1、蒸發：蒸發：使含有不揮發溶質的溶液沸騰汽化并使含有不揮發溶質的溶液沸騰汽化并 移出蒸汽從而使溶液中溶質濃度提高的過程。移出蒸汽從而使溶液中溶質濃度提高的過程。增加溶質濃度，減少溶液體積，以便進一增加溶質濃度，減少溶液體積，以便進一步分離提純；步分離提純；蒸發得到的溶劑較為純凈，可以再利用或蒸發得到的溶劑較為純凈，可以再利用或無污染排放。無污染排放。 蒸發過程：蒸發過程： 加熱使溶液沸騰汽化加熱使溶液沸騰汽化 不斷排除水蒸氣不斷排除水蒸氣 蒸發系統：蒸發系統： 蒸發器和冷凝器蒸發器和冷凝器 蒸發器蒸發器： 加熱室加熱室 氣液分離器氣液分離器 冷凝器冷凝器： 換熱器換熱器 1.常壓蒸發和減壓蒸發常

2、壓蒸發和減壓蒸發常壓蒸發：常壓蒸發：冷凝器和蒸發器溶液側的操作壓冷凝器和蒸發器溶液側的操作壓力為大氣壓或略高于大氣壓，系統中不凝性力為大氣壓或略高于大氣壓，系統中不凝性氣體依靠本身的壓力從冷凝器中排出。氣體依靠本身的壓力從冷凝器中排出。真空蒸發：真空蒸發：冷凝器和蒸發器溶液側的操作壓冷凝器和蒸發器溶液側的操作壓力低于大氣壓，系統中不凝性氣體必須依靠力低于大氣壓，系統中不凝性氣體必須依靠用真空泵抽出。（用真空泵抽出。（降低溶液沸點降低溶液沸點） 溶液沸點低，可以用溫度較低的溶液沸點低，可以用溫度較低的 低壓蒸氣或廢蒸氣作加熱蒸氣；低壓蒸氣或廢蒸氣作加熱蒸氣； 溶液沸點低，采用同樣的加熱蒸氣，蒸發

3、溶液沸點低，采用同樣的加熱蒸氣，蒸發器傳熱的平均溫度差大，所需的傳熱面小；器傳熱的平均溫度差大，所需的傳熱面小； 沸點低，有利于處理熱敏性物料，即高溫沸點低，有利于處理熱敏性物料，即高溫下易分解和變質的物料；下易分解和變質的物料； 蒸發器的操作溫度低，系統的熱損失小。蒸發器的操作溫度低，系統的熱損失小。 溶液溫度低，黏度大，沸騰的溶液溫度低，黏度大，沸騰的 傳熱系數小，蒸發器的傳熱系數小；傳熱系數小，蒸發器的傳熱系數小； 蒸發器和冷凝器的內壓力低于大氣壓，完蒸發器和冷凝器的內壓力低于大氣壓，完成液和冷凝水需用泵排出；成液和冷凝水需用泵排出； 需用真空泵抽出不凝性氣體，以保持一定需用真空泵抽出不

4、凝性氣體，以保持一定的真空度，因而需多耗能量。的真空度，因而需多耗能量。2.單效蒸發和多效蒸發單效蒸發和多效蒸發單效蒸發：單效蒸發：二級蒸汽在冷凝器中用水冷卻，二級蒸汽在冷凝器中用水冷卻，冷凝成水而排出，二次蒸氣所含的熱能未冷凝成水而排出，二次蒸氣所含的熱能未能利用。能利用。多效蒸發：多效蒸發：第一蒸發器中蒸出的二次蒸汽用第一蒸發器中蒸出的二次蒸汽用作第二個蒸發器的加熱蒸氣，第二個蒸發器作第二個蒸發器的加熱蒸氣，第二個蒸發器蒸出的二次蒸汽用作第三個蒸發器的加熱蒸蒸出的二次蒸汽用作第三個蒸發器的加熱蒸氣氣 ，依此類推。，依此類推。 1.蒸發器的分類蒸發器的分類 膜式膜式和和非膜式蒸發器非膜式蒸發

5、器 膜式蒸發器膜式蒸發器：傳熱效果好、蒸發速度快、：傳熱效果好、蒸發速度快、物料中熱敏性成分不易破壞等特點。物料中熱敏性成分不易破壞等特點。 2.膜式蒸發器的結構與特征膜式蒸發器的結構與特征加熱室由垂直的加熱室由垂直的長管組成，管長長管組成，管長315m，直徑，直徑2.5 5cm。適用于相對蒸發量較大、熱敏性及易生泡適用于相對蒸發量較大、熱敏性及易生泡沫的溶液；沫的溶液；不適用于高黏度、有結晶析出或易結垢的不適用于高黏度、有結晶析出或易結垢的溶液和濃溶液。溶液和濃溶液。適用于蒸發量較大濃度、黏度較大的溶液；適用于蒸發量較大濃度、黏度較大的溶液；不適用于有結晶析出或易結垢的溶液。不適用于有結晶析

6、出或易結垢的溶液。適用于處理有結晶析出、易結垢、高黏度適用于處理有結晶析出、易結垢、高黏度的溶液；的溶液；結構復雜、動力消耗大。結構復雜、動力消耗大。 物料的性質物料的性質包括成分組成、黏度變化范圍、包括成分組成、黏度變化范圍、熱穩定性、發泡性、腐蝕性、是否易結晶、熱穩定性、發泡性、腐蝕性、是否易結晶、結垢、是否含有固體懸浮物等；結垢、是否含有固體懸浮物等； 工藝技術要求工藝技術要求包括處理量、蒸發量、料液包括處理量、蒸發量、料液進出口的濃度與溫度、安裝現場的面積和高進出口的濃度與溫度、安裝現場的面積和高度、設備投資限額、要求連續或間歇生產等；度、設備投資限額、要求連續或間歇生產等； 取決于物

7、料主成分的損失和蒸發的能耗取決于物料主成分的損失和蒸發的能耗 公用系統的情況公用系統的情況包括可以利用的熱源、蒸包括可以利用的熱源、蒸汽供應量及壓力、能利用的冷卻水水量、水汽供應量及壓力、能利用的冷卻水水量、水質和溫度等。質和溫度等。 利用熱能使濕物料中濕分汽化并排除利用熱能使濕物料中濕分汽化并排除蒸汽，從而得到較干物料的過程。蒸汽，從而得到較干物料的過程。 產品便于包裝貯存運輸；產品便于包裝貯存運輸； 許多生物制品在濕分含量較低的狀態許多生物制品在濕分含量較低的狀態下較為穩定，從而使生物制品有較長下較為穩定，從而使生物制品有較長的保質期。的保質期。 導熱干燥導熱干燥 熱能通過傳熱壁面以傳導的

8、方式傳給濕物熱能通過傳熱壁面以傳導的方式傳給濕物料，使其中的水分汽化，所產生的蒸汽被料，使其中的水分汽化，所產生的蒸汽被干燥的介質帶走或用真空泵抽走的干燥操干燥的介質帶走或用真空泵抽走的干燥操作過程。作過程。 該法熱能利用較高，但與傳熱壁接觸的物該法熱能利用較高，但與傳熱壁接觸的物料在干燥時易局部過熱而變質。料在干燥時易局部過熱而變質。 熱能以電磁波的形式由輻射器發射至濕物熱能以電磁波的形式由輻射器發射至濕物料表面后，被物料所吸收轉化為熱能，而料表面后，被物料所吸收轉化為熱能，而將水分加熱汽化，達到干燥的目的。將水分加熱汽化，達到干燥的目的。 紅外輻射干燥比熱傳導干燥生產強度大，紅外輻射干燥比

9、熱傳導干燥生產強度大，設備緊湊，干燥時間短，產品干燥均勻且設備緊湊，干燥時間短，產品干燥均勻且潔凈。潔凈。 能耗大，適用于干燥表面積大而薄的物料。能耗大，適用于干燥表面積大而薄的物料。 是將需要干燥的物料放在高頻電場中，利是將需要干燥的物料放在高頻電場中，利用電場的交互作用將濕物料加熱，水分汽用電場的交互作用將濕物料加熱，水分汽化，物料被干燥。化，物料被干燥。 傳熱過程將促進物料內部水分的擴散，干傳熱過程將促進物料內部水分的擴散，干燥時間短，干燥產品均勻而潔凈。燥時間短，干燥產品均勻而潔凈。 由于干燥時物料內部溫度高，不適用于熱由于干燥時物料內部溫度高，不適用于熱敏性物料的干燥。敏性物料的干燥

10、。 熱能以對流的方式由熱干燥介質傳給濕物熱能以對流的方式由熱干燥介質傳給濕物料，使物料中的水分汽化，物料中的水分料，使物料中的水分汽化，物料中的水分以氣態或液態形式擴散到物料表面，然后以氣態或液態形式擴散到物料表面，然后汽化的蒸汽從表面擴散到干燥介質主體，汽化的蒸汽從表面擴散到干燥介質主體，再由介質帶走的干燥過程。再由介質帶走的干燥過程。1 1、干燥原理、干燥原理 pwp，進行干燥；，進行干燥； pw=p，干燥即行停止；，干燥即行停止； pwtttw w。 w 空氣的濕度越小，空氣的濕度越小， t t和和t tw w的差值越大。的差值越大。(1)(1)干球溫度與濕球溫度干球溫度與濕球溫度 干球

11、溫度干球溫度(dry bulb temperature)(dry bulb temperature)是用普通溫度計是用普通溫度計在空氣中直接測得的溫度，常用在空氣中直接測得的溫度，常用t表示。表示。濕球溫度濕球溫度(wet bulb temperature)(wet bulb temperature)是在溫度計的感是在溫度計的感溫球包以濕紗布放置在空氣中，傳熱和傳質達到平溫球包以濕紗布放置在空氣中，傳熱和傳質達到平衡時所測得的溫度，常用衡時所測得的溫度，常用tw表示。表示。 空氣濕度空氣濕度(humidity，H)系單位質量干空氣帶系單位質量干空氣帶有的水蒸氣的質量有的水蒸氣的質量(kg水蒸氣

12、水蒸氣/kg干空氣干空氣)。 H=0.622p/(P-p) w 式中，式中，P為濕空氣的總壓，為濕空氣的總壓，Pa；p為水蒸氣分為水蒸氣分壓；壓；0.622為水分子量為水分子量18與空氣分子量與空氣分子量29之比。之比。(2)(2)濕度和相對濕度濕度和相對濕度 相對濕度相對濕度 (relative humidity，RH) 是指在一定總是指在一定總壓及溫度下，濕空氣中水蒸氣分壓壓及溫度下，濕空氣中水蒸氣分壓p與飽和空氣與飽和空氣中水蒸氣分壓中水蒸氣分壓ps之比的百分數，常用之比的百分數，常用RH%表示。表示。 RH%= p/ps100% w 飽和空氣的飽和空氣的RH=100%； w 未飽和空氣

13、的未飽和空氣的RH100%； w 絕空氣的絕空氣的RH=0%；w 空氣的相對濕度直接反映空氣中濕度的飽和程度。空氣的相對濕度直接反映空氣中濕度的飽和程度。(2)(2)濕度和相對濕度濕度和相對濕度 w 根據物料中所含水分能否干燥來劃分平衡水分與自由水分。根據物料中所含水分能否干燥來劃分平衡水分與自由水分。 平衡水分平衡水分 (equilibrium water)系指在一定空氣條件下，物系指在一定空氣條件下，物料表面產生的水蒸氣壓等于該空氣中水蒸氣分壓，此時物料料表面產生的水蒸氣壓等于該空氣中水蒸氣分壓，此時物料所含水分為平衡水分，是不能干燥的水分。所含水分為平衡水分，是不能干燥的水分。 w 平衡

14、水分與物料的種類、空氣狀態有關，根據干燥要求選擇平衡水分與物料的種類、空氣狀態有關，根據干燥要求選擇適宜的空氣條件。適宜的空氣條件。 自由水分自由水分(free water)(free water)系指物料所含的水分中多于平衡水分系指物料所含的水分中多于平衡水分的部分，或稱游離水分，是能干燥除去的水分。的部分，或稱游離水分，是能干燥除去的水分。(1)(1)平衡水分與自由水分平衡水分與自由水分 根據物料中所含水分的根據物料中所含水分的干燥難易程度干燥難易程度來劃分來劃分結合水分與非結合水分結合水分與非結合水分。 結合水分結合水分 (bound water)系指以物理化學方式結合的水分，系指以物理

15、化學方式結合的水分，數字上等于數字上等于RH=100%時物料的平衡水分。時物料的平衡水分。 w 由于結合水分與物料結合力強，干燥速度緩慢，如動植物由于結合水分與物料結合力強，干燥速度緩慢，如動植物細胞壁內的水分、物料內毛細管中的水分、可溶性固體溶細胞壁內的水分、物料內毛細管中的水分、可溶性固體溶液中的水分等。液中的水分等。 非結合水分非結合水分(nonbound water)系指以機械方式結合的水分，系指以機械方式結合的水分，與物料結合力很弱，干燥速度較快。與物料結合力很弱，干燥速度較快。(2)(2)結合水分與非結合水分結合水分與非結合水分w 干燥速度是單位時間、單位干燥面積上被干干燥速度是單

16、位時間、單位干燥面積上被干物料所能汽分的水分量。即水分量的減少值，物料所能汽分的水分量。即水分量的減少值，其單位其單位kg/(mkg/(m2 2s)s)。 (1)(1)測定水分含量時常用測定水分含量時常用干燥失重測定法干燥失重測定法 保干器干燥法，常用干燥劑為無水氯化鈣、保干器干燥法，常用干燥劑為無水氯化鈣、 硅膠或五氧化二磷；硅膠或五氧化二磷； 常壓加熱干燥；常壓加熱干燥； 減壓干燥法等。減壓干燥法等。 (2)(2)精確測定微量水分含量時，必須采用精確測定微量水分含量時，必須采用費休費休 法或甲苯法。法或甲苯法。 物料的收縮物料的收縮 化學變化化學變化 生化變化生化變化 物料的化學性質，如組

17、成、熱敏性、物料物料的化學性質，如組成、熱敏性、物料的毒性、可燃性、氧化性和酸堿性、摩擦的毒性、可燃性、氧化性和酸堿性、摩擦帶電性、吸水性等。帶電性、吸水性等。 物料的熱性質，如物料含水量、粒度、導物料的熱性質，如物料含水量、粒度、導熱系數等。熱系數等。 其他性質，如膏糊狀物料的黏附性、觸變其他性質，如膏糊狀物料的黏附性、觸變性等。性等。 干燥強度大干燥強度大 熱效率高熱效率高 處理量大處理量大 設備簡單設備簡單 應用范圍廣應用范圍廣 干燥速度十分迅速干燥速度十分迅速 干燥過程中液滴的溫度不高，產品質干燥過程中液滴的溫度不高，產品質量好量好 產品具有良好的分散性、流動性和溶產品具有良好的分散性

18、、流動性和溶解性解性 生產過程簡化，操作控制方便生產過程簡化，操作控制方便 適用于連續化、大規模生產適用于連續化、大規模生產 物料的物理結構和分子結構變化物料的物理結構和分子結構變化極小；極小； 熱敏性物料或酶制劑十分穩定；熱敏性物料或酶制劑十分穩定； 干燥后的物料可在短時間內恢復干燥后的物料可在短時間內恢復干燥前的原來狀態；干燥前的原來狀態； 干燥后的物料水分很低，在常溫干燥后的物料水分很低，在常溫下長期保存。下長期保存。|噴霧干燥技術有哪些特點？噴霧干燥技術有哪些特點？|冷凍干燥技術有哪些特點？冷凍干燥技術有哪些特點？|蒸發和干燥技術都是比較傳統蒸發和干燥技術都是比較傳統的工業技術，它們用

19、于生物技的工業技術，它們用于生物技術產品的生產時應注意哪些問術產品的生產時應注意哪些問題？題？ |請分析某一具體生物技術產品請分析某一具體生物技術產品的蒸發系統，探討它的優缺點。的蒸發系統，探討它的優缺點。 指注射劑中存在的一種異物，注射于人體時，可指注射劑中存在的一種異物，注射于人體時，可產生寒顫、高熱甚至休克等不良反應，其主要來產生寒顫、高熱甚至休克等不良反應，其主要來源為革蘭氏陰性菌產生的細菌內毒素。不同菌產源為革蘭氏陰性菌產生的細菌內毒素。不同菌產生的細菌內毒素化學結構及生物特性并不相同，生的細菌內毒素化學結構及生物特性并不相同，絕大多數屬類脂多糖，可溶于水，耐熱，能通過絕大多數屬類脂

20、多糖，可溶于水，耐熱，能通過細菌濾器，納克量即可使人體體溫明顯上升。細菌濾器，納克量即可使人體體溫明顯上升。 此外，其他微生物產生的熱物質、白細胞性致熱此外，其他微生物產生的熱物質、白細胞性致熱物質和一些化學性發熱物質也可能污染注射劑而物質和一些化學性發熱物質也可能污染注射劑而產生熱原反應，因此熱原是這些發熱物質的總稱。產生熱原反應，因此熱原是這些發熱物質的總稱。 本法系將一定劑量的供試品，靜脈注本法系將一定劑量的供試品，靜脈注入家兔體內，在規定時間內，觀察家入家兔體內，在規定時間內，觀察家兔體溫升高的情況，以判定供試品中兔體溫升高的情況，以判定供試品中所含熱原的限度是否符合規定。所含熱原的限

21、度是否符合規定。 供試用的家兔應健康無傷，體重供試用的家兔應健康無傷，體重1.71.73.0kg3.0kg，雌兔應無孕。預測體溫前雌兔應無孕。預測體溫前7 7日即應用同一飼日即應用同一飼料飼養料飼養, ,在此期間內，體重應不減輕，精神、在此期間內，體重應不減輕，精神、食欲、排泄等不得有異常現象。食欲、排泄等不得有異常現象。 未經使用于熱原檢查的家兔；或供試品判定未經使用于熱原檢查的家兔；或供試品判定為符合規定為符合規定, ,但組內升溫達但組內升溫達0.60.6的家兔；或的家兔；或3 3周內未曾使用的家兔，均應在檢查供試品周內未曾使用的家兔，均應在檢查供試品前前3 37 7日內預測體溫，進行挑選

22、。日內預測體溫，進行挑選。供試用家兔供試用家兔 挑選試驗的條件與檢查供試品時相同，僅挑選試驗的條件與檢查供試品時相同，僅不注射藥液，每隔不注射藥液，每隔3030分鐘測量體溫分鐘測量體溫1 1次，共次，共測測8 8次次,8,8次體溫均在次體溫均在38.038.039.639.6的范圍內的范圍內, ,且最高與最低體溫的差不超過且最高與最低體溫的差不超過0.40.4的家兔，的家兔，方可供熱原檢查用。方可供熱原檢查用。 用于熱原檢查后的家兔，如供試品判定為用于熱原檢查后的家兔，如供試品判定為符合規定符合規定, ,至少應休息至少應休息2 2日方可供第日方可供第2 2次檢查次檢查用。如供試品判定為不符合規

23、定，則組內用。如供試品判定為不符合規定，則組內全部家兔不再使用。每一家兔的使用次數，全部家兔不再使用。每一家兔的使用次數，用于一般藥品的檢查，不應超過用于一般藥品的檢查，不應超過1010次。次。 在作熱原檢查前在作熱原檢查前1 12 2日，供試用家兔應盡日，供試用家兔應盡可能處于同一溫度的環境中，實驗室和飼可能處于同一溫度的環境中，實驗室和飼養室的溫度相差不得大于養室的溫度相差不得大于55，實驗室的溫，實驗室的溫度應在度應在171728,28,在試驗全部過程中，應注在試驗全部過程中，應注意室溫變化不得大于意室溫變化不得大于33，避免噪音干擾。，避免噪音干擾。 家兔在試驗前至少家兔在試驗前至少1

24、 1小時開始停止給食并置于適小時開始停止給食并置于適宜的裝置中宜的裝置中, ,直至試驗完畢。家兔體溫應使用精直至試驗完畢。家兔體溫應使用精密度為密度為0.10.1的肛溫計，或其他同樣精確的測的肛溫計，或其他同樣精確的測溫裝置。溫裝置。 肛溫計插入肛門的深度和時間各兔應相同，深度肛溫計插入肛門的深度和時間各兔應相同，深度一般約一般約6cm6cm，時間不得少于，時間不得少于1 1分半鐘，每隔分半鐘，每隔3030分鐘分鐘測量體溫測量體溫1 1次，一般測量次，一般測量2 2次，兩次體溫之差不得次，兩次體溫之差不得超過超過0.2,0.2,以此兩次體溫的平均值作為該兔的正以此兩次體溫的平均值作為該兔的正常體溫。當日使用的家兔，正常體溫應在常體溫。當日使用的家兔，正常體溫應在38.038.039.639.6的范圍內，且各兔間正常體溫之差不得超的范圍內，且各兔間正常體溫之差不得超過過11。 試驗用的注射器、針頭及一切和供試品溶試驗用的注射器、針頭及一切和供試品溶液接觸的器皿液接觸的器皿, ,應置烘箱中用應置烘箱中用250250加熱加熱3030分鐘或用分鐘或用180180加熱加熱2 2小時，也可用其他適小時，也可用其他適宜的方法除去熱原。宜的方法除去熱原。 取適用的家兔取適