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2013年执业药师西药师药物化学考点——湿颗粒的干燥(2)

2013-03-21 
湿颗粒的干燥

  (2)物料中水分的性质:研究物料中水分的性质对提高干燥速率很有帮助。

  ①平衡水与自由水根据物料中所含水分能否被干燥除去,可划分平衡水和自由水,平衡水(e-quilibrium water)系指在一定空气状态下,物料表面产生的水蒸气压与空气中水蒸气分压相等时,物料 中所含的水分叫平衡水,是干燥除不去的水分;自由水(free water)系指物料中所含大于平衡水分的那一部分水称为自由水分,也称为游离水,是在干燥过程中能除去的水分。各种物料的平衡水量随空气中相对湿度(RH)的增加而增大(见图3-2)。 ②结合水分与非结合水分结合水分(bound water)系指主要以物理化学方式与物料结合的水分,它与物料的结合力较强,干燥速度缓慢。结合水分包括动植物物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中水分、可溶性固体溶液中的水分等。非结合水分(nonbound water)系指主要以机械方式结合的水分,与物料的结合力很弱,干燥速度较快。

  (3)干燥速率及其影响因素:干燥速率是在单位时间内、单位干燥面积上被干物料所能气化的水分量。即水分量的减少值,其单位为kg/(m2·s)。

  从物料含水量随时间变化的干燥速率曲线图(图3—3)可知:从A到B为物料短时间的预热段:在含水量从X’减少到X0的范围内,物料的干燥速率不随含水量的变化而变化,保持恒定(BC段),称为恒速干燥阶段。

  在含水量低于X0直到平衡水分X*为止,干燥速率随含水量的减少而降低,称为降速干燥阶段。恒速干燥阶段与降速干燥阶段的分界点称为临界点(c点),该点所对应的含水量X0为临界含水量。

  因为上述不同干燥阶段的干燥机理不同,所以干燥速率的影响因素也不相同。

  在恒速干燥阶段,物料中水分含量较多,物料表面的水分气化并扩散到空气中时,物料内部的水分及时补充到表面,保持充分润湿的表面状态,因此物料表面的水分气化过程完全与纯水的气化情况相同,此时的干燥速率主要受物料外部条件的影响,取决于水分在物料表面的气化速率,其强化途径有①提高空气温度或降低空气中湿度(或水蒸气分压P),以提高传热和传质的推动力;②改善物料与空气的接触情况,提高空气的流速使物料表面气膜变薄,减少传热和传质的阻力。

  在降速干燥阶段,当水分含量低于X0之后,物料内部水分向表面的移动已不能及时补充表面水分的气化,因此随着干燥过程的进行,物料表面逐渐变干,温度上升,物料表面的水蒸气压低于恒速段 时的水蒸气压,因而传质推动力(pw一p)下降,干燥速率也降低,其速率主要由物料内部水分向表面 的扩散速率所决定,内部水分的扩散速率主要取决于物料本身的结构、形状、大小等。其强化途径有 ①提高物料的温度;②改善物料的分散程度,以促进内部水分向表面扩散。而改变空气的状态及流速 对干燥的影响不大。


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