氣狀態下的平衡水分也不同。物料中所含的總水分等于自由水分與平衡水分之和，干燥過程僅可除去自由水分，不能除去平衡水分。

　　2.干燥速率　干燥速率系指在單位時間內，在單位干燥面積上被干燥物料中水分的氣化量。

　　因為干燥過程是被氣化的水分連續進行內部擴散和表面氣化的過程，所以干燥速率取決于內部擴散和表面氣化速率。

　　干燥過程明顯地分成兩個階段，恒速階段和降速階段。在恒速階段，干燥速率與物料濕含量無關。而在降速階段，干燥速率近似地與物料濕含量成正比。

　　干燥曲線的折點所示的物料濕含量是臨界濕含量C。與橫軸交點所示的物料濕含量即是平衡水分C平。因此，當物料濕含量大于Co時，干燥過程屬于恒速階段;當物料濕含量小于Co時，干燥過程屬于降速階段。

　　干燥初期——水分在物料內部的擴散速率大于表面氣化速率——表面水分蒸汽壓恒定——恒速階段。

　　干燥至一定程度——水分在物料內部的擴散速率小于表面氣化速率——表面水分蒸汽壓由物料內部的擴散速率決定——減速階段。

　　(二)影響干燥的因素

　　干燥速率在恒速階段與干燥介質條件及物料表面水分氣化速率有關。可通過提高空氣溫度、減小濕度(排走濕空氣)、加大熱空氣流速、加大蒸發表面等各種方法加快干燥;在降速階段主要與內部擴散有關，由于物料結構、形態及與水結合的狀態影響水分在物料內部的擴散速度，故不同物料干燥時間差異較大。若干燥溫度過高、速度過快造成表面水分迅速蒸發，物料表面硬結，而內部水分很難再擴散出來，影響繼續干燥。應根據物料特性及干燥方法、設備等采取適宜干燥速度進行干燥。

　　(三)干燥方法

　　例題：適用于液態物料瞬間直接干燥的方法為 E

　　A.冷凍干燥

　　B.減壓干燥

　　C.微波干燥

　　D.沸騰干燥

　　E.噴霧干燥

　　答案：E

　　1.常壓干燥

　　(1)烘干干燥　系指在常壓下，利用于熱空氣進行干燥的方法。此法簡單易行，適用于對熱穩定的藥物。稠浸膏、糖粉、丸劑、顆粒劑等干燥多用此法。但干燥時間長，易引起某些成分破壞，且干燥品板結較難粉碎。

　　(2)鼓式干燥　又稱滾筒式干燥或鼓式薄膜干燥，是將濕物料涂布在熱的金屬轉鼓上，利用熱傳導方法使物料得到干燥。此法蒸發面大，可顯著地縮短干燥時間，減少成分受熱破壞。干燥品呈薄片狀，易于粉碎。適用于中藥浸膏的干燥和膜劑的制備。

　　(3)帶式干燥　將濕物料平鋪在帆布或金屬絲網等傳送帶上，利用熱氣流或紅外線等加熱干燥物料。

　　2.減壓干燥

　　減壓干燥系指在密閉的容器中抽真空，并進行加熱干燥的一種方法。

　　其特點是：干燥溫度低，速度快;減少了物料與空氣的接觸，避免污染或氧化變質;產品呈松脆海綿狀，易于粉碎。適于稠膏及熱敏性或高溫下易氧化物料的干燥。

　　3.沸騰干燥　又稱流化床干燥，系利用熱空氣流使濕顆粒懸浮，呈流化態，似“沸騰狀”，熱空氣在濕顆粒間通過，在動態下進行熱交換，濕氣被抽走而達到干燥的目的。適于濕粒性物料的干燥，如片劑、顆粒劑的濕顆粒和水丸的干燥。

　　其特點是：氣流阻力較小，物料磨損較輕，熱利用率較高;干燥速度快，產品質量好;一般濕顆粒流化干燥時間為20min左右;干燥時不需翻料，且能自動出料，節省勞力;適于大規模生產。但熱能消耗大，設備清掃較麻煩。

　　4.噴霧干燥　是利用霧化器，將一定濃度(相對密度1.1-1.2)的液態物料噴射成霧狀，在一定流速的熱氣流中進行熱交換，使物料迅速干燥。

　　噴霧干燥的特點是：藥液未經長時間濃縮，又是瞬間干燥，適用于熱敏性塑料;產品質量好，為疏松的細粉，溶解性能好，且保持原來的色香味;操作流程管道化，符合CMP要求，是目前中藥制藥中最佳的干燥技術之一。噴霧干粉可制備膠囊劑、片劑及顆粒劑等。

　　5.冷凍干燥

　　又稱升華干燥，系先將被干燥液態物料冷凍成固體，再在低溫減壓條件下，使固態的冰直接升華為水蒸氣排出去而達干燥目的的方法。

　　其特點是：物料在高真空和低溫條件下干燥，尤適于熱敏性物品的干燥;干品多孔疏松，易于溶解;含水量低，有利于藥品長期貯存。

　　6.紅外干燥

　　紅外干燥系利用遠紅外輻射器產生的電磁波被含水物料吸收后，直接轉變為熱能，使濕物料中水分氣化而干燥。

　　振動式遠紅外干燥機，適于熱敏性物料的干燥，尤適于中藥固體粉末、濕顆粒及水丸等薄料層、多孔性物料的干燥。

　　其特點是：干燥速度快，熱效率較高，成品質量好，但電耗大。隧道式紅外干燥機，主要用于口服液及注射劑安瓿的干燥。

　　7.微波干燥

　　微波干燥系濕物料中水分在高頻(915MHz或2450MHz)電磁場中反復極化，不斷迅速轉動并發生劇烈碰撞和摩擦生熱，使物料本身被加熱而干燥。干燥時間短，對藥物成分破壞少;且兼有殺蟲及滅菌作用。適于飲片、散劑、水丸、蜜丸等干燥。

　　[110-111]

　　A.冷凍干燥

　　B.噴霧干燥

　　C.減壓干燥

　　D.紅外干燥

　　E.沸騰于燥

　　110.中藥水提濃縮液的干燥宜采用

　　答案：C

　　111.注射液空安瓿的干燥宜采用

　　答案：D

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