中药药剂学中的浓缩与干燥

第一节 浓缩 　　一、浓缩的基本原理和影响因素  　　★（一）浓缩的基本原理  　　蒸发浓缩可在沸点或低于沸点时进行，又可在减压或常压下进行。为提高蒸发效率，生产上蒸发浓缩均采用沸腾蒸发。  　　沸腾蒸发浓空的效率常以蒸发器生产强度来衡量。蒸发器生产强度是指单位时间内，单位传热面积上所蒸发的溶剂量。  　　★（二）影响浓缩的因素  　　1．传热温度差（△t）的影响 提高加热蒸汽的压力和降低冷凝器中二次蒸汽的压力，都有利于提高传热温度差。  　　2．总传热系数学（K）的影响 一般地说，增大总传热系数是提高蒸发浓缩效率的主要途径。  　　由传热原理可知，增大K的主要途径是减少各部分的热阻。管内溶液侧的垢层热阻（RS）在许多情况下是影响K的重要因素，尤其是处理易结垢或结晶的物料时，往往很快就在传热面上形成垢层，致使传热速率降低。为了减少垢层热阻，除了要加强搅拌和定期除垢外，还可从设备结构上改进  　　二、浓缩的方法与设备  　　★（一）常压浓缩  　　被浓缩液体中的有效成分应是耐热的，该法耗时较长，易使成分水解破坏。  　　★（二）减压浓缩  　　优点是：①压力降低，溶液的沸点降低，能防止或减少热敏性物质的分解；②增大了传热温度差，蒸发效率提高；③能不断地排除溶剂蒸汽，有利于蒸发顺利进行；④沸点降低，可利用低压蒸汽或废气作加热源；⑤密闭容器可回收乙醇等溶剂。但是，溶液沸点下降也使粘度增大，又使总传热系数下降。  　　1．减压蒸馏器 在减压及较低温度下使药液得到浓缩，同时可将乙醇等溶剂回收。  　　2．真空浓缩罐 用水流喷射泵抽气减压，适于水提液的浓缩。  　　3．管式蒸发器  　　★（三）薄膜浓缩  　　特点：①浸提液的浓缩速度快，受热时间短；②不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏；③能连续操作，可在常压或减压下进行；④能将溶剂回收重复使用。  　　1．升膜式蒸发器 适用于蒸发量较大，有热敏性、粘度适中和易产生泡沫的料液。不适用高粘度、有结晶析出或易结垢的粒液。  　　2．降膜式蒸发器 适于蒸发浓度较高、粘度较大的药液，由于降膜式没有液体静压强作用，沸腾传热系数与温度差无关，即使在较低传热温度差下，传热系数也较大，对热敏性药液的浓缩更有益。  　　3．刮板式薄膜蒸发器 适于高粘度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩，但结构复杂，动力消耗大。  　　4．离心式薄膜蒸发器 适于高热敏性物料蒸发浓缩。  　　★（四）多效浓缩  　　可节省能源，提高蒸发效率。  　　按药液加入方式的不同把三效蒸发分为四种流程。①顺流加料法。②逆流加料法。③平流加料法。④错流加料法。  　　注意：①真空度过大或过小，均影响浓缩效率。②浓缩至一定程度时，料液极易产生泡沫，出现跑料。③一效加热器蒸汽压力应保持在设计范围内，若其压力明显升高，可能是收膏时膏料在管壁结垢而影响传热，应打开加热器清除垢层。 第二节 干燥  　　一、干燥的基本原理和影响因素  　　★（一）干燥的基本原理  　　1．湿物料中水分的性质 湿物料中所含水分性质的不同影响干燥效果。  　　（1）总水分=平衡水分+自由水分  　　（2）结合水与非结合水  　　（3）平衡水分与自由水分 自由水分=全部非结合水+平衡水分  　　2．干燥速率 干燥速度取决于内部扩散和表面气化速度。  　　干燥过程分成两阶段，恒速阶段（平行于横轴直线）和降速阶段（斜向下线）。在恒速阶段，，干燥速率与物料湿含量无关。而在降速阶段，干燥速率近似地与物料湿含量成正比。物料湿含量大于C0时，干燥过程属于恒速阶段，当物料湿含量小于C0时，干燥过程属于降速阶段。  　　★（二）影响干燥的因素 恒速阶段与干燥介质条件和物料表面水分气化速率有关。降速阶段主要与内部扩散（物料特性）有关。 二、干燥的方法与设备 ★（一）常压干燥  　　1．烘干干燥  　　干燥时间长，易引起成分的破坏，干燥品较难粉碎。为加快干燥，可加强翻动，及时粉碎板结硬块（颗粒剂可在成品八成干时，先整粒再干燥），并应及时排出湿空气。  　　2．鼓式干燥 干燥品呈薄片状，易于粉碎，适用于中药浸膏的干燥和膜剂的制备。  　　3．带式干燥 中药饮片、茶剂常用。  　　★（二）减压干燥  　　特点：干燥的温度低，速度快；减少了物料与空气的接触机会，避免污染或氧化变质；产品呈松脆的海绵状，易于粉碎。适于稠膏（相对密度应达1.35以上，摊于不锈钢盘中）及热敏性或高温下易氧化物料的干燥，但应控制好真空度与加热蒸汽压力，以免物料起泡溢盘，造成浪费与污染。  　　★（三）流化干燥  　　1．沸腾干燥 又称流化床干燥。  　　主要结构：空气预热器、沸腾干燥室、旋风分离器、细粒捕集室和排风机等。  　　特点：适于湿粒性物料的干燥；气流阻力较小，物料磨损较轻，热利用率较高；干燥速度快，产品质量好。干燥时不需翻料，且能自动出料，节省劳力，适于大规模生产，但热能消耗大，清扫设备较麻烦。  　　2．喷雾干燥 此法是流化技术用于液态物料干燥的一种较好方法。   　　主要结构：空气加热器、锥形塔身（上部有料液高速离心喷盘，并有热风进口）、旋风分离器、干粉收集器、鼓风机等。  　　特点：在数秒钟内完成水分的蒸发，获得粉状或颗粒状干燥制品；药液未经长时间浓缩又是瞬间干燥，特别适用于热敏性物料；产品质量好，为疏松的细颗粒或细粉，溶解性能好，且保持原来的色香味；操作流程管道化，符合GMP要求，是目前中药制药中最佳的干燥技术之一。  　　★（四）冷冻干燥 又称升华干燥。  　　特点：物料在高真空和低温条件下干燥，尤适用于热敏性物品的干燥；成品多孔疏松，易于溶解；含水量低，有利于药品长期贮存，但设备投资大，生产成本高。  　　★（五）红外干燥  　　特点：干燥速率快，热效率较高，成品质量好，但电耗过大。其中隧道式红外干燥机，主要用于口服液及注射剂安瓿的干燥。适于热敏性物料干燥，尤适用于中药固体粉末、湿颗粒及水丸等物料的干燥。  　　★（六）微波干燥  　　特点：干燥时间短，对药物成分破坏少，且兼有杀虫及灭菌作用。 · 行业聚焦： 粉碎设备的选用主要取决于被粉碎物料的种类、形状以及所需的粉碎程度，不同材质的废旧塑料就应采用不同的粉碎设备。硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、脲醛树脂、聚酯树脂等是一类脆性塑料，质脆易碎，一旦受到压缩力、冲击力的作用，极易脆裂，破碎成小块，对于这类塑料适宜采用压缩式或冲击式粉碎设备进行粉碎；而对于在常温下就具有较高延展性的韧性塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酸胺、ABS塑料等，则只适宜采用剪切式粉碎设备，因为它们受到外界压缩、折弯、冲击等力的作用，一般不会开裂，难以破碎，不宜采用脆性塑料所使用的粉碎设备；此外，对于弹性材料、软质材料，则最大型微波真空窑式木材干燥设备专为高价值木材、易开裂、变形木材，或需要低温干燥的木材提供了一种新型、高效的干燥设备。 　　微波真空窑式干燥的特点： 　　1、节能高效： 常规的真空干燥设备，由于在真空场合下，热量通过对流传递十分困难，只能传导进行，加热速度慢，干燥周期长，能耗大。微波真空干燥设备采用的是辐射传能，是介质整体加热，无需其它传热媒介，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、干燥彻底： 由于微波加热是物料里外同时加热，物料的里外温差小，不会产生常规加热中出现的里外加热不一致的状况，而 　　对沸腾干燥设备中粉体沸腾的所引起安全隐患，有文献对粉体易产生此二类隐患的预防作了一定阐述，作为沸腾干燥设备可作如下的借鉴。 　　a.沸腾干燥设备防静电的措施 　　对沸腾干燥设备中粉体沸腾防止静电可借鉴的措施如下： 　　1)捕集袋采用防静电纤维材料制成，及时消除进入袋中的粉体上的静电，避免粉体聚集成块脱落时产生的剥离起电。 　　2)采用导体材料作送风管道及各连接部件的连接件，并将整个系统仔细接电，使粉1.检查油脂添加管路中是否有气体喷吹装置。（建议：喷吹装置尽量安装在离混合机较近的地方） 　　2.检查喷油嘴是否被堵。（建议：添加的油脂加热后在使用可预防喷嘴被堵） 　　3.检查滤油罐中筛网是否损坏。 　　4.调整喷嘴的角度，尽量不能让油喷到混合机两端的墙板和桨叶上。 　　5.适当控制油脂的加热温度，以防油温过高喷到物料中产生油团。 　　6．在工艺上增加混合后成品检验筛，将混合后的油团打散去除。接水管的端盖，端盖外部和垫片只需用水清洗；铜管内部用气体、水或连有抹布的棍子清洗；清洗时应注意用力不可太大，以免弄破内部铜管。 　　(四)经常观察制冷系统 　　1、冷冻干燥机的压缩机每天至少用手触摸一次，正常为冰凉、结霜； 　　2、干燥过滤器每一星期用手摸两侧温差，温差不宜很大(进口热、出口凉则需要更换)； 　　3、若发现压缩机有异常声音及发热应尽快与售后服务联系。 　　(五)检查电器控制系统：吹扫灰尘，紧固接线端(必须在不带电下进行) 　　(六)外表保养 　　定期用干净毛巾擦除设备表面油污、尘埃。清除安装冷干机、空压机地面的灰尘及油污，保持环境整洁。

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