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制药设备及技术 学习目标 1、掌握干燥的概念；掌握干燥的原理和影响因素；熟悉干燥的分类。 2、熟悉厢式干燥设备的分类、结构特点、适用范围及操作技术；熟悉带式干燥设备的分类、结构特点、适用范围及操作技术。 3、掌握流化干燥原理、特点及设备的分类、结构特点、适用范围及操作技术；掌握喷雾干燥的原理、特点及工作流程。 4、熟悉冷冻干燥的原理、特点、干燥过程及设备的结构组成和操作技术。 5、了解其他干燥设备。 第一节 概述 一、干燥的概念 概念：即是借助于热能使物料中水分或其他溶剂蒸发或用冷冻将物料中的水分结冰后升华而被移除的单元操作。 目的： ①便于固体物料的贮存、运输和计量； ②保证固体物料的质量及化学稳定性，固体物料含水量较高时容易发生水解、氧化等化学变化，由此引起的物料含量降低、杂质含量增加及相应的外观变化是药物生产所不能允许的； ③方便加工、包装，例如片剂生产中将各种固体物料混合制成湿颗粒，经干燥整粒后方能压片或者填入硬胶囊等。 第一节 概述 二、干燥的分类 （一）按操作方式：连续式干燥和间歇式干燥。连续式干燥具有生产能力大，干燥质量均匀，热利用率高，劳动条件好等优点；间歇式干燥具有设备投资少、操作控制方便等优点，通常用于小批量生产、处理量少或多品种生产。 （二）按操作压力：常压干燥和真空干燥。没有特殊要求的物料干燥宜常压干燥，生产中多采用此类干燥；而对于热敏性或易氧化物料的干燥选择真空干燥。 第一节 概述 （三）按供给热能的方式可分为： 传导干燥 将湿物料与设备的加热面（热载体）相接触，热能可以直接传递给湿物料，使物料中的湿分汽化，同时用空气（湿载体）将湿气带走。 对流干燥 对流干燥就是利用加热后的干燥介质，将热量带入干燥器并以对流方式传递给湿物料，又将汽化的水分以对流形式带走。 辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器发射，湿物料吸收后转化为热能，使物料中的水分汽化，用空气带走。 介电干燥 湿物料置于高频交变电场之中，湿物料中的水分子在高频交变电场内频繁地变换取向的位置产生热量 冷冻干燥 将湿物料或溶液在低温下冻结成固态，在高真空下供给热量将水分直接由固态升华为气态的去除水干燥过程。 组合干燥 用单一的干燥方法不易达到工艺要求，可采用两种或两种以上的干燥方法串联组合，如喷雾和流化床组合干燥，喷雾和辐射组合干燥等。 第一节 概述 三、干燥原理及影响干燥速率的因素 （一）干燥原理 物料的干燥过程是传热和传质同时进行①传热过程：热气流作为干燥介质将热能传递至物料表面，再由表面传递至物料内部。②传质过程：物料得到热量后，其表面湿分汽化，物料内部和表面之间产生湿分浓度差，湿分由内部向表面扩散，再通过物料的气膜扩散至热气流中。 干燥过程得以进行必须具备传热推动力和传质推动力，使被干燥物料表面所产生的湿分蒸汽压大于干燥介质中的湿分蒸气压，即PwP，压差愈大，干燥过程进行得愈快；如果Pw-P＝0，表示干燥介质与物料中得分蒸气达到平衡，干燥即停止；如果Pw-P0，物料不仅不能干燥，反而吸湿。 第一节 概述 （二）干燥速率及其影响因素 1．物料所含水分的性质 （1）结合水与非结合水 ①结合水 指物料中与物料间借化学力或物理和化学力相结合的水分，气化时不仅要克服水分子间的作用力，还要克服水分子与固体间结合的作用力，这部分水分蒸汽压力低于同温度下纯水的蒸汽压力。包括了结晶水、溶液水、吸附水、毛细管结构中水分及溶胀水等。 ②非结合水 系指机械地附着于物料表面、存积于大孔隙或颗粒堆积层中的水分。它们与物料结合力弱，其蒸汽压力与同温度下纯水的蒸汽压力相同。在干燥过程中容易除去这部分水分。 第一节 概述 （2）平衡水分与自由水分 在一定的外部湿空气环境中(如湿空气的温度、相对湿度不变)，对湿物料中的水分加以区分：其中可用干燥方法除掉的水分是自由水分；不能除掉的是平衡水分。 当物料中水的蒸气压大于空气中水的蒸气分压时，干燥过程才能发生，显然，物料中水分被干燥到所产生的蒸气压刚好等于空气中水蒸气的分压时，两者处于平衡状态，干燥不再进行，此时物料中的水分就是平衡水分。 结合水与非结合水、平衡水分与自由水分是两种不同的区分。水之结合与否取决于固体物料的本身性质，与空气状态无关；而平衡水与自由水的区别则取决于周围空气的状态。 第一节 概述 干燥速率是指在单位时间内在单位干燥面积上气化的水分质量，以微分形式表示为： 第一节 概述 物料的平均湿度（X）和干燥时间（t）的关系曲线，称为干燥曲线，如图8-2。 AB段为预热阶段，所需时间较短可以忽略。BC段表示物料的平均湿度随时间而呈直线下降，在这段时间内，物料的表面非常湿润，物料表面水分为非结合水分，在恒