随着微波技术的发展,微波干燥技术在中药领域的应用一系列的进展,尤其是在中药材干燥灭菌上。卢鹏伟等对六味地黄丸进行微波干燥与烘箱干燥比较,发现微波干燥时丹参酚含量损失率平均降低2.4%,灭菌率平均提高1.9倍[3]。鞠兴荣等对不同微波功率条件下银杏叶的干燥规律和对有效成分含量的影响进行了初步研究,结果不同的微波功率对干燥速率影响比较大,脱水恒速期结束时银杏叶的水分含量在10%左右,过高强度的微波辐射导致黄酮苷和萜类内脂等主要有效成分部分降解[4]。杨张渭等把微波干燥灭菌工艺试用于丸剂生产,用微波干燥灭菌工艺对水丸、水蜜丸、和浓缩水蜜丸3种丸剂类型的5种产品进行试验,结果表明成品的形状、溶散时限、水分、微生物限度检查等质量指标均符合标准规定。一般干燥250—300kg丸药,耗电仅83kw,能源利用率达到70%,将微波频率控制在2450 MHz,时间为1.5min,对5个批号的玄驹胶囊进行微波灭菌,细菌平均降低率为98.11%[5]。王茂学利用改进的实验室微波炉进行人参干燥,提出微波与热风干燥相结合,能有效地保护人参的干燥质量,有效成分总皂贰含量损失小,且在自然对流的情况下,干燥的时间仅为热风干燥的1/10~1/5[6]。王绍林认为采用微波——真空冷冻干燥人参,微波能量达到物料深层转换成热能,使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压,表里温升均匀,消除了干燥表层常见的皱皮萎缩 象
在电磁场作用下,极性分子由原来的随机分布状态转向依照电磁场的极性排布,并随电磁场的按频率不断变化。这一过程造成分子激烈运动相互摩擦从而产生热量。从而实现电场的场能转化为介质内部的热能,使介质温度不断升高。从而使水分汽化蒸发,达到干燥目的。 这种加热是整体加热,不需热传导,速度很快。
中草药微波加热特点:
1、加热均匀、速度快
一般的加热方法凭借加热周围的环境,以热量的辐射或通过热空气对流的方式使物体的表面先加热,然后通过热传导传导物体的内部。这种方法效率低,加热时间长。
微波加热的特点是,微波是在被加热物内部产生的,热源来自物体内部,加热均匀,不会造成“外焦里不熟”的夹生现象,有利于提高产品质量,同时由于“里外同时加热”大大缩短了加热时间,加热效率高,有利于提高产品产量。微波加热的惯性很小,可以实现温度升降的快速控制,有利于连续生产地额自动控制。
2、选择性加热
微波加热所产生的热量和被加热物的损耗有着密切关系。各种介质的介电常数在0.0001到0.5的范围内,所以各种物体吸收微波的能力有很大的差异。一般说介电常数大的介质很容易用微波加热,介电常数太小的介质就很难用微波加热。这就是微波对物体具有选择性加热的特点。
3、控制及时、反应灵敏
常规的加热方法,如蒸汽加热、电热、红外加热等,要达到一定的温度,需要一定的时间,在发生故障或停止加热时,温度的下降又要较长时间。而微波加热可在几秒的时间内迅速地将微波功率调到所需的数值,加热到适当的温度,便于自动化和连续化生产。
4、强场高温
介质中单位体积内吸收的微波功率正比于电场强度的平方,这样就可以在很高的场强
下使加工物件在极短的时间内上升到需要的加工温度。场强高温还能在产品的质量不受影响下,产生杀菌作用。
5、微波加热穿透能力强
远红外加热的频率比微波加热的频率更高,照理加热效率要更好,但其实不然,这里面还存在一个穿透能力的概念。远红外加热虽有许多优点,应用也比较广泛,但从对物体的穿透能力看,远红外就远不如微波。什么叫穿透能力呢?穿透能力就是电磁波穿透到介质内部的本领,电磁波从表面进入介质并在其内部传播时,由于能量不断被吸收并能转化为热能,它所
携带热量就随着深入介质表面的距离以指数形式衰减。电磁波的穿透深度和波长是同一数量级,除了较大的物体外,一般可以做到表里一起加热。而远红外加热的波长很短,加热时穿透能力差,在远红外线照射下,只有物体一薄层发热,而热量要到内部主要靠传导,这样不仅加热时间长,而且容易造成加热不均匀。根据对比,微波加热的穿透能力比远红外加热强的多。
6清洁卫生、无污染
一般工业加热设备比较大,占地多,周围环境温度也比较高,操作工人劳动条件差,强度大。而微波加热占地面积小,避免了环境高温,工人的劳动条件了大大的改善。
与传统干燥设备相比,具有 高效、无能耗, 加热均匀, 干燥速度快, 无热惯性、 安全环保, 操作简单、易控等优点。微波医药烘干、灭菌设备用于药材、药丸的干燥、灭菌条状、块状、颗粒状、松散粉末状及含水量较高、具有一定粘性的滤饼等物料的干燥、灭菌、加热药液的灭菌包装前、包装后的灭菌。
中草药微波烘干设备应用范围:
微波中药饮片加热烘焙设备适用于中药原药材、药丸、药粉、水蜜丸、水丸、炮制品、中成药、浓缩丸、散剂、小颗粒等药制品的低温烘干、杀菌、杀虫等效果