改进红参低温论文[1]

改进红参低温真空干燥条件
提高效率
正大青春宝药业有限公司杨思沅
[摘要]红参粉碎时对干燥度和脆碎度要求较高，干燥温度不宜太高（中药材干燥一般要求物料温度在80度以下），干燥过程比较长控且难控制，因此，用于粉碎的红参，对干燥过程的控制是难点，也是重点，将直接影响粉子色泽，均匀性。

传统的循环烘箱耗时长、温度偏高，难控制等缺点，现在市场上真空干燥设备，有立体加热，有脉动吹热风等手段，能降低能耗，提高干燥效率，但原厂设计的干燥程序程序在实际使用时，一般不是最佳的程序，我们根据多次生产性试验，通过正交分析（三因素为：预热时间，灭菌结束后脉动除湿次数，真空干燥时脉动时间间隔），找出最佳的的条件，结合对设备硬件条件的改进，达到最佳灭菌干燥效果。

[关键词]低温真空，干燥程序，红参
［正文］
用于粉碎的红参,要先进行灭菌干燥，粉碎时对干燥度、脆碎度非常敏感，红参含有大量糖份，干燥时糖份的存在阻碍水分从深层向外扩散，干燥度不够时会影响粉碎效果,干燥温度又不宜太高,否则挥发性成分损失,直接影响最终粉子色泽，均匀性和水分。

因此红参烘干是粉碎工序是的关健点。

传统循环烘箱温度高、难控制、耗时长。

现在新型的中药材真空干燥灭菌设备，能使灭菌干燥在同一箱体里一个程序下完成，与循环鼓风烘箱相比在下面几方面的优点：
1.真空干燥温度低,对品质破坏少，不会产生焦红参,色泽好。

2.真空干燥能耗小，具有节能效率
3.真空干燥箱程序控制，易控，红参干燥度均匀，传统循环热风干燥过程难控制。

但是，真空干燥箱内物料堆放不能太厚，实际干燥时间并不比常温鼓风干燥少，工作效率提高不多，我们分析：真空干燥时，物料持续低温真空状态下,室内空气流动小，热传导差，红参表面水分的挥发效果有可能不如鼓风状态下的挥发效果。

因此，我们认为：要全面
提高干燥效率，最理想的是结合真空干燥优点（真空状态下，有得于水分地较低温度下汽化）和鼓风干燥的优点（热传导好，物料表面气流大，有利挥发）。

目前在市场上真空干燥设备已有脉动真空程序，和立体加热等特点，效率提高了很多。

但该真空干燥设备实际使用时，有很多地方值得改进。

我们针对红参干燥要求特别苛刻的特点，对
实际使用的真空干燥设备进行了大量生产性试验，并对设备的结构和程序进行
分析和讨论，在试验中做了多项改进。

缩短干燥时间，提高干燥效率，稳定干
燥品质。

现在我们总结改进的过程，旨在完善该类设备运行条件，为研究开发
高效的干燥设备，并推广至大生产提供实用参考数据。

1．真空干燥原理，生产性试验目的、内容
设备厂家：新华医疗
1．1真空干燥原理（另附）：
克拉珀龙-克劳修斯真空干燥理论公式：
Ps=4.1868LlnT/(V气-V液)+C
式中：V气V液——分别为气体和液体水的比容m3/kg
L——汽化潜热,kJ/kg;
Ps——温度T时的饱和蒸气压,Mpa
T——绝对温度,K
C——常数
由该式可知,水的汽化温度随压力一降而降低,在真空条件下实现低温汽化;在压力Ps不变的情况下,对系统加热,为保持公式平衡,必须有更多的液体汽化,使干燥速度加快;如果维
持T不变,降低Ps,同样会有更多的液体转化为蒸汽,这也是加快真空干燥速度的方法之一. 1．2试验目的：试验并改进真空干燥设备大生产适用性、稳定性、可靠性，在
产品能符合干燥要求的条件下，改进设备现有条件，优化参数的设置，使该类
设备对红参的干燥达到最佳效果。

为改进高效干燥设备的改进提供实用参考依据，使该类设备能适应大生产要求。

1．3测定内容：
真空干燥室内的动态压力，内室温度，物料干燥前水分，干燥后水分，物料出入干燥箱的温度。

干燥终点的判定：终点水分测定，外观的鉴别（经验判别），上粉碎机时粉碎阻力（工作压力表
2.现有设备运行状况,效果分析，拟改进措施：
图：压力，温度曲线
现有程序：预热进热空气--脉动进蒸汽--灭菌--排汽--真空干燥
描述：预热进热空气可以设置数次，每次先抽真空至内室压力-60kPa,后进热风，至内室压力80kPa时结束，完成一次。

脉动进蒸汽可以设置数次，每次先抽真空至内室压力-60kPa,后进蒸汽，至内室压力
80kPa时结束，完成一次。

灭菌：内室温度至设定灭菌温度时，记时开始，至设定时间结束
真空除湿：每三分钟抽真空一次，回补热空气，完成一次
真空干燥阶段：内室抽真空，立体加热干燥。

干燥效果：现有的程序条件下，干燥时3.5小时，红参水分6.5％，上机粉碎有一定的难度。

分析及改进：
（一）设备硬件上：
增加热量的供给，尽量使热量均匀分布。

改进因素条件有：
（1）增加车架供热隔档，增加导热面积（2）对物料烘盘增加细孔数量，有利导热均匀性。

（3）增加热交换的面积，提高热风的温度（4）增加汽源压力
显而易见，上述硬件上的改进与干燥的效率成正相关，因此我们就对上述（1），（2）进行改进，（3），（4）暂不改进。

（二）设备程序上：
（1）原程序预热方式是用真空抽,进热空气，保压,再用真空抽,再进热空气,如此脉动的做法,比较耗时，不节能.而且保压后用真空抽,传热效果差,可改为热空气进内室，通F10间
歇性靠压力自然排出，可使物料温上升快！
（2）延长预热时间，提高灭菌前物料温度，使蒸汽接触红参时不结露或少结露,必然有利于干燥,但整个干燥的时间也加长。

（3）除湿时,利用脉动抽真空后,补热风,再抽真空,有利潮汽排出,一次脉动周期约4分钟, 多经几次脉动除湿, 有利于干燥,但整个干燥的时间也加长。

（4）真空干燥时,内室真空度持续下降,真空高,有利于水分在较低温度下汽化,但真空度
过高却不利于热传导,影响对物料的加热效果,物料在逐渐干燥过程中,深层的水分向外飘
移变得难起来.如采用脉动的真空度,一定时放入热空气,使室内空气增多,提高了对流效果,使物料本身升温速度加快,所以采用脉动的真空度,合理地兼顾了快速提高温度和降低压力
这二个有于干燥的条件.每隔多少分钟脉动一次,调配真空度和对流传热的最佳结合点, 3．生产性试验
鉴于以上分析，针对2.3.4,我们选定：预热时间，除湿脉动次数，真空干燥时脉动时
间间隔，等三个因素为影响干燥的程序参数，以下面三个水平，各选一个参数为一组，进行
生产性试验，干燥效果最佳的一组为优化的程序参数，可做为固定的程序参数，进行大生产。

干燥结果评判方法：（1）终点水分的测定（2）外观的鉴别（3）上机时试验。

（4）同样的干燥效果，以干燥时间最短最佳，即记录总的干燥时间。

不同程序参数正交试验结果及直观分析:
实验数据直观分析:
三种因素都有显著性差异，因素1即预热时间行10分钟不行，选水平1则比水平2分钟多消耗20钟，因素2即除湿次数选水平3效果显著，因素3即脉动次数水平2，水平3效果都行，从上表看出，因此A2B2C3，也可以选择A2B2C2，因此我们选择预热30分钟，灭菌后除湿7次，真空干燥时每15分钟脉动1次，作为优化后的程序。

重复试验，根据干燥效果再调整干燥时间，将干燥时间缩短至80分钟，干燥效果良好，再缩减时间则影响干燥效果。

如下表：
4．结论：
根据生产性试验确定预热时间30分钟，真空干燥时的脉动除湿次数7次，真空干燥时间时脉时间间隔为每15分钟一次，为最佳程序条件，结合对设备硬件条件的改进，该真空干燥设备干燥效率将大提高，其节能，降耗，保品质的优点能推广至大生产中去。