紅外加熱干燥技術(shù)在制藥工業(yè)上的應(yīng)用
加熱干燥工藝在藥品生產(chǎn)上是不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié),也是耗用能源較多的操作單元之一。過(guò)去常用的加熱干燥方法能源消耗多,加熱時(shí)間長(zhǎng),質(zhì)量不穩(wěn)定,勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)成本高。遠(yuǎn)紅外加熱干燥技術(shù)效率高,耗能少,質(zhì)量好,成本低。
紅外加熱干燥根據(jù)需要有管狀、燈狀和板狀的電熱式輻射元件,且現(xiàn)在元件的制造已趨向系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。
遠(yuǎn)紅外線(5.6~1000μ)是一種熱射線,它主要的表現(xiàn)為熱效應(yīng)。產(chǎn)生熱效應(yīng)的主要機(jī)理是:當(dāng)遠(yuǎn)紅外線以電磁波的形式輻射到物質(zhì)上時(shí),如果構(gòu)成該物質(zhì)的分子或基團(tuán)的固有振動(dòng)頻率,與輻射頻率相匹配,該物質(zhì)便吸收遠(yuǎn)紅外線,而使內(nèi)部的分子或基團(tuán)的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)加劇,振幅增大(此時(shí)分子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),即從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)),引起物體自身發(fā)熱,失水干燥。
為什么遠(yuǎn)紅外加熱干燥的效果比傳統(tǒng)的加熱干燥方法好呢?
1)傳統(tǒng)的加熱干燥法, 熱能的傳遞(由發(fā)熱體傳給冷體)是通過(guò)對(duì)流和傳導(dǎo)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,也就是說(shuō)是通過(guò)中間介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣,中間過(guò)程消耗了許多能量,所以升溫慢,干燥時(shí)間長(zhǎng)。而遠(yuǎn)紅外加熱是以電磁波的形式和光速直線的輻射到受熱材料上,不需要通過(guò)中間介質(zhì)來(lái)傳遞,沒(méi)有能量的損耗,所以升溫快,干燥時(shí)間短。
2)傳統(tǒng)的加熱干燥法,熱傳導(dǎo)的方向是由外及里,而水分(或其他溶劑)的蒸發(fā)排出的方向是由里向外,與熱傳導(dǎo)的方向相反,所以干燥塊狀材料時(shí),可能產(chǎn)生發(fā)泡和產(chǎn)生孔眼,或表干里濕現(xiàn)象。而遠(yuǎn)紅外加熱干燥法則相反,熱傳導(dǎo)的方向是由里向外,與水分(或其他溶劑)的蒸發(fā)排出方向比較一致,所以干燥效率高,色澤均勻,質(zhì)量好。
3)遠(yuǎn)紅外元件加熱干燥時(shí),所輻射出的能量與大多數(shù)被輻射物的吸收特性相一致,吸收率大,所以效果好。
綜上所述,為了更好的應(yīng)用遠(yuǎn)紅外加熱干燥技術(shù),取得更好效果,對(duì)被加熱物質(zhì)的吸收光譜應(yīng)有所了解,以便正確地選擇遠(yuǎn)紅外元件。此外,烘房的結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)紅外元件與被烘干物的距離,對(duì)干燥效果也有一定的影響。據(jù)于上述認(rèn)識(shí),我們對(duì)電烘房與遠(yuǎn)紅外烘房干燥效果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果見(jiàn)表。
電烘房與遠(yuǎn)紅外烘房對(duì)比(干燥溫度90℃)
項(xiàng)目 品名 | 電烘房(9kw無(wú)溫控儀) | 遠(yuǎn)紅外烘(14kw有溫控儀) | ||||||||||
顏色 | 含水量 (%) | 雜菌 (個(gè)/g) | 霉菌 (個(gè)/g) | 時(shí)間 (小時(shí)) | 耗電量 (度/萬(wàn)塊) | 顏色 | 含水量 (%) | 雜菌 (個(gè)/g) | 霉菌 (個(gè)/g) | 時(shí)間 (小時(shí)) | 耗電量 (度/萬(wàn)塊) | |
靈芝沖劑 | 一般 | 1.02 | 95 | 75 | 24 | 216 | 好 | 0.54 | 63 | 30 | 12 | 31 |
田七花沖劑 | # | 1.31 | 合格 | 合格 | 24 | 216 | 好 | 0.81 | 44 | 12 | 12 | 31 |
上表的數(shù)字說(shuō)明,遠(yuǎn)紅外烘房耗電少、工作效率高。