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微波低溫真空干燥設(shè)備在制藥行業(yè)的應(yīng)用

  一、概 述微波真空干燥設(shè)備是微波能技術(shù)與真空技術(shù)相結(jié)合的一種新型微波能應(yīng)用設(shè)備,它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏囊幌盗袃?yōu)點(diǎn),克服了常規(guī)真空干燥周期長、效率低的缺點(diǎn),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(diǎn),微波真空干燥設(shè)備是一項(xiàng)集電子學(xué)、真空學(xué)、機(jī)械學(xué)、熱力學(xué)、程控學(xué)等多種學(xué)科為一體的高新技術(shù)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(chǔ)上,發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)、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(jìn)行干燥處理的,例如一些藥品、化學(xué)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(jìn)行,眾所周知?dú)鈮航档?,水的沸點(diǎn)也降低,如在一個大氣壓(101.3kpa)下,水的沸點(diǎn)是100℃,而在0.073大氣壓(7.37kpa)下,水的沸點(diǎn)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(jìn)行,只有依靠熱傳導(dǎo)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(dǎo)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(dá)國家在八十年代時已開始進(jìn)行工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備開發(fā),并在實(shí)際應(yīng)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(shè)備加工無籽葡萄干,將傳統(tǒng)工藝65℃、24小時熱風(fēng)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(shè)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(shè)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(shè)備。
  
  二、微波真空干燥設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)1、高效常規(guī)的真空干燥設(shè)備都采用蒸汽進(jìn)行加熱,需要從里到外進(jìn)行加熱,加熱速度慢需要耗費(fèi)大量的煤,而微波真空干燥設(shè)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(diǎn),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(shù)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(jìn)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(shí)現(xiàn)自動化,由于微波功率可快速調(diào)整及無慣性的特點(diǎn),易于即時控制,可以在40℃-100℃之間任意調(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(jì)效益顯著。從以上介紹的特點(diǎn)中,節(jié)能、降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、安全衛(wèi)生、設(shè)備投資成本低等諸方面即可看出其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的顯著。
  
  三、基本結(jié)構(gòu)及工作原理1、微波真空干燥設(shè)備應(yīng)用在貴重藥材加工中的流程圖(略)
  
  四、電路控制設(shè)計1、電路組成框圖(略)
  
  五、系統(tǒng)設(shè)計1、真空選擇2、物料轉(zhuǎn)盤設(shè)計3、整機(jī)熱平衡設(shè)計4、功率調(diào)節(jié)設(shè)計
  
  六、經(jīng)濟(jì)效益分析江西某藥廠加工各種干燥設(shè)備的工藝性能、經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)品質(zhì)量等進(jìn)行了比較,干燥指標(biāo)對比如下:項(xiàng) 目 動態(tài)微波干燥 噴霧干燥 蒸汽真空干燥 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(shè)定) 進(jìn)風(fēng)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(shè)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(fèi)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z*低、效益z*好、設(shè)備占地面積小,相當(dāng)于蒸汽真空干燥機(jī)面積的20%,噴霧干燥設(shè)備的30%,大大節(jié)約凈化廠房。動態(tài)真空微波干燥機(jī),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(xì)菌的作用。
  
  七、結(jié)束語工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備的研制成功,填補(bǔ)了國內(nèi)空白,這套高新技術(shù)設(shè)備大大促進(jìn)了國民技術(shù)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(yuǎn)影響。與此同時它的研制成功也為微波能的應(yīng)用開辟了一個更為廣闊的領(lǐng)域。該產(chǎn)品研制成功,使許多關(guān)鍵技術(shù)取得突破進(jìn)展,也提出了一些設(shè)計的理論依據(jù)和方法,且在實(shí)踐中取得了諸多寶貴的經(jīng)驗(yàn),為該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)際運(yùn)行表明該設(shè)備性能優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計合理,是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益顯著,社會效益良好、推廣價值高的新技術(shù)新產(chǎn)品。
標(biāo)簽: 真空干燥  

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