近年來,微波技術(shù)正越來越廣泛地被運(yùn)用于醫(yī)藥工業(yè)的干燥工藝中。其可使物料較傳統(tǒng)加工方法取得更好的干燥效果。國外發(fā)達(dá)國家微波技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用已有20年的時間,但我國在這方面還處于起步階段。為了促進(jìn)國內(nèi)制藥行業(yè)微波設(shè)備的研制、使用和推廣,華圓制藥設(shè)備科技有限責(zé)任公司前不久在甘肅天水舉辦了“微波工藝技術(shù)研討會”,并進(jìn)行了部分物料微波干燥滅菌的現(xiàn)場演示。記者在這次研討會上就“微波干燥技術(shù)”的相關(guān)問題專程采訪了華圓公司的總工程師李晟。
▲技術(shù)特點(diǎn):由內(nèi)而外使物料干燥
據(jù)了解,微波是一種高頻電磁波,頻率為300兆赫~30萬兆赫,其波長為1毫米~1米。李晟向記者介紹說,微波具備電場所*的振蕩周期短、穿透能力強(qiáng)、與物質(zhì)相互作用可產(chǎn)生特定效應(yīng)等特點(diǎn)。
傳統(tǒng)干燥方法,如火焰、熱風(fēng)、蒸氣、電加熱等,均為外部加熱干燥,物料表面吸收熱量后,經(jīng)熱傳導(dǎo),熱量滲透至物料內(nèi)部,隨即升溫干燥。而微波干燥則*不同,它是一種內(nèi)部加熱的方法。濕物料處于振蕩周期極短的微波高頻電場內(nèi),其內(nèi)部的水分子會發(fā)生極化并沿著微波電場的方向整齊排列,而后迅速隨高頻交變電場方向的交互變化而轉(zhuǎn)動,并產(chǎn)生劇烈的碰撞和摩擦(每秒鐘可達(dá)上億次),結(jié)果一部分微波能轉(zhuǎn)化為分子運(yùn)動能,并以熱量的形式表現(xiàn)出來,使水的溫度升高而離開物料,從而使物料干燥。也就是說,微波進(jìn)入物料并被吸收后,其能量在物料電介質(zhì)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成熱能。因此,微波干燥是利用電磁波作為加熱源、被干燥物料本身為發(fā)熱體的一種干燥方式。
李晟告訴記者,微波干燥設(shè)備的核心是微波加熱器,目前微波干燥的頻率為915兆赫和2450兆赫兩種,多用于片劑、膠囊劑、顆粒劑等制備工藝中濕顆粒的干燥,也可用于藥材粉末、中藥飲片、丸劑的干燥。除了用于連續(xù)化生產(chǎn)的微波干燥設(shè)備以外,還有間歇式箱式干燥設(shè)備,其主要用于原料藥的干燥,對于糊狀、黏度較大的中藥浸膏的干燥也很適宜。
▲技術(shù)優(yōu)勢:干燥均勻、環(huán)保、節(jié)能
在傳統(tǒng)的干燥工藝中,為提高干燥速度,需升高外部溫度,加大溫差梯度,然而隨之容易產(chǎn)生物料外焦內(nèi)生的現(xiàn)象。但采用微波加熱時,不論物料形狀如何,熱量都能均勻滲透,并可產(chǎn)生膨化效果,利于粉碎。
不同性質(zhì)的物料對微波的吸收不同,水分子對微波的吸收zui大,因此物料內(nèi)含水量較高的部位吸收微波多于含水量較低的部位。所以,在微波作用下,物料的干燥速率趨于一致,加熱均勻。并且,微波干燥技術(shù)不影響被干燥物料的色、香、味及組織結(jié)構(gòu),有效成分也不易被分解、破壞。據(jù)了解,四川有關(guān)研究機(jī)構(gòu)正在著手采用微波干燥替代傳統(tǒng)的烘房干燥,以解決采用傳統(tǒng)干燥方法干燥川芎等中藥材時易產(chǎn)生干燥不均勻、不*的問題。
另外,微波是電能轉(zhuǎn)換而來,開通電源即開始工作,不需要預(yù)熱,無余熱產(chǎn)生,而且微波設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,配套設(shè)施少、占地少(僅為傳統(tǒng)干燥設(shè)備占地面積的20%~30%),操作方便,可連續(xù)作業(yè),便于自動化生產(chǎn)和企業(yè)管理(可通過plc編程控制及通過監(jiān)視器觀察干燥的全過程,在40℃~100℃之間任意調(diào)節(jié)溫度)。據(jù)文獻(xiàn)報道,微波干燥比烘箱干燥速度快10~20倍。
李晟特別強(qiáng)調(diào),微波干燥工藝的能源利用率較高,這是因為微波的熱量直接產(chǎn)生于濕物料內(nèi)部,熱損失少,熱效率高(可達(dá)80%左右)。通常用微波干燥250~300千克的丸藥,耗電僅83千瓦,能源利用率達(dá)70%。比較研究顯示,用電熱干燥某物料耗電為100千瓦,而用微波干燥同種等量的濕物料耗電僅為20千瓦。而且,微波設(shè)備幾乎無環(huán)境和噪音污染,加工車間內(nèi)無悶熱感和蒸氣彌漫,可大大改善工作環(huán)境。
摘自《中國醫(yī)藥報》2005.8.4