干燥是將物料去除水分或其他揮發成分的操作,涉及面很廣,干燥的種類繁多,干燥的設備也是各種各樣。如果按工藝過程中物料所處環境的壓力來分,可以分為常壓干燥與真空干燥,前者用得較多,相對比較簡單,自古就有應用;后者開發得較晚,相對繁雜一些。但真空干燥有它自身的許多優勢,近年來得到了廣泛的應用,尤其是在制藥、食品與化工行業的應用。微丸是制藥行業的一個劑型,它的干燥方式可以用常壓普通干燥,也可以用 污泥槳葉干燥機,但是,兩者的干燥效果是不一樣的,真空干燥出來的藥丸質量明顯要好。
1.真空干燥的優點
真空干燥具有許多優點:(1)在真空環境下,水分的沸點降低了,可以實現低溫干燥,為熱敏性物料的干燥提供了有利條件,例如一些維生素等物料,一遇到高溫,它就會分解變質;(2)在真空干燥過程中,干燥室內的壓力始終低于大氣壓力,氣體分子數少,氧分壓降低了,避免了物料在干燥過程中的氧化變質現象,保障了被干燥物料的質量,在缺氧狀態下可以殺死一些細菌,抑制一些細菌的繁殖生長;(3)真空干燥可消除常壓下容易產生的表面硬化現象;(4)真空干燥過程可以回收一些有毒有害的氣體,以防止對環境的污染。
將雙錐回轉真空干燥機器運用在干燥微丸作業上,容器容易清洗,烘出來的微丸清潔衛生,顆粒表面結實,球形度高,大小一致,含量均勻,水分合格,色澤鮮艷一致,細粉少,藥品質量穩定,保存時間久。
2.真空干燥的工作原理
真空是指在給定容器內,氣體分子密度低于該地區大氣壓下的氣體分子密度的氣體狀態,真空狀態下氣體的稀薄程度稱為真空度。真空干燥就是在低于常壓的條件下間接加熱物料,在相應的溫度下使物料中濕分汽化,以使物料中濕分含量降低的過程。
真空干燥的基本原理:水的飽和蒸汽壓與溫度緊密相關,在真空狀態下,水的沸點會降低,所以真空干燥時物料中的水分在低溫下就能汽化,可以實現低溫干燥。大家知道,在常壓下,如果溫度達到100℃,水就開始沸騰汽化。為什么高原地區煮飯或其他食物時不容易煮熟?這是因為高原地區的大氣壓低,水的沸點降低。如果容器的壓力一直往下降,當降到613.28Pa的^壓力時,水的沸點就變為0℃。保持不同的真空度,就可改變物料的干燥溫度,通常應由物料的熱敏感性來確定真空干燥的真空度。由于真空泵在真空度趨于0時,它的氣體流量明顯減少并趨于0,這時不利于氣體的流動與濕氣的排放,所以生產中一般把真空表的讀數控制在0.095Mpa以下。
真空干燥就是干燥物料中的自由水,自由水的存在形式可分為間隙水、表面水、毛細水和包裹水。在干燥過程中,一是熱源將熱能傳輸給物料,使其升溫和使濕分汽化;二是汽化的濕分蒸汽向干燥室空間遷移,使濕分蒸汽脫離物料表面且排出干燥室;三是物料內部的濕分以液態向物料表面遷移,以便于在表面發生汽化。真空干燥就是這3個過程相伴且協調地進行,其協調的好與壞,直接影響真空干燥速度及其物料的品質。
開始抽真空并加熱時,干燥速度慢,當物料加熱到水的汽化溫度以上時,干燥速度會突然加快,物料在允許溫度范圍內被加熱到相應壓力下的汽化溫度而大量汽化,這時物料溫度保持不變,加入的熱量供作汽化潛熱和各項熱損失,真空系統不斷排出汽化的蒸汽,保持蒸發表面與空間的壓力差,使干燥持續進行。
物料的濕含量減小到一定程度,從物料中蒸發出來的水分減少了,在加熱量不變的情況下,物料溫度開始升高,蒸發表面與空間壓差減小,干燥轉入減速階段。干燥速度逐漸下降,直至零。
3.影響干燥速度的因素
在真空干燥過程中,人們總是希望加快干燥速度,縮短干燥時間。但是影響干燥速度有很多因素,如被干燥物料的狀況、濕含量、密度、粘度等。如果提高物料的初溫,降低物料濕含量等,有利于提高真空干燥速度;如果升溫過快,水分來不及排出,微丸容易結塊,粘結在鍋壁上。因而,干燥室的工作真空度高,有利于水分在較低的溫度下汽化,但真空度高,空氣的流動性會變差,水分不容易排出到容器外,并且對真空設備的要求會提高。所以,我們應該根據物料的特性,綜合考慮真空度的影響。