第八章浓缩与干燥机械设备
第八章浓缩与干燥机械设备
第一节概述
第二节真空浓缩机械与设备
第三节冷冻浓缩机械与设备
第四节真空干燥设备
第五节喷雾干燥机械与设备
第六节沸腾干燥的机械与装备
第七节冷冻干燥技术装备
第八节电磁辐射干燥机械与装备
第八章真空浓缩设备主要内容： 一、蒸发器的分类、结构和特点 二、真空浓缩的附属装置 三、单效真空浓缩设备 四、多效真空浓缩设备 五、芳香物质的回收设备 六、蒸发设备选型 七、蒸发设备的操作与检修
真空浓缩设备概述 浓缩：从溶液中除去部分溶剂的单元操作。 一般食品中溶剂为水，如果汁，牛奶等，故食品工业中的浓缩通常指蒸发。 真空浓缩：在负压下，以较低温度浓缩。 特点： (1) 料液沸点低，浓缩速度快。 (2) 能用低压蒸汽为热源。 (3) 利于保持食品营养成分。 (4) 能耗小。 (5) 真空系统投资大，功耗大。 (6) 沸点降低，蒸发潜热增大。
第一节蒸发器的分类、结构和特点 一、分类 (一)按二次蒸汽利用次数分： 1、单效浓缩装置。 2、多效浓缩装置。 3、带有热泵的浓缩装置。 (二)按料液流程分： 1、循环式：自然与强制循环。 2、单程式： (三)按加热器结构分： 1、盘管式浓缩器。 2、中央循环管式浓缩器。 3、升膜式浓缩器。 4、降膜式浓缩器。 5、片式浓缩器。 6、刮板式浓缩器。 7、外加热式浓缩器。
一、夹套式蒸发器?中小型浓缩设备。 ?由圆筒形夹套壳体、搅 拌器、除沫器等组成。 ?适于果酱、蜜饯、糖浆、 乳品、豆浆晶、食用胶 等高粘度料液的浓缩。 主要技术参数 蒸发量300L／h， 蒸汽耗用量340kg／h， 蒸汽压力＜196kPa， 真空度82．9～88.0kPa。
二、盘管式蒸发器?亦称盘管式浓缩锅， 由上下锅体、加热盘 管、汽液分离器等组 成。 ?料液分批浓缩。二次 蒸汽由上部排入汽液 分离室，成品由锅底 卸出。 ?二次蒸汽进入分离室， 在离心力作用下，使 夹带的液滴与不凝气 体分离，气体排出， 被分离后的料液回流 再进行蒸发。
第七章真空浓缩设备 §7-1 概述 一、概念 1、浓缩从溶液中除去部分溶剂的单元操作。 2、真空浓缩在负压下，以较低温度进行浓缩的单元操作。 3、加热蒸汽（饱和蒸汽或生蒸汽）乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。 4、二次蒸汽物料中水分蒸发所形成的蒸汽。 5、不凝性气体相对于水蒸汽，在一定的压力和温度下不能被凝结的气体，称为不凝性气体，一般是指空气。 6、雾沫挟带对于气、液两相的分离设备或反应设备，若气相为连续相、液相为分散相（例如板式蒸馏塔），而气相速度较大，部分液体会被气体吹散成液滴并被气体带出。这种现象称为雾沫夹带。产生雾沫夹带会降低设备的分离效率。 二、浓缩的目的 1、除去食品中的大量水分，减轻了重量，减小了体积，节省了包装、贮存和运输费用。 2、通过了提高食品的浓度，达到贮藏食品的目的。 3、满足后续加工工艺过程的要求。 三、浓缩的基本过程 蒸发过程的两个必要组成部分：加热物料使溶剂(水)沸腾汽化与不断除去汽化产生的二次蒸汽。一般前一部分在加热器中进行，后一部分在冷凝器中完成。如图所示：真空蒸发基本流程。 蒸发器实质上是一个换热器，如图所示，由加热室1和汽液分离器4两部分组成。加热室使用的加热介质应用最多的是水蒸汽。通过换热，使间壁另一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在分离室4中与溶液分离后从蒸发器上部引出。为防止液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设有除沫装置5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽，便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽进入冷凝器6冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。 1.加热器 2.加热列管 3.中间管 4.分离室 5.捕沫器 6.冷凝器
第五章浓缩与干燥 学习要点： 1．掌握常用蒸发浓缩方法（常压浓缩、减压浓缩、薄膜浓缩、多效浓缩）的特点与选用。2．掌握常用干燥方法（常压干燥、减压干燥、沸腾干燥、喷雾干燥、冷冻干燥）的特点与选用。 3．熟悉浓缩与干燥的基本原理及影响因素。 4．了解常用浓缩与干燥设备的基本构造与操作要求。 [A型题] 1．可使物料瞬间干燥的是（） A冷冻干燥 B沸腾干燥 C喷雾干燥 D减压干燥 E鼓式干燥 注解：喷雾干燥是利用雾化器将一定浓度的液态物料喷射成雾状，在一定流速的热气流中进行热交换，物料被迅速干燥。 2．下列对于流化干燥的论述那一项是错误的（） A适用于湿粒性物料的干燥 B热利用率高 C节省劳力 D干燥速度快 E热能消耗小 3．喷雾干燥的特点是（） A干燥温度高，不适于热敏性药物 B可获得硬颗粒状干燥制品 C能保持中药的色香味 D相对密度为1.0～1.35的中药料液均可进行喷雾干燥 E须加入助溶剂以增加干燥制品的溶解度 注解：喷务干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种较好方法，喷雾干燥是利用高速离心喷盘将一定浓度的液态物料、喷雾成雾状，在一定流速的热气流中进行热交换，物料被迅速干燥，喷雾干燥的特点是：在数秒钟内完成水分的蒸发，获得粉状或颗粒状干燥制品；药液未经长时间浓缩又是瞬间干燥，特别适用于热敏性物料；产品质量好，为疏松的细颗粒或细粉，溶解性能好，且保持原来的色香味；操作流程管道化，符合GMP要求，是目前中药制药中最佳的干燥技术之一。 4．冷冻干燥又可称为（） A低温干燥 B真空干燥 C固态干燥
D升华干燥 E冰点干燥 注解：冷冻干燥系先将湿物料冷冻至冰点以下（－40℃以下），使水分冻结成固态的冰，再在高真空条件下，适当加热升温，使固态的冰不经液态的水，直接升华为水蒸气排出，去除物料水分故又称升华干燥。 5．下列宜采用远红外干燥的物料是（） A丹参注射液 B人参蜂王浆 C甘草流浸膏 D安瓿 E益母草膏 注解：红外干燥系利用远红外辐射元件发出的远红外射能量，使湿物料中水分气化而干燥，尤适于中药固体粉末，湿颗粒及水丸等薄料层，多孔性物料的干燥，隧道式红外干燥机主要用于口服液及注射剂安瓶的干燥。 6．属于流化干燥技术的是（） A真空干燥 B冷冻干燥 C沸腾干燥 D微波干燥 E红外干燥 注解：沸腾干燥，又称流化床干燥，系利用热空气流使湿颗粒悬浮呈流化态，似“沸腾状”的热空气在湿颗粒间通过，在动态下进行热交换，湿气被抽走而达到干燥的目的。 7．以下关于冷冻干燥的论述那一个是正确的（） A冷冻干燥是在水的三相点以上进行的 B冷冻干燥是在水的三相点进行的 C冷冻干燥是在水的三相点以下进行的 D冷冻干燥是在水的三相线上进行的 E冷冻干燥与水的三相点无关 8．下列（）干燥方法不适用于药剂的生产 A吸附干燥 B减压干燥 C流化干燥 D喷雾干燥 E冷冻干燥 9．以下不属于减压浓缩装置的是（） A减压蒸馏器 B真空浓缩罐 C管式蒸发器 D刮板式薄膜蒸发器
第七章浓缩设备 第一节概述 一、浓缩的概念： 浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作，是溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。 浓缩过程中，水分在物料内部借对流扩散作用从液相内部达液相表面而后除去，最低水分含量约为30%（质量），一般为稳定状态的过程。 浓缩方法从原理上讲分为：平衡浓缩和非平衡浓缩两种物理方法。（1）平衡浓缩是利用两相在分配上的某种差异而获得溶质和溶剂分离的方法，如蒸发浓缩和冷冻浓缩即属此法。其中蒸发是利用溶剂和溶质挥发度的差异，从而获得一个有利的汽液平衡条件，达到分离的目的，在实践上是利用加入热能使部分溶剂汽化，并将
此汽化水分从余下的被浓缩溶液中分离出去，这种方法目前仍然是食品工业最广泛应用的一种浓缩方法。冷冻浓缩是利用有利的液固平衡条件，冷冻浓缩时，部分水分因放热而结冰，而后用机械方法将浓缩液与冰晶分离。蒸发和冷冻浓缩，两相差不多上直接接触的，故称平衡浓缩。（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，因此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能够分离溶质和溶剂，而且也能够分离各种不同大小的溶质，因此，统称为膜分离。 二、浓缩的目的： 1.除去食品中大量水分，减少包装，贮藏和运输费用。例如，100T含5%固形物的番茄榨出汁浓缩至含固形物28%的番茄酱，重量减至18吨，体积缩小与此相同。如此可大大降低包装，贮藏和运输费用。 2.提高制品浓度，增加制品的保藏性。用浓缩方法提高制品的糖分或盐分可使水分的活度降低，使制品达到微生物学上安全的程度，延长制品的有效保藏期。 3.浓缩经常用作干燥或更安全的脱水的预处理过
大学 真空浓缩毕业设计说明书 任务名称：真空浓缩设备的设计 设计人： 指导教师： 班级组别： 设计时间：2013.4.1-2013.6.5 成绩:
目录 1、设计说明书 (2) 2、设计方案的确定 (3) 3、方案说明 (4) 4、物料衡算 (5) 5、热量衡算 (5) 6、工艺尺寸计算 (9) 7、附属设备尺寸计算 (15) 8、主要技术参数 (17) 9、计算结果汇总 (17) 10、设备流程及装备图 (18) 11、参考文献 (21)
第1章真空浓缩装置 设计进料为2吨/小时的单效真空浓缩装置，用于浓缩天然乳胶的生产。已知进料浓度为30%，成品浓度为60%，蒸发器真空度为0.085MPa。加热蒸汽的压力为0.143MPa。 1.1原始数据： 1、原料：浓度为30%的天然乳胶 2、产品：浓度为60%的天然乳胶 3、生产能力：进料量二吨每小时，一天工作10个小时 4、热源：加热蒸汽为饱和水蒸汽，压力为0.143MPa。 5、压力条件：蒸发器为0.085 MPa的真空度 1.2设计要求内容： 1、浓缩方案的确定：蒸发器的型式、蒸发操作流程、蒸发器的效数等。 2、蒸发工艺的计算：进料量、蒸发水量、蒸发消耗量、传热面积等。 3、蒸发器结构的计算：加热室尺寸、加热管尺寸及排列、蒸发室尺寸、接管尺 寸等。 4、附属设备的计算：冷凝器、真空系统的选用 5、流程图及装配图绘制 1.3设计要求 1、设计说明书一份； 2、设计结果一览表；蒸发器主要结构尺寸和计算结果及设备选型情况等； 3、蒸发器流程图和装配图
第2章设计方案的确定 2.1蒸发器的确定 选用降膜式蒸发器。在降膜式蒸发器内，溶液沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，液膜传热热阻较小，即使在较低的传热温度差(如5～10℃)下，传热系数也较大。由于溶液不循环，在蒸发器中的停留时间短，因而特别适用于热敏性物料的蒸发。而且，整个溶液的浓度，也不象循环型那样总是接近于完成液的浓度，故由于溶液蒸汽压降低所引起的温度差损失就相对小些。此外，因是膜状流动，故液柱静压强引起的温度差损失可以略去不计。所以在相同操作条件下，这种蒸发器的有效温度差较大。由于蒸发管很长，料液沸腾时所生成的泡沫极易在管壁上因受热而破裂，因此降膜蒸发器又适用于蒸发易生成泡沫的料液，同时也适用于蒸发粘度较大的料液。因为天然乳胶粘度大，又是热敏性物料，所以选择降膜式蒸发器。另外降膜式蒸发器的造价相对于其他蒸发器相对较低。所以综合考虑后选择降膜式蒸发器。 1.蒸发器的效数：单效真空蒸发。虽然知道双效比单效节能，但是天然乳胶必须在低温条件 下生产，为了保证质量只得选用单效。对于天然乳胶这种热敏性较高的物料，采用真空蒸发降低沸点是有必要的。 2.操作压力：直接饱和蒸汽加热，压力为0.143MPa。。 3.辅助设备：冷凝器用水喷式冷凝器；惯性捕集器
第七章提取液的浓缩与干燥 第一节浓缩 一、含义：应用一定的技术除去部分溶剂使药液有效成分浓度增加的过程。 二、常用的技术: 蒸发浓缩法、反渗透法、超滤法等； 蒸发是浓缩药液的重要手段,即用加热的方法使溶剂气化除去的过程. 浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单元操作。中药提取液经浓缩制成一定规格的半成品，或进一步制成成品，或浓缩成过饱和溶液使析出结晶。 浓缩与蒸馏皆是在沸腾状态下，经传热过程，将挥发性不同的物质进行分离的一种工艺操作。 浓缩不以收集挥散的蒸气为目的；蒸馏必须收集挥散的蒸气。 影响蒸发(浓缩)的因素有: 蒸气压差； 蒸发面积； 温差； 搅拌； 压力等； 三、常用蒸发(浓缩)方法与器械 1、常压蒸发：夹层蒸锅 2、减压蒸发（真空浓缩）： 3、薄膜蒸发：使药液形成薄膜而进行的蒸发。 薄膜蒸发是使料液在蒸发时形成薄膜，增加汽化表面进行蒸发的方法，又称薄膜浓缩。 其特点是: 蒸发速度快，受热时间短；不受料液静压和过热影响，成分不易被破坏；可在常压或减压下连续操作；能将溶剂回收重复利用。 薄膜蒸发的进行方式有两种： 一是使液膜快速流过加热面进行蒸发。
另一是使药液剧烈地沸腾使产生大量泡沫，以泡沫的内外表面为蒸发面进行蒸发。 常见设备类型： 升膜式蒸发器、刮板式蒸发器、离心薄膜、降膜式蒸发器等。 反渗透法与超滤法是利用膜技术,在常温, 一定压力下,使小分子溶剂透过膜而除去达到浓缩的目的. 与蒸发浓缩比较: 1.蒸发须通过加热,适用于有效成分耐热性较强的提取液,工艺掌握不当对药 液颜色有影响; 2.膜技术则是在常温下进行,不破坏有效成分,溶液颜色不影响,但选择适宜 的膜是关键. 第二节干燥 1、含义： 利用热能使物料中的水分或其它溶剂气化除去，从而获得干燥物品的工艺操作。 2、目的： 提高稳定性，使成品具有一定规格，利于进一步处理。 3、影响干燥的因素(自学): 1).水分存在的方式 2)物料的性状 3)干燥介质的温度.湿度与流速 4)干燥速度与干燥方法 5)干燥压力 常用干燥方法及其适用性 常压干燥 减压干燥 喷雾干燥 沸腾干燥
第六章蒸馏、蒸发（浓缩）与干燥 习题 一、选择题 【A型题】 l．下列有关药液浓缩过程的叙述，正确的是 A．必须一次性向溶液供给热能 B．加热蒸汽温度越高越好 C．适当降低冷凝器中二次蒸汽压力，可降低溶液沸点 D．冷凝器中真空度越高越好 E．蒸发过程中，溶液的沸点随其浓度的增加而逐渐降低 2．以下关于减压浓缩的叙述，不正确的是 A．能防止或减少热敏性物质的分解 B．增大了传热温度差，蒸发效率高 C．不断排出溶剂蒸汽，有利于蒸发顺利进行 D．沸点降低，可利用低压蒸汽作加热源 E．不利于乙醇提取液的乙醇回收 3．以下不属于减压浓缩装置的是 A．三效浓缩器 B．夹层锅 C．管式蒸发器 D．减压蒸馏器E．真空浓缩罐 4．以下关于薄膜蒸发特点的叙述，不正确的是 A．浓缩速度快，受热时间短 B．不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏 C．能连续操作，可在常压或减压下进行 D．能将溶剂回收反复使用 E．能进行固液分离 5．干燥时，湿物料中不能除去的水分是 A．结合水 D．非结合水 C．平衡水分 D．自由水分 E．毛细管中水分 6．下列不适用于药剂工业生产干燥方法是
A．吸附干燥 B．减压干燥 C．流床干燥 D．喷雾干燥 E．冷冻干燥 7．下列有关减压干燥叙述，正确的是 A．干燥温度高 B．适用热敏性物料 C．干燥时应加强翻动D．干燥时间长 E．干燥产品较难粉碎 8．下列有关干燥介质对干燥影响的叙述，不正确的是 A．在适当的范围内提高干燥介质的温度，有利于干燥 B．应根据物料的性质选择适宜的干燥温度，以防止某些成分被破坏C．干燥介质的相对湿度越大，干燥效率越低 D．干燥介质的相对湿度越大，干燥效率越高 E．干燥介质流动速度快，干燥效率越高 9．下列不能提高干燥速率的方法是 A．减小湿度 B．加大热空气流动 C．增加物料堆积厚度 D．加大蒸发表面积 E．根据物料性质选择适宜的干燥速度 10．下列关于流化干燥的叙述，不正确的是 A．适用于湿颗粒性物料的干燥 B．热利用率高 C．节省劳力D．干燥速度快 E．热能消耗小 11．下列有关喷雾干燥的叙述，正确的是 A．干燥温度高，不适于热敏性药物 B．可获得硬颗粒状干燥制品 C．能保持中药的色香味 D．相对密度为1.00～1.35的中药料液均可进行喷雾干燥 E．须加入助溶剂以增加干燥制品的溶解度 12．湿颗粒不能采用的干燥方法是 A．烘干干燥 B．喷雾干燥 C．减压干燥 D．沸腾干燥 E．红外干燥
中药药剂的浓缩与干燥 第一节浓缩 一.浓缩的基本原理与影响因素 常考题型为A.C型题. ★(一)浓缩的基本原理 蒸发浓缩可在沸点或低于沸点时进行.又可在减压或常压下进行.为提高蒸发效率.生产上蒸发浓缩均采用沸腾蒸发. 沸腾蒸发浓空的效率常以蒸发器生产强度来衡量.蒸发器生产强度是指单位时间内.单位传热面积上所蒸发的溶剂量. ★(二)影响浓缩的因素 1．传热温度差(△t)的影响提高加热蒸汽的压力和降低冷凝器中二次蒸汽的压力.都有利于提高传热温度差. 2．总传热系数学(K)的影响一般地说.增大总传热系数是提高蒸发浓缩效率的主要途径. 由传热原理可知.增大K的主要途径是减少各部分的热阻.管内溶液侧的垢层热阻(RS)在许多情况下是影响K的重要因素.尤其是处理易结垢或结晶的物料时.往往很快就在传热面上形成垢层.致使传热速率降低.为了减少垢层热阻.除了要加强搅拌和定期除垢外.还可从设备结构上改进 二.浓缩的方法与设备 常考题型为B.C.X型题. (一)常压浓缩 被浓缩液体中的有效成分应是耐热的.该法耗时较长.易使成分水解破坏. ★★(二)减压浓缩 优点是:①压力降低.溶液的沸点降低.能防止或减少热敏性物质的分解,②增大了传热温度差.蒸发效率提高,③能不断地排除溶剂蒸汽.有利于蒸发顺利进行,④沸点降低.可利用低压蒸汽或废气作加热源,⑤密闭容器可回收乙醇等溶剂.但是.溶液沸点下降也使粘度增大.又使总传热系数下降. 1．减压蒸馏器在减压及较低温度下使药液得到浓缩.同时可将乙醇等溶剂回收. 2．真空浓缩罐用水流喷射泵抽气减压.适于水提液的浓缩. 3．管式蒸发器 ★★(三)薄膜浓缩 特点:①浸提液的浓缩速度快.受热时间短,②不受液体静压和过热影响.成分不易被破坏,③能连续操作.可在常压或减压下进行,④能将溶剂回收重复使用. 1．升膜式蒸发器适用于蒸发量较大.有热敏性.粘度适中和易产生泡沫的料液.不适用高粘度.有结晶析出或易结垢的粒液. 2．降膜式蒸发器适于蒸发浓度较高.粘度较大的药液.由于降膜式没有液体静压强作用.沸腾传热系数与温度差无关.即使在较低传热温度差下.传热系数也较大.对热敏性药液的浓缩更有益. 3．刮板式薄膜蒸发器适于高粘度.易结垢.热敏性药液的蒸发浓缩.但结构复杂.动力消耗大. 4．离心式薄膜蒸发器适于高热敏性物料蒸发浓缩. ★★(四)多效浓缩 可节省能源.提高蒸发效率. 按药液加入方式的不同把三效蒸发分为四种流程.①顺流加料法.②逆流加料法.③平流加料法.④错流加料法. 注意:①真空度过大或过小.均影响浓缩效率.②浓缩至一定程度时.料液极易产生泡沫.出现跑料.③一效加热器蒸汽压力应保持在设计范围内.若其压力明显升高.可能是收膏时膏料在管壁结垢而影响传热.应打开加热器清除垢层.
名称：《干燥设备设计选型与应用实用手册》作者：编委会 出版社：北方工业出版社2006年5月出版开本：16开精装 册数：全4册+1张CD 定价：998 元 优惠价：450 元 详细目录： 第一篇总论 第一章干燥技术概述 第二章干燥过程基础 第二篇厢式和带式干燥器设计
第一章水平气流式厢式干燥器设计 第二章穿流气流式厢式干燥器设计 第三章真空厢式干燥器设计 第四章洞道式干燥器设计 第五章水平气流带式干燥器设计 第六章穿流气流带式干燥器设计 第七章穿流气流干燥的计算 第三篇流化床干燥器设计 第一章概述 第二章流化床干燥器主要技术参数的确定第三章流化床干燥器的分类和型式 第四章流化床干燥器的设计计算 第五章流化床干燥器的使用实例 第四篇气流干燥器设计 第一章基本原理 第二章气流干燥器设计 第三章气流干燥装置的型式 第四章气流干燥器设计实例 第五篇喷雾干燥器设计 第一章概述 第二章喷雾干燥器的型式 第三章喷雾干燥器的设计原则
第四章雾化器 第五章喷雾干燥器的组成及设计 第六章喷雾冷却干燥器 第七章喷雾干燥器设计应用实例 第六篇其他干燥器设计 第一章滚筒干燥器设计 第二章回转圆筒干燥器设计 第三章红外线和远红外线干燥器设计 第四章高频和微波干燥器设计 第五章其他干燥器设计 第七篇组合干燥器和干燥器辅助设备设计第一章组合干燥器设计 第二章干燥器辅助设备设计 第八篇干燥设备选型 第一章干燥设备选型基础 第二章干燥设备选型 第三章干燥配套设备选型 第九篇干燥设备应用 第一章流化床干燥器应用 第二章喷雾干燥器应用 第三章气流及旋转闪蒸干燥器应用 第四章转筒及带式干燥器应用
浓缩与干燥的方法 中药药剂学考试辅导—浓缩与干燥（一） 第一节浓缩 一、浓缩的基本原理与影响因素 常考题型为A、C型题。 ★（一）浓缩的基本原理 蒸发浓缩可在沸点或低于沸点时进行，又可在减压或常压下进行。为提高蒸发效率，生产上蒸发浓缩均采用沸腾蒸发。 沸腾蒸发浓空的效率常以蒸发器生产强度来衡量。蒸发器生产强度是指单位时间内，单位传热面积上所蒸发的溶剂量。 ★（二）影响浓缩的因素 1.传热温度差（△t）的影响提高加热蒸汽的压力和降低冷凝器中二次蒸汽的压力，都有利于提高传热温度差。 2.总传热系数学（K）的影响一般地说，增大总传热系数是提高蒸发浓缩效率的主要途径。 由传热原理可知，增大K的主要途径是减少各部分的热阻。管内溶液侧的垢层热阻（RS）在许多情况下是影响K的重要因素，尤其是处理易结垢或结晶的物料时，往往很快就在传热面上形成垢层，致使传热速率降低。为了减少垢层热阻，除了要加强搅拌和定期除垢外，还可从设备结构上改进 二、浓缩的方法与设备 常考题型为B、C、X型题。 （一）常压浓缩 被浓缩液体中的有效成分应是耐热的，该法耗时较长，易使成分水解破坏。 ★★（二）减压浓缩 优点是：①压力降低，溶液的沸点降低，能防止或减少热敏性物质的分解；②增大了传热温
度差，蒸发效率提高；③能不断地排除溶剂蒸汽，有利于蒸发顺利进行；④沸点降低，可利用低压蒸汽或废气作加热源；⑤密闭容器可回收乙醇等溶剂。但是，溶液沸点下降也使粘度增大，又使总传热系数下降。 1.减压蒸馏器在减压及较低温度下使药液得到浓缩，同时可将乙醇等溶剂回收。 2.真空浓缩罐用水流喷射泵抽气减压，适于水提液的浓缩。 3.管式蒸发器 ★★（三）薄膜浓缩 特点：①浸提液的浓缩速度快，受热时间短；②不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏； ③能连续操作，可在常压或减压下进行；④能将溶剂回收重复使用。 1.升膜式蒸发器适用于蒸发量较大，有热敏性、粘度适中和易产生泡沫的料液。不适用高粘度、有结晶析出或易结垢的粒液。 2.降膜式蒸发器适于蒸发浓度较高、粘度较大的药液，由于降膜式没有液体静压强作用，沸腾传热系数与温度差无关，即使在较低传热温度差下，传热系数也较大，对热敏性药液的浓缩更有益。 3.刮板式薄膜蒸发器适于高粘度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩，但结构复杂，动力消耗大。 4.离心式薄膜蒸发器适于高热敏性物料蒸发浓缩。 ★★（四）多效浓缩 可节省能源，提高蒸发效率。 按药液加入方式的不同把三效蒸发分为四种流程。①顺流加料法。②逆流加料法。③平流加料法。④错流加料法。 注意：①真空度过大或过小，均影响浓缩效率。②浓缩至一定程度时，料液极易产生泡沫，出现跑料。③一效加热器蒸汽压力应保持在设计范围内，若其压力明显升高，可能是收膏时膏料在管壁结垢而影响传热，应打开加热器清除垢层
八干燥 干燥静力学 5.1 在总压为760mmHg的N2和C3H6O(丙酮)体系中。已知丙酮的露点为15℃，相对湿度为0.4，求出体系的温度为多少? 丙酮的阿妥因常数A=7.11212，B=1204.67，C=223.5， 阿妥因公式lgP D＝A-B/(t+C) P D----mmHg t----℃ 5.2 温度为20℃，总压为760[mmHg]的空气中，水汽分压为12.03[mmHg]，求其H、Hs及φ值。若温度保持不变，总压加倍和减半，求空气的相对湿度φ及饱和湿度Hs(即最大吸湿能力)有何变化？由此判断总压对干燥过程的影响。 5.3 在总压为760[mmHg]下，用N2气干燥含少量苯的物料以回收苯。干燥器入口氮气中苯的蒸汽分压为94.57[mmHg]，温度为74℃，干燥器出口气体中苯蒸汽分压为95.27[mmHg]，若每小时可干燥出4kg的苯，求每小时送入干燥器的气体为多少m3(以干燥器入口状态计)。 等焓干燥过程 5.4 空气的干球温度为20℃，湿球温度为16℃，此空气经予热器后，温度升高到50℃送入干燥器，离开干燥器时温度降至30℃，干燥器绝热操作(等焓)，试求: (1) 出口空气的湿含量、焓及相对湿度; (2) 100[m3]新鲜空气予热到50℃所需热量及通过干燥器所移走的水分？ 5.5 空气在常压、20℃、湿度为0.01[kg水/kg干空气]状态下予热到120℃后进入理想干燥器，废气出口湿度为0.03，物料温度为20℃，物料含水量由3.7%干燥至0.5%(均为湿基)，干空气量为8000kg/h,求: (1) 每小时加入干燥器的湿物料量; (2) 废气出口温度及干燥器的热效率。 5.6 如图所示，现有一常压(p=101.3kPa)操作干燥装置，假定干燥装置热损失可以不计，试求: (1) 抽风机的体积流量，m3/h (2) 预热器加入热量为多少kJ/h? (3) 干燥器中补充热量为多少kJ/h？(已知绝干物料比热为1.5kJ/kg·℃) (4) 在湿度图上表示出空气从预热器进口至干燥器出口状态变化过程( 用简图表示，可任选H-I图或t-H图作图)。 179
第四章浸提、分离、精制、浓缩与干燥 一、最佳选择题 1、以下关于喷雾干燥的叙述，错误的是 A.喷雾干燥产品为疏松粉末，溶化性较好 B.喷雾时进风温度较高，多数成分极易因受热而破坏 C.喷雾干燥是流化技术用于液态物料的一种干燥方法 D.进行喷雾干燥的药液，不宜太稠厚（相对密度～） E.喷雾时喷头将药液喷成雾状，液滴在热气流中被迅速干燥 2、颗粒剂湿颗粒的干燥最好采用 A.冷冻干燥 B.吸湿干燥 C.鼓式薄膜干燥 D.沸腾干燥 E.喷雾干燥 3、下列关于浓缩的叙述错误的是 A.减压浓缩增大了传热温度差，蒸发效率提高 B.生产上自然蒸发浓缩最为常用 C.蒸发效率与传热温度差及传热系数成正比 D.提高加热蒸汽压力，有利于提高传热温度差 E.薄膜蒸发因能增加药液的汽化表面，故有利于提高蒸发效率 4、血浆、血清等生物制品适宜用的干燥方法是 A.微波干燥 B.沸腾干燥 C.喷雾干燥 D.冷冻干燥 E.鼓式干燥 5、能用于分子分离的滤过方法是 A.微孔滤膜滤过 B.薄膜滤过 C.板框压滤法 D.垂熔滤器滤过 E.超滤法 6、盐析法主要适用于药物的有效成分是 A.黏液质 B.鞣质 C.蛋白质 D.淀粉 E.多糖 7、下列有关浸出方法的叙述，错误的是 A.渗漉法适用于有效成分含量低的药材浸出 B.渗漉速度是影响制剂浓度高低的因素之一 C.渗漉法适用于新鲜及无组织性药材的浸出 D.浸渍法适用于黏性及易于膨胀的药材的浸出 E.渗漉法适于需制成较高浓度制剂的药材浸出 8、渗透或扩散的推动力是 A.扩散面积 B.扩散时间 C.浓度差 D.温度 E.药材粒度 9、下列哪一项措施不利于提高浸出效率 A.恰当地升高温度 B.加大浓度差 C.选择适宜的溶剂 D.浸出一定的时间 E.一般将药材粉碎成极细粉
第八章干刻工艺 8.1 Dry Etch工序的目的 广义而言，所谓的刻蚀技术，是将显影后所产生的光阻图案忠实地转印到光阻下的材质上，形成由光刻技术定义的图形。它包含了将材质整面均匀移除及图案选择性部分去除，可分为湿式刻蚀(wet etching)和干式刻蚀(dry etching)两种技术。第五章中已经对湿式刻蚀进行了较详细的介绍。湿式刻蚀具有待刻蚀材料与光阻及下层材质良好的刻蚀选择比（selectivity）。然而，由于化学反应没有方向性，因而湿式刻蚀是各向同性刻蚀。当刻蚀溶液做纵向刻蚀时，侧向的刻蚀将同时发生，进而造成底切（Undercut）现象，导致图案线宽失真，如下图所示。 图8.1 底切现象 自1970年以来，元件制造首先开始采用电浆刻蚀技术（也叫等离子体刻蚀技术），人们对于电浆化学性的了解与认识也就越来越深。在现今的半导体集成电路或LCD制造过程中，要求精确地控制各种材料尺寸至次微米大小，而且还必须具有极高的再现性，电浆刻蚀是现今技术中唯一能极有效率地将此工作在高良率下完成的技术，因此电浆刻蚀便成为半导体制造以及TFT LCD Array制造中的主要技术之一。 干式刻蚀通常指利用辉光放电（glow discharge）方式，产生包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基的电浆，来进行图案转印（pattern transfer）的刻蚀技术。干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的最主要方法，广泛应用于半导体或LCD 前段制程。在本章节中，将针对干刻蚀技术加以说明。 8.2 Dry Etch 的分类及工艺的基本原理 8.2.1蚀刻技术中的术语 1.各向同性与各向异性蚀刻( Isotropic and Anisotropic Etching) 不同的蚀刻机制将对蚀刻后的轮廓(Profile)产生直接的影响。如图8.2所示，纯粹的化