微波低溫干燥設(shè)備在制藥的應(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(zhǎng)、效率低的缺點(diǎn)，在一般物料干燥過(guò)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(guò)程中對(duì)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(guò)程的深入研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)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(yíng)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(gè)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(wú)升溫狀態(tài)下蒸發(fā)。由于真空條件下空氣對(duì)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(shí)被加熱，無(wú)須通過(guò)對(duì)流或傳導(dǎo)來(lái)傳遞熱量，所以加熱速度快，干燥效率高，溫度控制容易。
　　國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在八十年代時(shí)已開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備開(kāi)發(fā)，并在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的效果。法國(guó)國(guó)際微波公司用微波真空干燥設(shè)備加工無(wú)籽葡萄干，將傳統(tǒng)工藝65℃、24小時(shí)熱風(fēng)烘干變?yōu)?0℃、5小時(shí)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(guó)內(nèi)率先開(kāi)始研發(fā)微波真空設(shè)備，通過(guò)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(wú)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(duì)物料進(jìn)行同時(shí)加熱，物料的內(nèi)外溫差很小，不會(huì)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(dòng)化，由于微波功率可快速調(diào)整及無(wú)慣性的特點(diǎn)，易于即時(shí)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(zhǎng)。
　　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(huì)效益的顯著。

　　三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　1、 真空泵選擇
　　2、 物料轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)
　　3、 整機(jī)熱平衡設(shè)計(jì)
　　4、功率調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

　　四、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(duì)比如下：
　　項(xiàng) 目動(dòng)態(tài)微波干燥噴霧干燥蒸汽真空干燥干燥時(shí)間45~70分鐘3~5秒20~45小時(shí)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(tái)需要3臺(tái)需要5臺(tái)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：干燥成本最低、效益最好、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(dòng)態(tài)真空微波干燥機(jī)，不但用于中藥浸膏面對(duì)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。

　　五、結(jié)束語(yǔ)
　　工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備的研制成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，這套高新技術(shù)設(shè)備大大促進(jìn)了國(guó)民技術(shù)的發(fā)展，尤其是我國(guó)制藥行業(yè)的發(fā)展，為此將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。與此同時(shí)它的研制成功也為微波能的應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)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(jì)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(jiān)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(jì)合理，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益顯著，社會(huì)效益良好、推廣價(jià)值高的新技術(shù)新產(chǎn)品。