第五节液体的浓缩与干燥技术 (2)
降膜式产生膜状流动的原因与升膜式不同。前者由于重力作用及液体对管壁的附着力，而使液体成膜状沿管壁下流，即不像升膜式取决于管内二次蒸气的速度。因此，降膜式适用于蒸发量较小的场合，例如某些二效蒸发设备，第一次采用升膜式，第二次采用降膜式。
3刮板式薄膜蒸发器是一种利用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。其在真空条件下操作（真空度约009MPa），并且料液在加热区停留时间短，故适用于高黏度的热敏性物料蒸发浓缩。有的采用了离心式滑动沟槽转子，除了可强化传热外，操作过程不易起泡和结垢，故适用于易起泡沫、易结垢的流体的浓缩。它的浓缩比较大，一般为6∶1至10∶1，最大可达到51∶1。可将其串联在升膜式或降膜式蒸发器后，使较稀的中药提取液浓缩至100 000厘泊以上。其缺点是结构复杂、动力消耗较大、单位体积的传热面小。
4离心式薄膜蒸发器是一种综合了离心分离和薄膜蒸发二种原理的新型高效蒸发设备。将料液加到锥形盘的传热面中央，借高速旋转的离心力，使料液分散成厚度为005～1mm的薄膜而进行蒸发。其特点是传热系数高，设备体积小，蒸发强度大，浓缩比高，物料受热时间短（约1s内），浓缩时不易起泡和结垢，蒸发室便于拆洗，适用于高热敏性物料的蒸发浓缩。其缺点是结构复杂，价格较高。
（五）多效浓缩
是根据能量守恒定律确认的低温低压（真空）蒸气含有的热能与高温高压含有的热能相差很小，而汽化热反而高的原理设计的。前效所产生的二次蒸发引入后一效作为加热蒸气，组成双效蒸发器，将二效的二次蒸气引入三效供加热用，组成三效蒸发器，同理，组成多效蒸发器。最后一效引出的二次蒸气入冷凝器。为了维持一定的温度差，多效蒸发一般在真空下操作。由于二次蒸气的反复利用，多效蒸发器是节能型蒸发器，目前常用三效蒸发器。
二、干 燥 技 术
（一）常压干燥
常压干燥系指在常压下，利用干热空气进行干燥的方法。此法适用于对热稳定的物料。简单易行。但干燥时间长，易因过热引起成分的破坏，干燥品较难粉碎。常用的设备有烘房和烘箱等。
鼓式干燥，又称滚筒式干燥，是将湿物料蘸附在金属转鼓上，利用传导方法提供气化所需热量，使物料得到干燥。此法蒸发面及受热面均显著增大，可显著地缩短干燥时间，减少成分因受热损失。干燥品呈薄片状，易于粉碎，适用于中药浸膏的干燥和膜剂的制备。鼓式干燥设备可分单鼓式和双鼓式两种。
（二）减压干燥
减压干燥又称真空干燥。它系在密闭的容器中抽去空气后进行干燥的一种方法。其特点是干燥的温度低，干燥速度快；减少了物料与空气的接触机会，避免污染或氧化变质；产品呈松脆的海绵状、易于粉碎；适用于热敏性物料，或高温下易氧化、排出的气体有价值、有毒害、有燃烧性等物料，可将这些气体回收，但生产能力小，间歇操作，劳动强度大。
（三）沸腾干燥
沸腾干燥又称流化床干燥。它是利用热空气流使湿颗粒悬浮，呈流态化，似“沸腾状”，热空气在湿颗粒间通过，在动态下进行热交换，带走水气而达到干燥的目的。其特点是适于湿粒性物料的干燥，如片剂、颗粒剂制备过程中湿颗粒的干燥和水丸的干燥；气流阻力较小，物料磨损较轻，热利用率较高；干燥速度快，产品质量好，一般湿颗粒流化干燥时间约为20min，制品干湿度均匀，没有杂质带入；干燥时不需翻料，且能自动出料，节省劳动力；适于大规模生产，组织片剂生产的流水线作业，但热能消耗大，清扫设备较麻烦，尤其是有色颗粒干燥时给清洗工作带来困难。
沸腾干燥设备有多种形式：①单层圆筒沸腾干燥床；②多层圆筒沸腾干燥床；③卧式多室沸腾干燥床。目前使用较广的是负压卧式沸腾干燥床，其主要结构由空气预热器、沸腾干燥室、旋风分离器、细粉捕集室和排风机等组成。该设备与多层圆筒沸腾干燥床相比，流体阻力较低，操作稳定可靠，产品干燥程度均匀，且物料的破碎率低。
（四）喷雾干燥
喷雾干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种较好方法。其特点是利用雾化器将一定浓度的液态物料喷射成雾状液滴，落于一定流速的热气流中进行热交换，在数秒钟内完成水分的蒸发，获得粉状或颗粒状干燥制品。因是瞬间干燥，特别适用于热敏性物料。产品质量好，多为松脆的颗粒或粉粒，溶解性能好，且保持原来的色香味，可根据需要控制和调节产品的粗细度和含水量等质量指标。喷雾干燥不足之处是进风温度较低时，热效率只有30%～40%，设备的清洗较麻烦。有人用蒸气熏洗法，收到较好的效果。
喷雾器是喷雾干燥器的关键组成部分，它影响到产品的质量和能量消耗。常用喷雾器有三种类型：①压力式喷雾器；②气流式喷雾器；③离心式喷雾器。目前我国较普遍采用的是压力式喷雾器，它适用于黏性料液，动力消耗最小，但需附有高压液泵将料液压至20～200atm后通入喷嘴，喷嘴内有螺旋室，料液在其中高速旋转，然后从出口的小孔处呈雾状喷出。气流式喷雾器结构简单，适用于任何黏度或稍带固体的料液，但需在（015～061MPa）压缩空气流的推动下，使料液随气流通过喷嘴（三个同心套管组成）时呈雾状喷出。离心式喷雾器适用于高黏度或带固体颗粒料液的干燥。它是利用高速旋转的离心盘（每分钟4 000～20 000转）将注于其上的料液从盘边缘甩出而成雾状。其动力消耗介于压力式喷雾器和气流式喷雾器之间，但造价较高。
热空气与料液在干燥室内流向可分为三种类型：①并流型。气液两相同方向流动，有的向下并流，有的向上并流，前者应用较多。可采用温度较高的热风，适用于热敏性物料的干燥。②逆流型。气液两相做方向相反的流动，雾滴悬浮时间长，成品水分较低，适用于水分大的料液。③混流型。气液两相先逆流，后并流混合交错流动，液滴运动轨迹较长，具有并流和逆流型干燥的特性，适于不易干燥的料液。
喷雾干燥法在中成药生产中已逐步采用。关键在于调节提取液的密度、雾滴大小、进风温度和出风温度。含挥发性成分的物料，应先提取挥发性成分后，再制备提取液进行喷雾干燥。含糖类和胶质成分较多的提取液，喷雾干燥的工艺参数更难掌握。
（五）冷冻干燥
它是将被干燥液体物料冷冻成固体，在低温减压条件下，利用冰的升华性能，使物料低温脱水而达到干燥目的，故又称升华干燥。其特点是物料在高度真空及低温条件下干燥，故对某些极不耐热物品的干燥很适合，能避免因高温分解变质；干燥制品多孔疏松，易于溶解；含水量低，一般为1%～3%，有利于长期储存。冷冻干燥需要高度真空及低温，设备特殊，成本较高，故目前食品生产中尚不能普遍采用。