制藥工程基礎(chǔ)實驗教案

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1、制藥工程基礎(chǔ)實驗授課教師：羅正紅劉艷姓名：　　　　學(xué)號：　　　　化學(xué)化工系2013年10月實驗一干燥目的掌握干燥方法及質(zhì)量控制要點干燥系指利用熱能除去含濕的固體物質(zhì)或膏狀物中所含的水分或其他溶劑，獲得干燥物品的工藝操作。在藥劑生產(chǎn)中，新鮮藥材除水，原輔料除濕，水丸、片劑、顆粒劑等制備過程中均用到干燥。物料中所含水分的性質(zhì)?。?）結(jié)晶水：結(jié)晶水是化學(xué)結(jié)合水，一般用風(fēng)化法去除，在藥劑學(xué)中不視為干燥過程。如芒硝（Na2SO4·10H2O）經(jīng)風(fēng)化，失去結(jié)晶水而成玄明粉（Na2SO4）?！　。?）結(jié)合水：指存在于細(xì)小毛細(xì)管中

2、的水分和滲透到物料細(xì)胞中的水分。此種水分難以從物料中去除。因為毛細(xì)管內(nèi)水分所產(chǎn)生的蒸氣壓較同溫度時水的蒸氣壓低；物料細(xì)胞中的水分被細(xì)胞膜包圍和封閉，如不擴(kuò)散到膜外，則不易被蒸發(fā)去除?！　。?）非結(jié)合水：指存在于物料表面潤濕水；粗大毛細(xì)管中水分和物料孔隙中水分。此種水分與物料結(jié)合力弱，易于去除。因為它所產(chǎn)生的蒸氣壓等于同溫度水的蒸氣壓。　?。?）平衡水分與自由水分：某物料與一定溫度、濕度的空氣相接觸時，將會發(fā)生排除水分或吸收水分的過程，直到物料表面所產(chǎn)生的蒸氣壓與空氣中的水蒸氣分壓相等為止，物料中的水分與空氣處于動態(tài)

3、平衡狀態(tài)，此時物料中所含的水分稱為該空氣狀態(tài)下物料的平衡水分。平衡水分與物料的種類、空氣的狀態(tài)有關(guān)。物料不同，在同一空氣狀態(tài)下的平衡水分不同；同一種物料，在不同的空氣狀態(tài)下的平衡水分也不同?！　∥锪现兴目偹譃樽杂伤峙c平衡水分之和，在干燥過程中可以除去的水分，只能是自由水分（包括全部非結(jié)合水和部分結(jié)合水），不能除去平衡水分。干燥效率不僅與物料中所含水分的性質(zhì)有關(guān)，而且還決定于干燥速率。干燥速率　干燥速率系指在單位時間內(nèi)，在單位干燥面積上被干燥物料中水分的氣化量。用下式表示：　　U=W’/ts上式中，U為干燥速

4、率（kg/m2·S）；S為干燥面積（m2）；W＇為氣化水分量（kg）；t為干燥時間（S）?！　∫驗楦稍镞^程是被氣化的水分連續(xù)進(jìn)行內(nèi)部擴(kuò)散和表面氣化的過程。所以，干燥速率取決于內(nèi)部擴(kuò)散和表面氣化速率。干燥過程分成兩個階段，恒速階段和降速階段。在恒速階段，干燥速率與物料濕含量無關(guān)。在降速階段，干燥速率近似地與物料濕含量成正比?！　「稍镞^程為什么會出現(xiàn)兩個階段呢？在干燥的初期，由于水分從物料內(nèi)部擴(kuò)散速率大于表面氣化速率。物料表面停留有一層非結(jié)合水。此時水分的蒸氣壓恒定，表面氣化的推動力保持不變，因而干燥速率主要取決于表面

5、氣化速率，所以出現(xiàn)衡速階段。此階段又稱表面氣化控制階段。當(dāng)干燥進(jìn)行到一定程度，由于物料內(nèi)部水分的擴(kuò)散速率小于表面氣化速率，物料表面沒有足夠的水分滿足表面氣化的需要，所以干燥速率逐漸降低了，出現(xiàn)降速階段。此階段又稱為內(nèi)部遷移控制階段?！　≡诤闼匐A段，凡能影響表面氣化速率的因素都可以影響恒速階段的干燥。例如，干燥介質(zhì)的溫度、濕度、流動情況等?？諝饬魉僭龃?，則干燥速率加快。在降速階段，干燥速率主要與內(nèi)部擴(kuò)散有關(guān)，因此，物料的厚度、干燥的溫度等可影響降速階段的干燥。此時熱空氣的流速、相對濕度等已不是主要因素。實踐證明，某些

6、物料在降速階段，由于內(nèi)部擴(kuò)散速率太小，物料表面就會迅速干燥，而引起表面呈現(xiàn)“假干燥”現(xiàn)象或龜裂現(xiàn)象，不利于繼續(xù)干燥。為了防止此種現(xiàn)象的發(fā)生，必須采取降低表面氣化速率的措施。例如，利用“廢氣循環(huán)”，使部分潮濕空氣回到干燥室中。影響干燥的因素　影響干燥的因素可分恒速階段和降速階段來說明。　　在恒速階段主要決定于物料表面水分氣化速度，受溫度差、濕度差、空氣流速、蒸發(fā)表面積及物料與熱空氣接觸的方式等因素的影響，應(yīng)采取各種方法降低物料臨界濕含量，防止降速期提前來臨，避免“假干燥”現(xiàn)象?！　≡诮邓匐A段主要決定于物料特性，由于物

7、料結(jié)構(gòu)、形態(tài)及水結(jié)合的狀態(tài)影響著水分在物料內(nèi)部的擴(kuò)散（遷移）速度，使不同物料干燥時間差異較大常用干燥方法1.常壓干燥常用設(shè)備有廂式常壓干燥器等。2．減壓干燥。適用于熱敏性物料，亦可用于易受空氣氧化、易燃或含有機(jī)溶劑的物料。常用設(shè)備有廂式減壓干燥器、刮板薄膜真空干燥器、雙滾筒真空干燥器、葉片式真空干燥器等。（3）噴霧干燥。適合于熱敏物料及無菌操作的干燥。噴霧干燥生產(chǎn)過程處在密閉系統(tǒng)，適用于連續(xù)化大型生產(chǎn)，并有利于GMP管理。常用設(shè)備有噴霧干燥器，近年來新型噴霧干燥器有些附有速溶化、膨體化裝置，具有廣闊的發(fā)展前景。一、

8、噴霧干燥的優(yōu)缺點?（1）漿狀原料直接干燥成粉粒狀產(chǎn)品采用噴霧干燥，通常不需要粉碎、分級等操作，直接制成粉末產(chǎn)品，簡化了工序，節(jié)省了設(shè)備。?（2）適于處理熱敏性物料物料微?；螅砻娣e增大，干燥迅速（幾秒到十幾秒），且產(chǎn)品溫度不超過熱風(fēng)的濕球溫度（５０～６０℃）｝防止物料過熱變質(zhì)。?（３）制品的溶解性和流動性好霧滴與熱風(fēng)接觸，水分蒸發(fā)極快，可以形成中空球狀或疏