第七章 中药提取液的浓缩与干燥
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• 蒸馏：分离挥发性不同的物质，收集挥散的蒸气。
浓缩原理：平衡浓缩和非平衡浓缩
1.平衡浓缩 是指利用两相分配上的某种差异而获得
溶质和溶剂分离方法，如冷冻浓缩和蒸发浓缩。
•平衡浓缩 蒸发浓缩
•
冷冻浓缩
• 蒸发浓缩是利用溶质和溶剂挥发度的差异，用加入 热能的方法使溶剂汽化，而溶质则为非挥发性的， 从而达到分离的目的。
易结垢流体的浓缩； • ⑤可连续化生产； • ⑥但结构复杂，动力消耗大，单位体积传热面小。
刮 板 式 蒸 发 器
（4）离心式薄膜蒸发器
利用高速旋转产生的离心力，将液体分散成 薄膜而进行蒸发的一种新型高效蒸发设备。
• 特点：①料液厚度薄（0.1mm） ，传热系 数高（4000卡／米2·小时·度）；
性差，蒸发速度慢；
• （2）耗能，溶液沸点降低，气化潜能增大， 减压蒸发比常压蒸发消耗的加热蒸气量要多。 实际生产中减压蒸发与减压蒸馏的设备是通用 的。
（三）薄膜蒸发
使液体在蒸发时形成薄膜，增加气化表面， 进行蒸发的方法，薄膜具有极大的表面，热传 播快而均匀。 1.方式：
⑴使液膜快速流过加热面（液面厚度在 0.2～0.5mm）;
敞口倾斜式夹层锅
二、浓缩方法与设备
（二）减压蒸发（减压浓缩）
• 使蒸发器内形成一定的真空度，抽掉液面上 的空气和蒸气，使溶液的沸点减低，进行沸 腾蒸发操作。由于溶液沸点降低，能防止或 减少热敏成分的分解，增大传热温度差（加 热蒸汽的温度与溶液的沸点之差），强化蒸 发操作，并能不断的排出溶剂的蒸气，有利 于蒸发顺利进行。
⑵使药液剧烈沸腾产生大量泡沫，以泡沫 内外表面为蒸发面进行蒸发。
应用较多
2.薄膜蒸发特点
• 浸出液的浓缩速度快，受热时间短； • 不受液体静压和过热的影响，成分不易
被破坏，适用于热敏性成分；
• 能连续操作，可在常压或减压下进行； • 温度均匀； • 能将溶剂回收重复使用。
（1）升膜式蒸发器（药液从列管蒸发器底部进 入）
• 超滤亦可作为某些提取液的浓缩
一、影响浓缩效率的因素
• U=W/A=KΔtm/r’
• U生产强度；W：为蒸发量（kg/h） • Δtm =加热蒸气的饱和温度—溶液沸点 • K=1/（1/a0+1/ai+Rw+Rs） • r’为二次蒸气的气化潜能；
一、影响浓缩效率的因素
（一）传热温度差（Δtm）的影响
• ②设备体积小，蒸发强度大，浓缩比高 （1.5～2.0倍）；
• ③物料受热时间短（1S），浓缩时不易起 泡和结垢，适用于高敏性物料；
• ④蒸发室便于拆洗； • ⑤但结构复杂，价格高。
（四）多效蒸发
将前效所产生的二次蒸气引入后一效作 为加热蒸气，组成双效蒸发器或三效蒸发器， 为节能型蒸发器，为维持一定的温度差，多 效蒸发一般在真空下操作。
等速阶段：表面气化控制阶段
二、影响干燥的因素
1.被干燥物料的性质：形状大小、料层薄厚、
水分结合方式
2.干燥介质的温度、湿度与流速 3.干燥速度与干燥方式 4.压力：减压可促进干燥
三、干燥方式与设备
• 烘干法：烘箱、烘房 • 减压干燥法：减压干燥器 • 喷雾干燥法：喷雾干燥机 • 沸腾干燥法：副压卧式沸腾干燥装置 • 冷冻干燥法：冷冻干燥机 • 红外线干燥法：振动式远红外干燥机、隧道式红
烘箱
烘房干燥
（二）减压干燥 （真空干燥）
在密闭的容器中抽去空气减压进行干燥 的一种方法。
特点：干燥温度低，干燥速度快；密闭 进行，减少污染和变质；产品松脆呈海绵状， 易于粉碎；挥发性液体可以回收利用。适于 热敏性物料和排出的气体需要回收或具燃烧 性、 有毒害等的物料。
减压干燥
减压浓缩
（三）喷雾干燥法
较多时，采用热能去湿法，然后用化学去湿 法进一步除去湿分，这样既可减少能耗，又 可以满足生产的要求。
一、干燥的基本原理
物料中水分为二类： • 结合水：毛细管、细胞中水—物理化学结合力 难去除 • 非结合水：物料表面或间隙水—机械力 易去除
物料中总水分=自由水分+平衡水分 • 平衡水分：与一定状态湿空气共存时，达动态平衡状态
• 2.避免了长时间浓缩对有效成分破坏，虽喷 嘴热风温度140-250℃，但是瞬间干燥，甚至 蚓激酶都可采用
• 3.参数：进口风温140-180℃（大型，直径 大），180－230℃（直径小），出口风温80100℃，料液密度1.08-1.12，若1.15则易粘， 是其不足；
4.粘壁是喷雾干燥主要问题（现已基本解决） －在塔壁上变软
利用雾化器将一定浓度的液态物料，喷射 成雾状液滴（10μm左右），通过一定流速的热 气流，使之迅速干燥（3～10秒），获得干粉。
是流化技术用于液态物料干燥的一种较好的 方法。瞬间干燥，特别适合热敏性物料；产品 质量好，保持原来的色、香、味，且易溶解。
喷雾干燥
（三）喷雾干燥法
• 1.革命性的，节省长时间浓缩过程，仅需浓 缩至d 1.08-1.12，节能；
降 膜 式 蒸 发 器
（3）刮板式蒸发器
• 利用一种高速旋转的刮板转子，将料液分布成均 匀的薄膜而进行蒸发的一种高效浓缩设备。
• 特点：①浓缩程度高；
• ②对浓缩液黏度要求不高，适于高黏度、热敏 性物料蒸发浓缩，（在真空条件下操作，且料
液在加热区停留时间短）； • ③具有浓缩和干燥的双重作用； • ④操作过程不易起泡和结垢，可适合于易起泡沫、
（二）干燥速率与干燥速率曲线
等速阶段：干燥初期水分的内部扩散＞表面气化，
物料表面停留一层非结合水，此时水分蒸气压恒定， 表面汽化动力（表面水分压力－空气水蒸气压力之 差）不变，干燥速率主要取决于表面汽化速率，因 此干燥速率U不变。
降速阶段：当干燥进行到一定时间，内部扩散＜
表面气化，物料内部没有足够的水分来满足表面气 化需要，干燥速率降低。
第七章 中药提取液的浓缩与干燥
第一节 浓 缩
概述
• 浓缩：浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单 元操作，蒸发是浓缩的重要手段，即经传热过程， 将挥发性大小不同的物质进行分离的一种工艺操 作。也就是说溶液经过受热，借助气化作用除去 溶剂。
• 目的：①缩小药液体积，提高药液浓度制成一定
规格的半成品，或进一步制成成品；②饱和溶液， 使晶体结晶析出；③进一步精制。
一、含义：使物料（溶液、悬浮液及浆液）所含水分由 物料向气相转移，从而变物料为固体制品的操作，统 称干燥。 新鲜的药材除水 干燥 浓缩稠膏进一步除去多余的水 片剂、丸剂、浸膏除水
• 浓缩得浓缩液或稠膏（半流体d＞1.2），含水50%以上。 • 干燥品，含水一般在5-10%。
二、干燥方法
• 1.热能去湿法 • 优点：去湿较完全；缺点：能耗高。 • 2.化学去湿法 • 优点：去湿完全；缺点：费用高，操作麻烦。 • 常常是两种方法一起使用，当物料中的湿分
二、浓缩方法与设备
• 常压蒸发：蒸发锅、敞口倾倒式夹层锅 • 减压蒸发：减压蒸馏装置、真空浓缩罐 • 薄膜蒸发：升膜式、降膜式、刮板式、
离心式
• 多效蒸发：顺流式、逆流式、平流式、错 流式、内热循环式
二、浓缩方法与设备
（一）常压蒸发： 1.特点：①温度高，受热时间长，适用于 有效成分耐热、溶剂无燃烧性、挥发性、 无害、无经济价值的。 ②对环境有一定的影响。 2.少量用蒸发皿，大量敞口蒸发锅。注意 药液与蒸发锅不能发生化学作用。
外线烘房 • 微波干燥法
（一）烘干法
湿物料放在烘盘内，利用热的干燥气流使湿 物料水分气化，进行干燥的一种方法。由于物料 处于静止状态，干燥速度较慢。
1.烘箱 适用于各类物料的干燥或干热灭菌， 小批量生产。
湿气受热上升，上部温度降低，吸湿，后者 湿气从底部排出好，强制循环，鼓风装置。
2.烘房 结构原理与烘箱一致，容量加大。
塔体直径应大
料液密度适当
中药浓缩液含糖、树胶等（醇提液树脂多） 遇热变软成分，易粘壁，可加入5-15％糊精， β-CD，变形淀粉可以解决；
塔壁吹扫，通冷却水可以辅助，或逆流，改 底部进热空气
湿气应充分排走（2级旋风分离）
• 5.所得干粉表面积大，堆密度小，蓬松，易
吸潮，流动性差，不易装填，可通过重新制 粒，再填充胶囊或压片；而颗粒剂即可将喷 干粉干压制粒，现免煎饮片（江阴）几乎全 部是喷干粉；
当分子振动能力超过分子间内聚力时导致气化，为使振动 力增大，要不断增加热能，故需要一定的Δtm 。
①提高加热蒸气的压力，可提高Δtm，从而提高效率，但 热敏性药物易破坏，且不经济。
②常用减压蒸发，可降低溶液的沸点，可提高Δtm，但若温 度过低，真空度过高，易因溶液沸点降低引起黏度增 加，传热系数降低，故Δtm提高应有一定的限度；
空气的相对湿度 < 含水量 生产环境、贮存、包装
（一）物料中水分的性质
• 结合水：难除去，干燥速度慢 • 非结合水：
吸水性物料：结晶水、细胞壁内的、 毛细管中的、可溶性固体溶液中的水
（二）干燥速率与干燥速率曲线
定义：单位时间、单位面积上，物料汽 化的水分。
恒速阶段
• 表面汽化速率 •T 、湿度 、空 气流速
时物料中所含水分。---不可除去
• 自由水分：在干燥过程中可以除去的水分（包括全部非
结合水和部分结合水）。
固体物料中所含水分相互关系示意图
热能从扩散表面 传至物料内部
干燥的原理
湿分从物料内部 传至扩散表面
• 传热过程 + 传质过程
同时进行
热能传递
水分汽化ห้องสมุดไป่ตู้
水分扩散
（一）物料中所含水分的性质
• 平衡水分：干燥除不去的水分 • 自由水分：
• 冷冻浓缩是利用稀溶液与固态溶剂在凝固点下的平 衡关系，使溶剂(水)以冰的形式从溶液中结晶析出
• 冷冻浓缩和蒸发浓缩两相都是直接接触的，故称为 平衡浓缩。
2.非平衡浓缩
• 是利用半透膜来分离溶质和溶剂的过程，两相用 膜隔开，分离不是两相的直接接触，故称非平衡 浓缩。利用半透膜的方法不仅可以分离溶质和溶 剂，而且也可以分离各种不同大小的溶质，因此， 称为膜分离。
特点：①设备简单
②易结垢：适用于蒸发量较大,有热敏性、黏 度不大于0.05Pa·s及易产生泡沫的药液；不 适合高黏度、有结晶析出或易结垢的溶液。 应控制浓缩程度。
（2）降膜式蒸发器（药液由蒸发器顶部加入）
特点：①可蒸发浓度较高、黏度较大的溶液， 不适合蒸发易结晶或结垢的溶液。
②适合于蒸发量较小时。
升 膜 式 蒸 发 器
• 6.喷雾干燥改进发展－喷雾造粒，上部喷浓缩 液（d＝1.15~1.20）下部喷干浸膏粉或辅料， 生产量大，减少浓缩，且浓缩、干燥同时完 成。
分类及特点：按照加料方式
①顺流式：又称并流式，料液与加热蒸气走向一致，随浓缩 液稠度逐渐增大，蒸气温度逐渐降低。适于随温度降低黏度增高 不大，或随温度增大热敏性增加、温度高反而溶解度降低的料液。
②逆流式：料液与加热蒸气走向相反，随加热蒸气温度逐渐 升高，浓缩液稠度逐渐增大，适合于顺流式相反的情况。
减压浓缩
二、浓缩方法与设备 （二）减压蒸发
优点： • ⑴温度低（40～60℃），溶液沸点低，防止或
减少热敏成分的分解； • ⑵增大Δtm，强化蒸发操作，速度快； • ⑶不断排出溶剂蒸气，利于蒸发顺利进行； • ⑷密闭，对环境无污染。
二、浓缩方法与设备
（二）减压蒸发
缺点： • （1）蒸发后期，因溶液黏稠，温度低，流动
③控制适宜的液层深度。因为下部溶液所受的压力（液柱 静压头）比液面处高，相应的溶液沸点随其深度的增 加逐渐升高，使Δtm逐渐变小，因此不宜过度加深液层 的深度。沸腾蒸发可改善液柱静压头的影响。
（二）传热系数K：
1、减少垢层热阻（Rs ）：加强搅拌、 定期除垢、改进设备结构
2、管内料液沸腾传热膜系数（αi）： 将料液预热后进入蒸发器
降速阶段
• 内部水分向表面 的扩散 • T、物料的分散度
干燥速率曲线 C：物料含湿量； U：干燥速率
A点代表时间为零时的情况，AB为湿物料不稳定的加热过程。 BC段：干燥速率保持恒定，称为恒速干燥阶段。 C点：恒速阶段转为降速阶段的点称为临界点，所对应湿物料的含 水量称为临界含水量。
CDE段：干燥速率下降，称为降速干燥阶段。 E点：干燥速率为零， 即操作条件下的平衡含水量
③平流式：料液与加热蒸气走向一致料液分别通过各效蒸发器， 适用于从各效易析出结晶者。
④错流式：兼具顺流与逆流的特点，料液走向是先进入二效， 流向三效，再反向流入一效。加热蒸气由一效顺次走向三效，料 液最后浓缩温度高。
按照热循环方式又可分为二种类型：内热循环多效蒸发器；外 热循环多效蒸发器。
第二节 干燥
浓缩原理：平衡浓缩和非平衡浓缩
1.平衡浓缩 是指利用两相分配上的某种差异而获得
溶质和溶剂分离方法，如冷冻浓缩和蒸发浓缩。
•平衡浓缩 蒸发浓缩
•
冷冻浓缩
• 蒸发浓缩是利用溶质和溶剂挥发度的差异，用加入 热能的方法使溶剂汽化，而溶质则为非挥发性的， 从而达到分离的目的。
易结垢流体的浓缩； • ⑤可连续化生产； • ⑥但结构复杂，动力消耗大，单位体积传热面小。
刮 板 式 蒸 发 器
（4）离心式薄膜蒸发器
利用高速旋转产生的离心力，将液体分散成 薄膜而进行蒸发的一种新型高效蒸发设备。
• 特点：①料液厚度薄（0.1mm） ，传热系 数高（4000卡／米2·小时·度）；
性差，蒸发速度慢；
• （2）耗能，溶液沸点降低，气化潜能增大， 减压蒸发比常压蒸发消耗的加热蒸气量要多。 实际生产中减压蒸发与减压蒸馏的设备是通用 的。
（三）薄膜蒸发
使液体在蒸发时形成薄膜，增加气化表面， 进行蒸发的方法，薄膜具有极大的表面，热传 播快而均匀。 1.方式：
⑴使液膜快速流过加热面（液面厚度在 0.2～0.5mm）;
敞口倾斜式夹层锅
二、浓缩方法与设备
（二）减压蒸发（减压浓缩）
• 使蒸发器内形成一定的真空度，抽掉液面上 的空气和蒸气，使溶液的沸点减低，进行沸 腾蒸发操作。由于溶液沸点降低，能防止或 减少热敏成分的分解，增大传热温度差（加 热蒸汽的温度与溶液的沸点之差），强化蒸 发操作，并能不断的排出溶剂的蒸气，有利 于蒸发顺利进行。
⑵使药液剧烈沸腾产生大量泡沫，以泡沫 内外表面为蒸发面进行蒸发。
应用较多
2.薄膜蒸发特点
• 浸出液的浓缩速度快，受热时间短； • 不受液体静压和过热的影响，成分不易
被破坏，适用于热敏性成分；
• 能连续操作，可在常压或减压下进行； • 温度均匀； • 能将溶剂回收重复使用。
（1）升膜式蒸发器（药液从列管蒸发器底部进 入）
• 超滤亦可作为某些提取液的浓缩
一、影响浓缩效率的因素
• U=W/A=KΔtm/r’
• U生产强度；W：为蒸发量（kg/h） • Δtm =加热蒸气的饱和温度—溶液沸点 • K=1/（1/a0+1/ai+Rw+Rs） • r’为二次蒸气的气化潜能；
一、影响浓缩效率的因素
（一）传热温度差（Δtm）的影响
• ②设备体积小，蒸发强度大，浓缩比高 （1.5～2.0倍）；
• ③物料受热时间短（1S），浓缩时不易起 泡和结垢，适用于高敏性物料；
• ④蒸发室便于拆洗； • ⑤但结构复杂，价格高。
（四）多效蒸发
将前效所产生的二次蒸气引入后一效作 为加热蒸气，组成双效蒸发器或三效蒸发器， 为节能型蒸发器，为维持一定的温度差，多 效蒸发一般在真空下操作。
等速阶段：表面气化控制阶段
二、影响干燥的因素
1.被干燥物料的性质：形状大小、料层薄厚、
水分结合方式
2.干燥介质的温度、湿度与流速 3.干燥速度与干燥方式 4.压力：减压可促进干燥
三、干燥方式与设备
• 烘干法：烘箱、烘房 • 减压干燥法：减压干燥器 • 喷雾干燥法：喷雾干燥机 • 沸腾干燥法：副压卧式沸腾干燥装置 • 冷冻干燥法：冷冻干燥机 • 红外线干燥法：振动式远红外干燥机、隧道式红
烘箱
烘房干燥
（二）减压干燥 （真空干燥）
在密闭的容器中抽去空气减压进行干燥 的一种方法。
特点：干燥温度低，干燥速度快；密闭 进行，减少污染和变质；产品松脆呈海绵状， 易于粉碎；挥发性液体可以回收利用。适于 热敏性物料和排出的气体需要回收或具燃烧 性、 有毒害等的物料。
减压干燥
减压浓缩
（三）喷雾干燥法
较多时，采用热能去湿法，然后用化学去湿 法进一步除去湿分，这样既可减少能耗，又 可以满足生产的要求。
一、干燥的基本原理
物料中水分为二类： • 结合水：毛细管、细胞中水—物理化学结合力 难去除 • 非结合水：物料表面或间隙水—机械力 易去除
物料中总水分=自由水分+平衡水分 • 平衡水分：与一定状态湿空气共存时，达动态平衡状态
• 2.避免了长时间浓缩对有效成分破坏，虽喷 嘴热风温度140-250℃，但是瞬间干燥，甚至 蚓激酶都可采用
• 3.参数：进口风温140-180℃（大型，直径 大），180－230℃（直径小），出口风温80100℃，料液密度1.08-1.12，若1.15则易粘， 是其不足；
4.粘壁是喷雾干燥主要问题（现已基本解决） －在塔壁上变软
利用雾化器将一定浓度的液态物料，喷射 成雾状液滴（10μm左右），通过一定流速的热 气流，使之迅速干燥（3～10秒），获得干粉。
是流化技术用于液态物料干燥的一种较好的 方法。瞬间干燥，特别适合热敏性物料；产品 质量好，保持原来的色、香、味，且易溶解。
喷雾干燥
（三）喷雾干燥法
• 1.革命性的，节省长时间浓缩过程，仅需浓 缩至d 1.08-1.12，节能；
降 膜 式 蒸 发 器
（3）刮板式蒸发器
• 利用一种高速旋转的刮板转子，将料液分布成均 匀的薄膜而进行蒸发的一种高效浓缩设备。
• 特点：①浓缩程度高；
• ②对浓缩液黏度要求不高，适于高黏度、热敏 性物料蒸发浓缩，（在真空条件下操作，且料
液在加热区停留时间短）； • ③具有浓缩和干燥的双重作用； • ④操作过程不易起泡和结垢，可适合于易起泡沫、
（二）干燥速率与干燥速率曲线
等速阶段：干燥初期水分的内部扩散＞表面气化，
物料表面停留一层非结合水，此时水分蒸气压恒定， 表面汽化动力（表面水分压力－空气水蒸气压力之 差）不变，干燥速率主要取决于表面汽化速率，因 此干燥速率U不变。
降速阶段：当干燥进行到一定时间，内部扩散＜
表面气化，物料内部没有足够的水分来满足表面气 化需要，干燥速率降低。
第七章 中药提取液的浓缩与干燥
第一节 浓 缩
概述
• 浓缩：浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单 元操作，蒸发是浓缩的重要手段，即经传热过程， 将挥发性大小不同的物质进行分离的一种工艺操 作。也就是说溶液经过受热，借助气化作用除去 溶剂。
• 目的：①缩小药液体积，提高药液浓度制成一定
规格的半成品，或进一步制成成品；②饱和溶液， 使晶体结晶析出；③进一步精制。
一、含义：使物料（溶液、悬浮液及浆液）所含水分由 物料向气相转移，从而变物料为固体制品的操作，统 称干燥。 新鲜的药材除水 干燥 浓缩稠膏进一步除去多余的水 片剂、丸剂、浸膏除水
• 浓缩得浓缩液或稠膏（半流体d＞1.2），含水50%以上。 • 干燥品，含水一般在5-10%。
二、干燥方法
• 1.热能去湿法 • 优点：去湿较完全；缺点：能耗高。 • 2.化学去湿法 • 优点：去湿完全；缺点：费用高，操作麻烦。 • 常常是两种方法一起使用，当物料中的湿分
二、浓缩方法与设备
• 常压蒸发：蒸发锅、敞口倾倒式夹层锅 • 减压蒸发：减压蒸馏装置、真空浓缩罐 • 薄膜蒸发：升膜式、降膜式、刮板式、
离心式
• 多效蒸发：顺流式、逆流式、平流式、错 流式、内热循环式
二、浓缩方法与设备
（一）常压蒸发： 1.特点：①温度高，受热时间长，适用于 有效成分耐热、溶剂无燃烧性、挥发性、 无害、无经济价值的。 ②对环境有一定的影响。 2.少量用蒸发皿，大量敞口蒸发锅。注意 药液与蒸发锅不能发生化学作用。
外线烘房 • 微波干燥法
（一）烘干法
湿物料放在烘盘内，利用热的干燥气流使湿 物料水分气化，进行干燥的一种方法。由于物料 处于静止状态，干燥速度较慢。
1.烘箱 适用于各类物料的干燥或干热灭菌， 小批量生产。
湿气受热上升，上部温度降低，吸湿，后者 湿气从底部排出好，强制循环，鼓风装置。
2.烘房 结构原理与烘箱一致，容量加大。
塔体直径应大
料液密度适当
中药浓缩液含糖、树胶等（醇提液树脂多） 遇热变软成分，易粘壁，可加入5-15％糊精， β-CD，变形淀粉可以解决；
塔壁吹扫，通冷却水可以辅助，或逆流，改 底部进热空气
湿气应充分排走（2级旋风分离）
• 5.所得干粉表面积大，堆密度小，蓬松，易
吸潮，流动性差，不易装填，可通过重新制 粒，再填充胶囊或压片；而颗粒剂即可将喷 干粉干压制粒，现免煎饮片（江阴）几乎全 部是喷干粉；
当分子振动能力超过分子间内聚力时导致气化，为使振动 力增大，要不断增加热能，故需要一定的Δtm 。
①提高加热蒸气的压力，可提高Δtm，从而提高效率，但 热敏性药物易破坏，且不经济。
②常用减压蒸发，可降低溶液的沸点，可提高Δtm，但若温 度过低，真空度过高，易因溶液沸点降低引起黏度增 加，传热系数降低，故Δtm提高应有一定的限度；
空气的相对湿度 < 含水量 生产环境、贮存、包装
（一）物料中水分的性质
• 结合水：难除去，干燥速度慢 • 非结合水：
吸水性物料：结晶水、细胞壁内的、 毛细管中的、可溶性固体溶液中的水
（二）干燥速率与干燥速率曲线
定义：单位时间、单位面积上，物料汽 化的水分。
恒速阶段
• 表面汽化速率 •T 、湿度 、空 气流速
时物料中所含水分。---不可除去
• 自由水分：在干燥过程中可以除去的水分（包括全部非
结合水和部分结合水）。
固体物料中所含水分相互关系示意图
热能从扩散表面 传至物料内部
干燥的原理
湿分从物料内部 传至扩散表面
• 传热过程 + 传质过程
同时进行
热能传递
水分汽化ห้องสมุดไป่ตู้
水分扩散
（一）物料中所含水分的性质
• 平衡水分：干燥除不去的水分 • 自由水分：
• 冷冻浓缩是利用稀溶液与固态溶剂在凝固点下的平 衡关系，使溶剂(水)以冰的形式从溶液中结晶析出
• 冷冻浓缩和蒸发浓缩两相都是直接接触的，故称为 平衡浓缩。
2.非平衡浓缩
• 是利用半透膜来分离溶质和溶剂的过程，两相用 膜隔开，分离不是两相的直接接触，故称非平衡 浓缩。利用半透膜的方法不仅可以分离溶质和溶 剂，而且也可以分离各种不同大小的溶质，因此， 称为膜分离。
特点：①设备简单
②易结垢：适用于蒸发量较大,有热敏性、黏 度不大于0.05Pa·s及易产生泡沫的药液；不 适合高黏度、有结晶析出或易结垢的溶液。 应控制浓缩程度。
（2）降膜式蒸发器（药液由蒸发器顶部加入）
特点：①可蒸发浓度较高、黏度较大的溶液， 不适合蒸发易结晶或结垢的溶液。
②适合于蒸发量较小时。
升 膜 式 蒸 发 器
• 6.喷雾干燥改进发展－喷雾造粒，上部喷浓缩 液（d＝1.15~1.20）下部喷干浸膏粉或辅料， 生产量大，减少浓缩，且浓缩、干燥同时完 成。
分类及特点：按照加料方式
①顺流式：又称并流式，料液与加热蒸气走向一致，随浓缩 液稠度逐渐增大，蒸气温度逐渐降低。适于随温度降低黏度增高 不大，或随温度增大热敏性增加、温度高反而溶解度降低的料液。
②逆流式：料液与加热蒸气走向相反，随加热蒸气温度逐渐 升高，浓缩液稠度逐渐增大，适合于顺流式相反的情况。
减压浓缩
二、浓缩方法与设备 （二）减压蒸发
优点： • ⑴温度低（40～60℃），溶液沸点低，防止或
减少热敏成分的分解； • ⑵增大Δtm，强化蒸发操作，速度快； • ⑶不断排出溶剂蒸气，利于蒸发顺利进行； • ⑷密闭，对环境无污染。
二、浓缩方法与设备
（二）减压蒸发
缺点： • （1）蒸发后期，因溶液黏稠，温度低，流动
③控制适宜的液层深度。因为下部溶液所受的压力（液柱 静压头）比液面处高，相应的溶液沸点随其深度的增 加逐渐升高，使Δtm逐渐变小，因此不宜过度加深液层 的深度。沸腾蒸发可改善液柱静压头的影响。
（二）传热系数K：
1、减少垢层热阻（Rs ）：加强搅拌、 定期除垢、改进设备结构
2、管内料液沸腾传热膜系数（αi）： 将料液预热后进入蒸发器
降速阶段
• 内部水分向表面 的扩散 • T、物料的分散度
干燥速率曲线 C：物料含湿量； U：干燥速率
A点代表时间为零时的情况，AB为湿物料不稳定的加热过程。 BC段：干燥速率保持恒定，称为恒速干燥阶段。 C点：恒速阶段转为降速阶段的点称为临界点，所对应湿物料的含 水量称为临界含水量。
CDE段：干燥速率下降，称为降速干燥阶段。 E点：干燥速率为零， 即操作条件下的平衡含水量
③平流式：料液与加热蒸气走向一致料液分别通过各效蒸发器， 适用于从各效易析出结晶者。
④错流式：兼具顺流与逆流的特点，料液走向是先进入二效， 流向三效，再反向流入一效。加热蒸气由一效顺次走向三效，料 液最后浓缩温度高。
按照热循环方式又可分为二种类型：内热循环多效蒸发器；外 热循环多效蒸发器。
第二节 干燥