第七章-浓缩与干燥

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 提取液的浓缩与干燥,第一节 浓缩,第二节 干燥,第一节 浓缩,浓缩,回收溶剂蒸气、使溶剂与提取物质分离的过程。,目的：,使大量提取精制液缩小体积成半成品或成品；单体有效成分经浓缩成过饱和溶液析出而提纯。,浓缩的手段,沸腾蒸发,一、影响浓缩效率的因素,一、影响浓缩效率的因素：,（一）蒸发(传热)原理：,沸腾蒸发器效率与生产强度关系：,U：生产强度,K：传热系数,r(KJ/kg)：二次蒸汽的汽化潜能；,A：蒸发器传热面积；W：蒸发量,一、影响浓缩效率的因素,tm：加热蒸气的饱和温度与溶液沸点之差传热温度差,装在密闭容器中的液体，随着蒸发过程的进行，蒸气密度不断增加，返回液体的分子数也不断增多。当在相同的时间内由液体中跑出的分子与返回液体的分子数相等时，宏观蒸发过程停止，蒸气达到饱和状态，称为饱和蒸气，对应的压强称为饱和蒸气压。饱和蒸气压与温度有关，温度越高，饱和蒸气压越大，饱和蒸气压的密度与蒸气压有关，压强越大，密度越大。,一、影响浓缩效率的因素,（,二,）,影响浓缩效率的因素,tm,的影响：,提高加热蒸汽压，使,tm ;,减压蒸发降低浓缩液的沸点使,tm,溶液的沸点随浓度增加而逐渐升高而,使,tm,控制适宜的液层深度。,一、影响浓缩效率的因素,2.传热系数K的主要影响,加热管垢层使K降低；,提高管内传热膜系数（,i）,使沸腾区膜状流动段延长，缩短预热区使,i加大：,药液预热沸腾后进入蒸发器，,使蒸发液作膜状快速流动,i加大,改进蒸发器结构、加快流体流动、减少污垢等,一、影响浓缩效率的因素,3,.,其它,蒸发面积影响：增大表面积,效数：采用多效蒸发,搅拌,液面蒸气浓度,二、浓缩方法与设备,（一）常压蒸发,特点：液体表面压力P 大，蒸发需较高温度，液面浓度高,粘度也增大，因而使液面产生结膜现象而不利于蒸发，搅拌有利蒸发,应用：耐热物料,（二）减压蒸发,原理:密闭的容器中,通过减压抽掉并排除液面上的空气和蒸汽，以降低其内部压力、使液体沸点降低而沸腾蒸发的一种操作.,特点:,1.沸点降低,汽化潜能增大(耗能),2.温度低、速度快,应用：易因热分解失效的成分,有机溶剂的蒸发,回收,设备：真空浓缩罐、减压蒸馏设备,二、浓缩方法与设备,二、浓缩方法与设备,（三）薄膜浓缩:,原理:减压条件下使液体形成薄膜而增加了巨大蒸发表面迅速蒸发的方法,两种方式:,1.液体薄膜快速在加热面流动而蒸发；,2.使药液剧烈沸腾产生大量泡沫,以泡沫内外表面为蒸发面。,设备：升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式薄膜蒸发器、离心式薄膜蒸发器。,二、浓缩方法与设备,1、,升膜式蒸发器,加热室管束长,应用：适用于蒸发量较大、有热敏性、粘度不大于0.05pas，以及易产生泡沫的药料液。高粘度、有结晶析出或易结垢的料液不宜选用。,2、降膜式蒸发器,液体重力与蒸汽作用从上到下流动；,应用：粘度大、浓度高药液,二、浓缩方法与设备,3,、,刮板式薄膜蒸发器,刮板转子将药液刮涂成薄膜进行蒸发的高效浓缩设备。,应用：易起泡、易结垢的药液,4、离心式薄膜蒸发器,原理:药液经离心分离、分散成薄膜而蒸发。,料液锥形盘传热面中央高速离心分散 成膜蒸发,应用：中药提取物、抗生素、生化制品,二、浓缩方法与设备,（四）多效蒸发设备:,原理:根据能量守恒定律:低温低压(真空)蒸气含有的热能与高温高压含有的热能相差很小而汽化热反而高而设计。,多效蒸发类型：,顺流式:浓缩液浓度依次逐渐加大、蒸汽温度逐渐降低；,二、浓缩方法与设备,二、浓缩方法与设备,2.逆流式：稠度加大、温度升高，适合粘度大的药物。,3.平流式(并流式):药料与蒸汽走向一致,适宜易从各效析出结晶的料液.。,4.错流式:蒸气从一效二效三效；药液从二效三效一效；所以料液最后一效浓缩温度高。,第二节 干燥,干燥,利用热能将湿物料中的湿分（水分或其他溶剂）气化除去而获得干燥物的工艺操作。,目的：,提高药物的稳定性；便于物料进一步处理；便于制备各种制剂,（一）物料中所含水分性质,1.结合水:,存在于细小毛细管中和细胞中的水分,结合力强,难除去,2.非结合水:,润湿、粗大毛细管、物料孔隙中的水份,结合力弱,易除去,3.平衡水:,物料中的水分与湿空气处于动态平衡状态时所含的一定量不可除去的水分,(平衡水分与物料性质空气状态有关),4.自由水,:包括全部非结合水和部分结合水，干燥过程中可除去自由水,不能除去平衡水.,一、干燥的原理,一、干燥的原理,（二）干燥速率与干燥速率曲线,干燥速率：单位时间内，在单位干燥面积上被干燥物料中水分的汽化量。,过程：等速阶段和降速阶段。,一、干燥的原理,1.被干燥物料的性质：是影响干燥速率的主要因素；,湿物料的形状大小,料层厚薄;,物料水分结合方式、含水量；,物料性状,二、影响干燥的因素,2.干燥介质的温度、湿度与流速:,相对提高温度使干燥速率加快,降低有限空间相对湿度可提高干燥效率（除湿机、排风、吸湿机）,加大空气流速,减小气膜厚度降度表面汽化阻力。,二、影响干燥的因素,3.干燥速度与干燥方法,干燥速度不宜过快,太块：易使表面假干现象 干燥效率:静态干燥要逐渐升温,否则易出现结壳、假干现象 提高干燥速率:动态干燥，大大增加其暴露面积,有利于干燥效率,二、影响干燥的因素,4.压力:,减压干燥优点:,改善蒸发、加快干燥；,降低干燥温度,加快蒸发速度,产品疏松,质量稳定,二、影响干燥的因素,(一)烘干法,原理:静态干燥,干燥速度不宜太快(假干现象),设备：烘箱、烘房（生产）；,用于：各类物料干燥,干热灭菌,三、干燥方法与设备,(,二,)真空干燥(减压干燥):,原理:湿物料置密闭容器中，加热同时抽取空气减压至规定压力、直至物料干燥。,特点：干燥温度低,速度快,产品成松脆的海绵状,易粉碎。,应用：热敏性物料或高温下易氧化物料；排出气体有使用价值需回收利用、有毒害,有燃烧性的物料,三、干燥方法与设备,（,三,）喷雾干燥,原理：一定比重的液态物料,雾化器喷射成雾状液滴落于一定流速的热气流中 干燥成粉状或颗粒状制品,特点:动态、瞬间干燥,粉粒疏松,溶解性好,应用：热敏性物料、微囊制备、成型制剂,干燥效果取决于:喷射雾滴大小,三、干燥方法与设备,（,四,）沸腾干燥法:,原理:动态干燥；湿颗粒在热空气流中悬浮，成流化态与热空气进行热交换而干燥成干颗粒。,速度快、热利用率高、产品外观好,应用：湿粒性物料:片剂,颗粒剂、水丸、微丸的干燥。,三、干燥方法与设备,（,五,）,冷冻,干燥法（,升华干燥）,:,定义：利用冰的升华作用，在低温低压条件下，物料中的水分由固体水升华而变成汽被除去达到干燥的目的。,三、干燥方法与设备,原理：,三、干燥方法与设备,特点:物料在高度真空,低温条件下干燥;干燥品多孔疏松,易于溶解,含水量低1%-3%;,可长期储存,应用：避免高温分解变质、极不耐热物品,抗生素,血浆,血清(青霉素,天花粉),三、干燥方法与设备,（,六,）,红外线,干燥法（,升华干燥）,:,原理:含水物料分子吸收远红外线电磁波产生强烈振动转变为热能驱除水分气化而干燥.,应用:热敏性药物、溶点低、吸湿性强、物体表层的干燥、中药颗粒剂,三、干燥方法与设备,（,七,）微波干燥法,原理：含水物料内部水分子强烈吸收微波能量不断的迅速转动发生剧烈摩擦运动转化为热能使物体本身被加热干燥。,特点：干燥从物料内部向外热效率高、产品外观好兼有灭菌作用。,应用：利用微波穿透力强用于饮片、蜜丸、水丸、袋泡茶等。,三、干燥方法与设备,(,八,)鼓式干燥法:,原理:湿物料蘸附在被加热的金属转鼓上 热传导方式提供汽化所需热量干燥物料。,适用：浓缩药液及粘稠液体的干燥 浸膏的干燥 设备：单鼓式薄膜干燥器,双鼓式薄膜干燥器,三、干燥方法与设备,(,九,)带式干燥法:,原理:湿物料平铺在传送带上传送入箱内，经箱内干热气流或红外线、微波干燥物料后传送出干燥箱外。,应用：药材饮片生产、易结块物料、茶剂干燥灭菌等湿固体物料,三、干燥方法与设备,（,十,）吸湿干燥法:,原理：置干燥器中加干燥剂吸湿而使物体干燥。,应用:防止物品吸潮,设备：干燥器(真空,常压)、电子吸湿干燥机。,三、干燥方法与设备,