丸剂微波干燥线在线测量系统的实验分析

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1、华南理工大学工程硕士学位论文1．2．1干燥设备的技术现状干燥过程在各类产品生产中有着广泛的应用，干燥好的产品便于加工、运输、贮存和使用。从化学工业的产品如肥料、染料、无机盐到医药食品工业均离不开干燥过程，通过干燥使产品具有良好的扩散性、均一性，精确的干燥过程有利于保证和改进产品的质量，对提高生产促进经济的发展有十分重要的作用【¨。干燥也是药品生产过程中的重要单元操作之一，药品干燥设备也种类繁多，制剂生产过程中的常用的干燥设备有烘箱、转筒干燥器、带式干燥机、硫化床干燥器、喷雾干燥器、真空冷冻干燥器等【1”，其中分别用于中药半成品的干燥

2、(如药液或浸膏)或者用于成品干燥(如颗粒剂、片剂等)的干燥设备大多为烘箱、减压干燥和喷雾干燥等。但烘箱和减压干燥缺点表现在：(1)物料和干燥介质接触不充分，干燥时间过长，效率低；(2)干燥过程中要求操作工人在高温下翻动物料与卸料，作业环境恶劣，工人劳动强度大。喷雾干燥是目前制药工业中较先进的干燥技术，但也存在明显不足：(1)体积传热系数低，干燥效率低；(2)设备结构复杂，占地面积大，造价高，因此其推广应用受到限制，国内只有部分药厂采用此种干燥设备[181。近年来由于微波技术显示其特有的优点，特别在丸剂干燥过程中具有明显的优势，所微波

3、干燥设备在不断发展中。目前我国制药行业使用的干燥设备基本是是国产设备，因价格因素很少进口。国内生产干燥设备的厂家众多，但干燥技术与设备制造水平至今与国外技术存在较大差距，主要有基础研究差、实验条件不足、加工技术水平低、设计理念的差距、干燥设备上缺乏有效的过程控制技术等。中成药在提取、分离和加工过程中突出的是干燥问题，其中亟待解决的是中成药半成品的干燥，所以发展中成药干燥设备、提高干燥设备技术是目前制药机械中的一个重要课题。1．2．2干燥设备控制技术现状在干燥设备的控制技术方面，我国与国外差距更大。干燥过程控制就是通过调整影响干燥过程

4、的关键性工艺参数，使被干燥物品达到稳定均一的、并在满足一定的操作条件下单位能耗最小为目标进行的系统设计。因此，干燥控制在保证产品质量、提高干燥效率等方面起着重要作用121。干燥设备的控制系统就与一个人的神经系统相似，控制水平的高低决定了干燥设备的响应速度，干燥过程控制的稳定性在某种程度上决定产品的质量。干燥设备的操作一般有两种方式，一种是连续生产，一种是间歇式生产，但不论哪一种生产方式，控制手段对稳定产品2第一章绪论质量都起着十分重要的作用。对于连续生产过程，各种操作参数的关联，如热量、风量、进料量、设备运行参数、在线测量仪器之间的

5、联锁关系等均应采用适当的控制手段来完成。对于间歇式生产过程，干燥终点的控制也应由控制装置完成。与国外同类设备相比，我国生产的干燥设备主要以手动或半自动控制手段，各参数间相互关联水平较低，操作中人为因素较多，客观上影响了产品质量。例如利用烘箱干燥的操作，一般采取的控制手段就是调节蒸汽温度和干燥时间，以此保证干燥产品的质量。由于干燥装置的控制水平普遍不高，缺乏合适、有效的控制手段，干燥设备常存在下列不足：在药品处于降速干燥阶段时，干燥过程需要更多的是时间而不是热量，但恰在这时由于受控制手段的制约使干燥过程仍处于加热状态。由此可见，干燥过

6、程不加以合理控制，最后使产品过热或水分过低，造成不必要的能耗。另一种情况是干燥过程控制手段的缺乏，导致产品质量不稳定或不合格。对于处理易燃、易爆、含有机溶剂类药品的干燥过程，控制系统的作用尤为重要，此时控制手段是决定设计方案的关键。随着计算机和信息技术的发展，许多产业系统已经进入智能化时代，各种控制仪器仪表完全能够满足装备的需要，伴随着控制理论、控制技术的不断发展，应尽快提高我国干燥设备的自动化水平。应积极推广微机控制、模糊逻辑控制等技术【41，目前，采用智能控制技术应用于干燥方面的实例也日益增多，如浙江大学王俊等16】进行了微波干

7、燥稻谷的研究，他们采用由WEG600型微波炉(工作频率2450MHz，可定功率输出)改进的微波设备，对稻谷(晚粳品种)进行了干燥实验。结果表明，在适当的干燥功率下(0．2W／g或以下)，种子的发芽率较高，爆腰率较低；应用Fick第二扩散定律、传热分析、传热类比和傅立叶变换，推导出描述稻谷微波干燥时的温度变化模型和含水量变化模型。该工作对本作者的工作也有积极的借鉴意义。1．2．3微波干燥设备控制技术现状随着微波干燥技术的发展，我国南京、成都、广州等微波技术使用厂家以及原干燥设备的制药机械厂家己自行研制开发出了微波干燥设备，并在国内比较

8、大的制药厂家开始推广使用。例如：青岛一家干燥设备生产商研制的TSW系列药丸干燥机，该系列药丸干燥机是经过对水丸、水蜜丸等中药丸干燥特性的系统研究而制成的，是解决了众多技术难题而研制成功的新型干燥装置。该产品彻底解决了原工艺采用烘房干燥