微波低溫干燥設備在制藥的應用

微波真空干燥設備是微波能技術與真空技術相結合的一種新型微波能應用設備，它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏囊幌盗袃?yōu)點，閃蒸干燥機克服了常規(guī)真空干燥周期長、效率低的缺點，在一般物料干燥過程中，可比常規(guī)方法提高工效4～10倍。具有干燥產(chǎn)量高、質(zhì)量好，加工成本低等優(yōu)點，微波真空閃蒸干燥機設備是一項集電子學、真空學、機械學、熱力學、程控學等多種學科為一體的高新技術產(chǎn)品，是在干燥過程中對物質(zhì)的物理變化、內(nèi)外熱質(zhì)交換以及真空條件下水分遷移過程的深入研究的基礎上，發(fā)展起來的一項新技術、新工藝。工業(yè)化大生產(chǎn)中，有許多物品是不能在高溫條件下進行干燥處理的，例如一些藥品、化學制品、營養(yǎng)食品以及人參、鹿茸等高檔中草藥材，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，其干燥處理必須在低于100℃或在室溫的條件下進行，眾所周知氣壓降低，水的沸點也降低，如在一個大氣壓（101.3kpa）下，水的沸點是100℃，而在0.073大氣壓（7.37kpa）下，水的沸點是40℃。在真空條件下，加熱物體可使物體內(nèi)部水分在無升溫狀態(tài)下蒸發(fā)。由于真空條件下空氣對流傳熱難以進行，只有依靠熱傳導的方式給物料提供熱能。常規(guī)真空干燥方法傳熱速度慢，效率低，并且溫度控制難度大。微波加熱是一種輻射加熱，是微波與物料直接發(fā)生作用，使其里外同時被加熱，無須通過對流或傳導來傳遞熱量，所以加熱速度快，干燥效率高，溫度控制容易。

國外發(fā)達國家在八十年代時已開始進行工業(yè)化微波真空干燥設備開發(fā)，并在實際應用中取得良好的效果。法國國際微波公司用微波真空干燥設備加工無籽葡萄干，將傳統(tǒng)工藝65℃、24小時熱風烘干變?yōu)?0℃、5小時微波真空干燥，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都大大提高。九十年代后期我單位在國內(nèi)率先開始研發(fā)微波真空設備，通過幾年的努力，在二○○○年完成工業(yè)化10KW微波真空干燥設備研制。為制藥工程、生物工程、化工工程、材料工程以及農(nóng)副產(chǎn)品深加工提供了一種新型、高效的干燥設備。

二、微波真空干燥設備的優(yōu)點

1、高效

常規(guī)的真空干燥設備都采用蒸汽進行加熱，需要從里到外進行加熱，加熱速度慢需要耗費大量的煤，而微波真空干燥設備采用的是電磁波加熱，無需傳熱媒介，直接加熱到物體內(nèi)部，升溫速度快，1千瓦的微波能在3-5分鐘內(nèi)將常溫下的水加熱到100℃，避免了上述缺點，所以速度快、效率高、干燥周期大大縮短，能耗降低。與常規(guī)干燥技術相比可提高工效四倍以上。

2、加熱均勻

由于微波加熱，是從內(nèi)到外對物料進行同時加熱，物料的內(nèi)外溫差很小，不會產(chǎn)生常規(guī)加熱中出現(xiàn)的內(nèi)外加熱不一致的狀況，從而產(chǎn)生膨化的效果，利于粉碎，使干燥質(zhì)量大大提高。

3、易控，便于連續(xù)生產(chǎn)及實現(xiàn)自動化，由于微波功率可快速調(diào)整及無慣性的特點，易于即時控制，可以在40℃-100℃之間任意  · 中國建材網(wǎng)-建材一點通 · 排名三甲，傲視同行

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調(diào)節(jié)溫度4、備體積小，安裝維修方便

5、產(chǎn)品質(zhì)量好，與常規(guī)方法相比，所加工的產(chǎn)品質(zhì)量有較大幅度的提高。

6、微波具有消毒、殺菌的功效，產(chǎn)品安全衛(wèi)生。保質(zhì)期長。

7、經(jīng)濟效益顯著。

從以上介紹的特點中，節(jié)能、降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、安全衛(wèi)生、設備投資成本低等諸方面即可看出其經(jīng)濟效益和社會效益的顯著。

三、基本結構及工作原理

1、微波真空干燥設備應用在貴重藥材加工中的流程圖（略）

四、電路控制設計

1、電路組成框圖（略）

五、系統(tǒng)設計

1、  真空泵選擇

2、  物料轉盤設計

3、  整機熱平衡設計

4、 功率調(diào)節(jié)設計

六、經(jīng)濟效益分析

江西某藥廠加工各種干燥設備的工藝性能、經(jīng)濟效益、產(chǎn)品質(zhì)量等進行了比較，干燥指標對比如下：

項   目 動態(tài)微波干燥 噴霧干燥 閃蒸干燥機

干燥時間 45~70分鐘 3~5秒 20~45小時

干燥溫度 45~60度（任意設定） 進風180度 50~60度（難控制）

浸膏損耗 0 2~5％ 3％以上

水    份 4~5％ 2~4％ 4~6％

含量損耗 比其它設備增加20~30％ 下降20~30％ 下降20~30％

產(chǎn)量同條件 一臺 需要3臺 需要5臺

每公斤干膏費用 0.4~0.5元/kg 3~4元/kg 3~4元/kg

干燥方法：工藝配置

以上可以看出：干燥成本最低、效益最好、設備占地面積小，相當于蒸汽真空干燥機面積的20％，噴霧干燥設備的30％，大大節(jié)約凈化廠房。動態(tài)真空微波干燥機，不但用于中藥浸膏面對保健品、食品化工產(chǎn)品，特別是糊狀、粘度較大的物料，更為適宜；還能起到更好的殺滅細菌的作用。

七、結束語

工業(yè)化微波真空干燥設備的研制成功，填補了國內(nèi)空白，這套高新技術設備大大促進了國民技術的發(fā)展，尤其是我國制藥行業(yè)的發(fā)展，為此將產(chǎn)生深遠影響。與此同時它的研制成功也為微波能的應用開辟了一個更為廣闊的領域。

該產(chǎn)品研制成功，使許多關鍵技術取得突破進展，也提出了一些設計的理論依據(jù)和方法，且在實踐中取得了諸多寶貴的經(jīng)驗，為該技術的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎。

實際運行表明該設備性能優(yōu)良、技術先進、設計合理，是一項經(jīng)濟效益顯著，社會效益良好、推廣價值高的新技術新產(chǎn)品。