制药工程基础实验教案

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1、制药工程基础实验授课教师：罗正红刘艳姓名：　　　　学号：　　　　化学化工系2013年10月实验一干燥目的掌握干燥方法及质量控制要点干燥系指利用热能除去含湿的固体物质或膏状物中所含的水分或其他溶剂，获得干燥物品的工艺操作。在药剂生产中，新鲜药材除水，原辅料除湿，水丸、片剂、颗粒剂等制备过程中均用到干燥。物料中所含水分的性质　（1）结晶水：结晶水是化学结合水，一般用风化法去除，在药剂学中不视为干燥过程。如芒硝（Na2SO4·10H2O）经风化，失去结晶水而成玄明粉（Na2SO4）。　　（2）结合水：指存在于细小毛细管中的水分和渗透到物料细胞中的水分。此种水分难以从物料中去除。因

2、为毛细管内水分所产生的蒸气压较同温度时水的蒸气压低；物料细胞中的水分被细胞膜包围和封闭，如不扩散到膜外，则不易被蒸发去除。　　（3）非结合水：指存在于物料表面润湿水；粗大毛细管中水分和物料孔隙中水分。此种水分与物料结合力弱，易于去除。因为它所产生的蒸气压等于同温度水的蒸气压。　　（4）平衡水分与自由水分：某物料与一定温度、湿度的空气相接触时，将会发生排除水分或吸收水分的过程，直到物料表面所产生的蒸气压与空气中的水蒸气分压相等为止，物料中的水分与空气处于动态平衡状态，此时物料中所含的水分称为该空气状态下物料的平衡水分。平衡水分与物料的种类、空气的状态有关。物料不同，在同一空气

3、状态下的平衡水分不同；同一种物料，在不同的空气状态下的平衡水分也不同。　　物料中所含的总水分为自由水分与平衡水分之和，在干燥过程中可以除去的水分，只能是自由水分（包括全部非结合水和部分结合水），不能除去平衡水分。干燥效率不仅与物料中所含水分的性质有关，而且还决定于干燥速率。干燥速率　干燥速率系指在单位时间内，在单位干燥面积上被干燥物料中水分的气化量。用下式表示：　　U=W’/ts上式中，U为干燥速率（kg/m2·S）；S为干燥面积（m2）；W＇为气化水分量（kg）；t为干燥时间（S）。　　因为干燥过程是被气化的水分连续进行内部扩散和表面气化的过程。所以，干燥速率取决于内部扩

4、散和表面气化速率。干燥过程分成两个阶段，恒速阶段和降速阶段。在恒速阶段，干燥速率与物料湿含量无关。在降速阶段，干燥速率近似地与物料湿含量成正比。　　干燥过程为什么会出现两个阶段呢？在干燥的初期，由于水分从物料内部扩散速率大于表面气化速率。物料表面停留有一层非结合水。此时水分的蒸气压恒定，表面气化的推动力保持不变，因而干燥速率主要取决于表面气化速率，所以出现衡速阶段。此阶段又称表面气化控制阶段。当干燥进行到一定程度，由于物料内部水分的扩散速率小于表面气化速率，物料表面没有足够的水分满足表面气化的需要，所以干燥速率逐渐降低了，出现降速阶段。此阶段又称为内部迁移控制阶段。　　在恒

5、速阶段，凡能影响表面气化速率的因素都可以影响恒速阶段的干燥。例如，干燥介质的温度、湿度、流动情况等。空气流速增大，则干燥速率加快。在降速阶段，干燥速率主要与内部扩散有关，因此，物料的厚度、干燥的温度等可影响降速阶段的干燥。此时热空气的流速、相对湿度等已不是主要因素。实践证明，某些物料在降速阶段，由于内部扩散速率太小，物料表面就会迅速干燥，而引起表面呈现“假干燥”现象或龟裂现象，不利于继续干燥。为了防止此种现象的发生，必须采取降低表面气化速率的措施。例如，利用“废气循环”，使部分潮湿空气回到干燥室中。影响干燥的因素　影响干燥的因素可分恒速阶段和降速阶段来说明。　　在恒速阶段主

6、要决定于物料表面水分气化速度，受温度差、湿度差、空气流速、蒸发表面积及物料与热空气接触的方式等因素的影响，应采取各种方法降低物料临界湿含量，防止降速期提前来临，避免“假干燥”现象。　　在降速阶段主要决定于物料特性，由于物料结构、形态及水结合的状态影响着水分在物料内部的扩散（迁移）速度，使不同物料干燥时间差异较大常用干燥方法1.常压干燥常用设备有厢式常压干燥器等。2．减压干燥。适用于热敏性物料，亦可用于易受空气氧化、易燃或含有机溶剂的物料。常用设备有厢式减压干燥器、刮板薄膜真空干燥器、双滚筒真空干燥器、叶片式真空干燥器等。（3）喷雾干燥。适合于热敏物料及无菌操作的干燥。喷雾干

7、燥生产过程处在密闭系统，适用于连续化大型生产，并有利于GMP管理。常用设备有喷雾干燥器，近年来新型喷雾干燥器有些附有速溶化、膨体化装置，具有广阔的发展前景。一、喷雾干燥的优缺点•（1）浆状原料直接干燥成粉粒状产品采用喷雾干燥，通常不需要粉碎、分级等操作，直接制成粉末产品，简化了工序，节省了设备。•（2）适于处理热敏性物料物料微粒化后，表面积增大，干燥迅速（几秒到十几秒），且产品温度不超过热风的湿球温度（５０～６０℃）｝防止物料过热变质。•（３）制品的溶解性和流动性好雾滴与热风接触，水分蒸发极快，可以形成中空球状或疏