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微波低温真空干燥设备在制药行业的应用

2005/8/10/14:51 来源:天水华圆制药设备科技有限责任公司 作者:胡天民 李昱
  一、概 
 
  微波真空干燥设备是微波能技术与真空技术相结合的一种新型微波能应用设备,它兼备了微波及真空干燥的一系列优点,克服了常规真空干燥周期长、效率低的缺点,在一般物料干燥过程中,可比常规方法提高工效4~10倍。具有干燥产量高、质量好,加工成本低等优点,微波真空干燥设备是一项集电子学、真空学、机械学、热力学、程控学等多种学科为一体的高新技术产品,是在干燥过程中对物质的物理变化、内外热质交换以及真空条件下水分迁移过程的深入研究的基础上,发展起来的一项新技术、新工艺。工业化大生产中,有许多物品是不能在高温条件下进行干燥处理的,例如一些药品、化学制品、营养食品以及人参、鹿茸等高档中草药材,为了保证产品质量,其干燥处理必须在低于100℃或在室温的条件下进行,众所周知气压降低,水的沸点也降低,如在一个大气压(101.3kpa)下,水的沸点是100℃,而在0.073大气压(7.37kpa)下,水的沸点是40℃。在真空条件下,加热物体可使物体内部水分在无升温状态下蒸发。由于真空条件下空气对流传热难以进行,只有依靠热传导的方式给物料提供热能。常规真空干燥方法传热速度慢,效率低,并且温度控制难度大。微波加热是一种辐射加热,是微波与物料直接发生作用,使其里外同时被加热,无须通过对流或传导来传递热量,所以加热速度快,干燥效率高,温度控制容易。
 
  国外发达国家在八十年代时已开始进行工业化微波真空干燥设备开发,并在实际应用中取得良好的效果。法国国际微波公司用微波真空干燥设备加工无籽葡萄干,将传统工艺65℃、24小时热风烘干变为50℃、5小时微波真空干燥,产品质量和产量都大大提高。九十年代后期我单位在国内率先开始研发微波真空设备,通过几年的努力,在二○○○年完成工业化10KW微波真空干燥设备研制。为制药工程、生物工程、化工工程、材料工程以及农副产品深加工提供了一种新型、高效的干燥设备。
 
  二、微波真空干燥设备的优点
 
  1、高效
 
  常规的真空干燥设备都采用蒸汽进行加热,需要从里到外进行加热,加热速度慢需要耗费大量的煤,而微波真空干燥设备采用的是电磁波加热,无需传热媒介,直接加热到物体内部,升温速度快,1千瓦的微波能在3-5分钟内将常温下的水加热到100℃,避免了上述缺点,所以速度快、效率高、干燥周期大大缩短,能耗降低。与常规干燥技术相比可提高工效四倍以上。
 
  2、加热均匀
 
  由于微波加热,是从内到外对物料进行同时加热,物料的内外温差很小,不会产生常规加热中出现的内外加热不一致的状况,从而产生膨化的效果,利于粉碎,使干燥质量大大提高。
 
  3、易控,便于连续生产及实现自动化,由于微波功率可快速调整及无惯性的特点,易于即时控制,可以在40℃-100℃之间任意调节温度。
 
  4、备体积小,安装维修方便
 
  5、产品质量好,与常规方法相比,所加工的产品质量有较大幅度的提高。
 
  6、微波具有消毒、杀菌的功效,产品安全卫生。保质期长。
 
  7、经济效益显著。
 
  从以上介绍的特点中,节能、降耗、提高产品质量、安全卫生、设备投资成本低等诸方面即可看出其经济效益和社会效益的显著。
 
  三、基本结构及工作原理
 
  1、微波真空干燥设备应用在贵重药材加工中的流程图(略)
 

  四、电路控制设计
 
    1、电路组成框图(略)
 

  五、系统设计
 
  1、  真空泵选择
 
  2、  物料转盘设计
 
  3、  整机热平衡设计
 
  4、 功率调节设计
 
   六、经济效益分析
 
   江西某药厂加工各种干燥设备的工艺性能、经济效益、产品质量等进行了比较,干燥指标对比如下:
 
项   目
喷雾干燥
蒸汽真空干燥
干燥时间
45~70分钟
3~5秒
20~45小时
干燥温度
45~60度(任意设定)
进风180度
50~60度(难控制)
浸膏损耗
0
2~5%
3%以上
水    份
4~5%
2~4%
4~6%
含量损耗
比其它设备增加20~30%
下降20~30%
下降20~30%
产量同条件
一台
需要3台
需要5台
每公斤干膏费用
0.4~0.5元/kg
3~4元/kg
3~4元/kg
干燥方法:工艺配置
   
   以上可以看出:干燥成本最低、效益最好、设备占地面积小,相当于蒸汽真空干燥机面积的20%,喷雾干燥设备的30%,大大节约净化厂房。动态真空微波干燥机,不但用于中药浸膏面对保健品、食品化工产品,特别是糊状、粘度较大的物料,更为适宜;还能起到更好的杀灭细菌的作用。
 
  七、结束语
 
   工业化微波真空干燥设备的研制成功,填补了国内空白,这套高新技术设备大大促进了国民技术的发展,尤其是我国制药行业的发展,为此将产生深远影响。与此同时它的研制成功也为微波能的应用开辟了一个更为广阔的领域。
 
  该产品研制成功,使许多关键技术取得突破进展,也提出了一些设计的理论依据和方法,且在实践中取得了诸多宝贵的经验,为该技术的进一步发展奠定了坚实的基础。
 
  实际运行表明该设备性能优良、技术先进、设计合理,是一项经济效益显著,社会效益良好、推广价值高的新技术新产品。

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