解放军文职招聘考试物料中水分的性质

 3．   物料中水分的性质  

（1）平衡水分与自由水分：根据物料中所含水分能否干燥来划分平衡水与自由水。

平衡水分（equilibrium water）系指在一定空气条件下，物料表面产生的水蒸气压等于该空气中水蒸气分压，此时物料中所含水分为平衡水分，是不能干燥的水分。

自由水分（free water）系指物料中所含的水分中多于平衡水分的部分称为自由水分，或称游离水分，是能干燥除去的水分。

平衡水分与物料的种类、空气状态有关，根据干燥要求选择适宜空气条件。

（2）结合水分与非结合水分：根据干燥的难易程度来划分结合水分与非结合水分。

结合水分（bound water）系指以物理化学方式结合的水分，数字上等于RH=100%时物料的平衡水分。这种水分与物料的结合力较强，干燥速度缓慢，如动植物细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、可溶性固体溶液中的水分等。

非结合水分（nonbound water）系指以机械方式结合的水分，与物料的结合力很弱，干燥速度较快。

图4-38表示非那西丁的平衡含水量曲线（20℃测定）。如非那西丁的含水量为7%，在RH=20%，t=20℃的空气条件下干燥，根据平衡曲线查到：①结合水分为3%；②非结合水分为4%；③平衡水分为0.4%；④自由水分为6.6%。

图4-38  非那西丁的平衡含水量曲线

从以上分析可以了解到结合水分仅与物料性质有关，平衡水分与药物性质及空气状态有关。

（二）干燥器的物料衡算

1．物料中含水量的表示方法  湿物料是由绝干物料与水分所组成，可用湿基含水量与干基含水量表示：

湿基含水量w是以湿物料为基准表示的质量分数，即：

                   （4-14）

干基含水量是以绝干物料为基准表示的质量分数，即：

               （4-15）

在干燥过程中，湿基含水量的基准发生变化，而干基含水量的基准不发生变化，因此在干燥计算中常采用干基含水量。湿基含水量的测定方便，在工业生产中使用较多。这两种表示方法可以互相换算。

2．水分蒸发量W（kg/s）与空气消耗量L（kg干空气/s）  图4-39为干燥器的物料衡算示意图。根据干燥前后的物料量（G₁，G₂）、物料中的含水量（w₁，w₂或x₁，x₂）以及空气在干燥过程中状态的变化（如空气的湿度由H₁变化到H₂）等进行物料衡算。由于在干燥前后绝干物料量G不变（即G=G₁（1-w₁）=G₂（1-w₂）），绝干空气量（L）不变，因此物料衡算时使用这些量更为方便。

4-39 干燥器物料衡算示意图

按干基计算水分蒸发量：

         W=G（x₁-x₂）                            （4-16）

按湿基计算水分蒸发量： 

                                                （4-17）

空气消耗量L（kg干空气/s）： 

                                       （4-18）

（三）干燥速度  

干燥速度是­在单位时间、单位干燥面积上被干物料中所能汽化的水分量，kg/m²s。

根据定义：

                                                                （4-19）

式中，U—干燥速率，kg/m²s；dW—在dt干燥时间（s）内水分的蒸发量，kg；A—被干物料的干燥面积，m²；G—湿物料中所含绝干物料的质量，kg；dx—物料的干基含水量的变化，kg水分/kg绝干料。负号表示物料中的含水量随干燥时间减少。

（四）水分含量的测定方法

把物料干燥后测定水分含量时常用干燥失重测定法。该法的干燥常采用：①保干器干燥法，常用干燥剂为无水氯化钙，硅胶或五氧化二磷；②常压加热干燥法；③减压干燥法等。减压干燥时除另有规定外，压力应在2.67kPa以下，恒重减压干燥器中常用的干燥剂为五氧化二磷。根据物料性质选择适当的干燥方法与干燥剂。

精确测定微量含水量时，必须采用费休氏法或甲苯法。费休氏法是根据碘和二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中能与水起反应的原理测定水分。其详细内容参看《中国药典》2000年版附录。