低温吸附干燥系统的基本工作原理如图1所示。它主要由除湿转轮,前、后表冷器,加热器,加湿器,干燥箱和再生加热系统等组成。空气首先在前表冷器内进行冷却除湿,所含的部分水分被冷凝下来后,送入除湿轮中进行深度除湿。经除湿轮吸附除湿后的空气含水量非常低,相对湿度可以达到5以下。处理后低湿度的空气,经后表冷器和电加热器调节温度、经加湿器调节相对湿度到最佳干燥参数,以一定风速进入干燥箱内对物料进行干燥。除湿轮是低温吸附干燥系统的核心部件,它由3/4的除湿区和1/4的再生区组成,通过除湿轮的缓慢转动,可以实现连续的除湿/再生的过程,从而保证了连续的除湿效果,得到状态稳定的干燥气流。
2低温吸附干燥用于挥发油类药材加工的优越性
2.1干燥温度低,干药材品质高
对挥发油类中药材来讲,温度是造成挥发油损失的主要因素,是干燥后药材品质下降的重要原因。
实验表明:广木香onmouseover=“this.style.cursor=‘hand’”onclick=木香_search11()value=“木香”>木香、川芎、枳壳等在50~55°C下干燥3h,挥发油的损失率在2左右;假若温度升高至70°C,挥发油的损失率便可以达到30以上.苍术在自然干燥的条件下挥发油含量为0.46;50°C条件下干燥,挥发油含量为0.42;当温度升高到70°C时,挥发油含量仅为0.23.而挥发油通常为此类药物的主要有效成分,其含量的降低造成了药效的下降。不仅如此,在高温下干燥后,药材还会出现外观色泽变化和气味变淡的现象,对中药材来讲,种变化通常代表了药材内在质量和药效的变化,应该尽量避免。因此,对挥发油类药材必需严格控制干燥温度。在传统的中药炮制方法中,为了减少高温引起的挥发油成分的损失,对此类药材通常是采用风干或晾干的方法,这两种方法受气候条件的影响比较大,尤其在广东地区,每年有几个月的阴雨季节,采收的中药材如果不能得到及时的干燥,就会发生霉烂变质的情况。
与烘干时利用高温气流与湿药材之间的温度差为干燥动力不同,低温吸附干燥的主要干燥动力是干燥空气与湿药材之间的水份浓度差,因此干燥可以在较低的温度下进行,从而满足挥发油类药材对温度的要求,能较好地保证干燥后的药效和药性。
作者进行了陈皮不同干燥条件下的试验研究,结果见表1:由表1可以看出,低温吸附干燥和自然晾干都具有比较好的外观形貌,干燥后陈皮呈桔红色,颜色鲜艳,而热风干燥后陈皮体积发生较为剧烈的收缩变形,颜色略微变暗,气味也变淡。从挥发油含量来看,低温吸附干燥后陈皮挥发油含量较高,而热风干燥和自然晾干后挥发油的损失比较大。因此,低温吸附干燥能较好地保持挥发油成分,干燥后陈皮的品质要优于自然晾干和热风干燥的。
2.2干燥速率高,平衡含水率低
在温度为35°C的条件下,对陈皮和生姜分别进行了吸附和热风干燥试验,其干燥曲线和干燥速率曲线。
3低温吸附干燥技术在挥发油类药材加工中的应用前景
低温吸附干燥是以传质推动力为主的干燥技术,它能很好地保持干燥物料的有效成分和理化特性,干燥产品质量高,特别适合于热及湿敏性生物材料的干燥。
在不少的大中型中药厂中,中药材提取物浸膏的干燥主要在热风循环型烘箱中进行,由于中药浸膏具有成分复杂、黏性强的特点,高温下其中的挥发性或其它热敏性成分容易损失;如果采用喷雾干燥,又会出现堵塞喷头、粘壁、结块等问题。根据低温吸附干燥的特点,它属于和热风干燥同样的气流干燥方式,而干燥温度较低,因此作为中药浸膏的一种新型干燥方法具有一定的可行性,非常有利于保护其中的热敏性成分,但具体的应用还需要进一步深入的研究。