喷雾干燥技术在固体制剂生产中的应用

喷雾干燥机技术是用喷雾的方法，使物料以雾滴状态分散于热气流中，物料与热气体充分接触，在瞬间完成传热和传质的过程，使溶剂迅速蒸发为气体，达到干燥的目的。喷雾干燥技术在制药行业中应用广泛，在固体制剂领域，常用于高热敏性药品和料液浓缩过程中易分解药品的干燥。所得产品粒度细小、均匀，流动性和速溶性好。 　　喷雾干燥机的特点及分类 　　喷雾干燥机是将溶液或悬浮液直接干燥为固体颗粒的干燥设备，可省去蒸发、结晶、分离及粉碎等单元操作，可连续、自动化生产，操作稳定。采用这种干燥方法，喷雾干燥机中气固两相接触表面积大，干燥时间短，一般为5～30s，适宜于干燥热敏性物料。干燥所得产品性能良好，可获得30～50mm的微粒，产品流动性和速溶性好。缺点是干燥器的体积大，传热系数低，导致热效率低，动力消耗大。 　　喷雾干燥机的分类方法很多，按气液流向可分为并流式、逆流式和混流式；按雾化器的安装方式可分为上喷下式、下喷上式；按雾化器的结构可分为离心式、压力式和气流式；按加热气体是否循环可分为开放式、部分循环式和密闭式。 　　喷雾干燥机的基本流程（密闭式） 　　料液通过雾化器雾化，分散为细小雾滴进入干燥腔，同时，加热气体经鼓风机送入加热器升温，然后进入干燥腔。料液雾滴与热气体在干燥腔内充分混合、接触。雾滴瞬间蒸发为气体，物料干燥成细小的颗粒。混合的气固两相被引风机吸入旋风分离器分离，固体物料沉降到底部收集器，气相被引送至粉尘过滤器，捕集逃逸的物料。过滤气相经冷凝器冷凝后，携带的溶剂变成液体，可收集套用，作为载体的气体经干燥后在系统中循环使用。流程图如下： 　　固体制剂的工艺要求 　　固体制剂种类繁多，工艺要求也千差万别，在喷雾干燥机设计制造的过程中，最好针对不同的品种做不同的设计，以达到设备和工艺相适应的最佳状态。固体制剂生产用喷雾干燥机应满足下列要求： 　　洁净要求 　　原料药生产的主要工序需要在十万级的洁净环境中进行，喷雾干燥就是质量控制的重要工序。喷雾干燥机接触物料的部分要采用不锈钢材质，对于酸腐蚀性较强的物料最好选用316L不锈钢。干燥腔、旋风分离器、过滤器等直接接触物料的部件，应内壁光滑，无死角，易于拆卸，方便清洗。喷雾干燥机往往体系庞大，因此不能整体都放在洁净区域，经常只将收集物料的部分放在洁净区，这就要求系统密闭性能好，以防外部污染系统。 　　避免粘壁 　　粘壁现象是妨碍喷雾干燥机正常操作的一个突出问题，固体制剂（特别是中药）的喷雾干燥过程尤为明显。物料粘壁不仅不利于收集操作，而且随着时间的延长，敏感的粘壁物料会变质成为不合格物料。从工艺角度出发，解决手段包括选用合适的溶剂，增加辅料，改变工艺参数，但是这些方法可调节的余地不是很大，因此必须从设备的角度寻求根本的解决方案。国内外专家对干燥过程中的粘壁和结块问题进行了研究，认为造成粘壁的主要原因是壁温。以下列举了防止粘壁的五种可能途径： 　　■采用夹壁干燥塔，其间用空气冷却，使壁温保持在50℃以下； 　　■通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁； 　　■塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的气扫帚，并使之沿塔壁缓慢转动； 　　■塔壁增加气锤，通过气锤的敲击，强制使粘壁物料脱离； 　　■增加加工的精度，塔内壁抛光也可以减轻粘壁。 　　自控性能 　　喷雾干燥机是连续生产过程，其密闭循环系统的控制点包括：进料浓度、进料速度、进风速度、进风温度、系统压力、各部件压差、气体纯度检测等，依靠传统的手动调节非常困难。一套好的自控系统，可以使整个喷雾干燥系统运转顺畅，降低产品的不合格率，减少安全隐患。 　　喷雾干燥机干燥效果 　　原料药还需要进一步完成制剂工艺，在提高制剂效果和最终药品的服用吸收效果方面，对喷雾干燥产品的物理性质提出不同的要求。首先，水分含量是干燥产品的第一指标，要控制在一定的范围。其次，药物的分装一般按照体积来控制装量，这就要求产品的堆密度稳定，产品的流动性要好。口服冲剂则往往要求速溶性。改变雾化的分散度或适当改变操作条件以控制干燥速率，可以制得具有不同堆密度的产品，但变化的幅度有限。在改善物性方面值得一提的一种技术是泡沫喷雾干燥，即将进料液体先泡沫化后再行喷雾干燥。该方法最初是为提高热效率而提出的，后来用以调整产品的物性。现已证明，泡沫喷雾干燥制得的产品粒径大、多孔、多凹陷、表面粗糙，具有良好的速溶性。另外，口服原料药还会有一些特殊的要求，比如颗粒形状等。一般来说，通过改变雾化方式可以得到不同形状的颗粒。原料药厂家在选择喷雾干燥机之前，最好在设备制造企业的协助下，进行参数优化的实验，以确定最佳的参数组合，确保喷出药品的干燥效果。 　　保护措施 　　药品的特殊性对设备的保护设计也提出了更高的要求。用有机溶剂溶解的物料，在喷雾干燥机干燥时要求整个系统必须满足防爆要求。在电机、仪表、控制阀等配件设计时都要选择防爆型。另外，为防止溶剂和空气混合为爆炸气体，系统必须采用密闭循环系统，载体要选用惰性气体，如氮气等。除此之外，一些易氧化物料的干燥，也要采用以氮气为载体的密闭循环系统。 　　环境保护 　　喷雾干燥机干燥的产品为细粒子，为适应环保的要求，只用旋风分离器分离产品、净化尾气是不够的，一般还要用袋式除尘器净化，使尾气含尘量低于50mg/nm3气体；或选用湿式洗涤器，将尾气含尘量降到15～35mg/nm3气体。采用氮气做载体时，系统要注意密闭，排气口要引到室外。 　　降低成本 　　热空气进口温度在并流操作时为250～500℃，逆流操作时为200～300℃，雾化干燥后出口温度一般控制在60～100℃。喷雾干燥的热利用率较低，工业规模的喷雾干燥器，热效率一般为30%～50%。国外带有废热回收的喷雾干燥机，热效率可达到70%，但该设备只有在生产能力大于100kg（水）/h时才有经济意义。但在用到氮气载体和有机溶剂时，采用密闭循环系统，可使氮气循环使用，溶剂冷凝套用，从而有效地降低了生产成本。 · 行业聚焦： 【报告简介】 　　《2009-2010年中国造粒包衣干燥机市场行情分析报告》是由中国市场监测中心与中国市场研究中心的研究人员根据国家统计机构、市场监测数据库、行业协（学）会、进出口统计部门、科研院所等机构提供或发布的数据、信息，运用科学的统计手段与研究方法制作而成。是投资者、企业经营管理者了解造粒包衣干燥机行业现状、发展趋势、市场竞争状况、融资渠道、区域市场分布、行业重点企业分析等方面的市场信息，供其在投资和经营决策时参考。 　　《2009-2010年中国造粒包衣干燥机市场行情分析报告》版权归中国市场监测中心和中国市场研究中心所有，未经授权，任何机 　　虽然有许多我们的干燥设备干燥机厂的水平，但先进国家还有很远低于这是一致看法的行业。如何提高水平的干燥技术在中国加入世界贸易组织，以处理来自各方的竞争是干业界最思想。结合专家的意见对中国的缺水状况的行业提出以下建议。 　　1 。加强基础研究工作 　　多年来，国内干燥设备主要以设备，缺乏仿制的特点，他们自己在国际市场上缺乏竞争力。首先，根据水平的干燥设备干燥技术是目前的干燥硫精矿是生产硫酸的一种重要的原料，且大部分是提取其它金属元素后的矿渣[1]。在硫精矿生产硫酸的工艺过程中硫精矿的干燥是一个很重要的步骤，根据硫精矿的物理化学性质（物料的原始含水率、粒度及形状、热敏性等）、干燥要求、干燥后被蒸发出来的气体的性质等因素考虑的，通常可采用回转窑干燥机系统或盘式连续干燥机系统。但由于采用回转窑干燥机系统弊端较多，经过综合评价，我公司40万吨/年硫酸项目中，硫精矿的干燥采用了由石家庄工大化工设备有限公司设计制造的盘式连续干燥机系统。 　　1  干燥流程简介 　　原干燥工艺流程，采用回转窑干燥机系统。它是一种较传统的干燥方式，被干燥的硫精矿由回转窑一在生物学上，使用高温干燥机还是使用冷冻干燥机，是有区别的，我们传统我上面是使用高温干燥机，科学上说，需要根据实际应用中的用途，从而决定使用那种方式。 　　冷冻干燥机适用于细菌、病毒、血浆、血清、抗体、疫苗以及药品、微生物、酵母、生物研究用植物提取物等的干燥。如果保存生物特性敏感的组织及组织，那么使用冷冻干燥成为的最佳方法。使用冷冻干燥保存易脱水的产品，在加水以后能够再次恢复原材料的特性，不影响其生物活性等。也适合于这是混合机设计不合理所致。在2002年国抽中最差的产品混合均匀度仅为61.6％。 2.  自然残留率高，是指混合结束自动卸料后，混合机内饲料残留量大，易引起不同饲料间的混杂污染，而且残留物变质后易引起细菌繁殖。这也是设计制造及选用不合理造成的。 3.  吨料电耗超标，增加生产成本。 4.  混合机排料口或其它结合处不密封造成粉尘及原料的泄漏、粉尘超标。 5.  安全性差表现在无传动防护装置、无除铁装置、无联锁联动装置、无安全警示标志等。

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