噴霧干燥機技術對設備哪些方面有特殊的要求？
信息來源：本站 | 發(fā)布日期：
2019-09-04
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噴霧干燥技術：指用噴霧的方法，使物料以霧滴狀態(tài)分散于熱氣流中，物料與熱氣體充分接觸，在瞬間完成傳熱和傳質(zhì)的過程，使溶劑迅速蒸發(fā)為氣體，達到干燥的目的。該技術可省去蒸發(fā)、結晶、分離及粉碎等單元操作，可連續(xù)、自動化生產(chǎn)，操作穩(wěn)定。采用這種干燥方法，氣固兩相接觸表面積大，干燥時間短，一般為5～30秒，適宜于干燥熱敏性物料。干燥所得產(chǎn)品性能良好，可獲得的微粒較小，產(chǎn)品流動性和速溶性好。缺點是干燥器的體積大，傳熱系數(shù)低，導致熱效率低，動力消耗大。
噴霧干燥的基本流程：料液通過霧化器霧化，分散為細小霧滴進入干燥腔，同時，加熱氣體經(jīng)鼓風機送入加熱器升溫，然后進入干燥腔。料液霧滴與熱氣體在干燥腔內(nèi)充分混合、接觸。霧滴瞬間蒸發(fā)為氣體，物料干燥成細小的顆粒?；旌系臍夤虄上啾灰L機吸入旋風分離器分離，固體物料沉降到底部收集器，氣相被引送至粉塵過濾器，捕集逃逸的物料。過濾氣相經(jīng)冷凝器冷凝后，攜帶的溶劑變成液體，可收集套用，作為載體的氣體經(jīng)干燥后在系統(tǒng)中循環(huán)使用。
近年來，噴霧干燥技術在制藥行業(yè)中得到廣泛應用
噴霧干燥塔，在固體制劑領域，該技術常用于高熱敏性藥品和料液濃縮過程中易分解藥品的干燥。在應用過程中，不同原料藥會對噴霧干燥產(chǎn)生不同的特殊要求。如何達到些要求，應該注意哪些細節(jié)是設備設計生產(chǎn)者和使用者雙方共同關心的問題。
■保證潔凈要求
有些原料藥生產(chǎn)的主要工序需要在10萬級的潔凈環(huán)境中進行，噴霧干燥是其質(zhì)量控制的重要工序。為保證藥品的質(zhì)量，噴霧干燥機接觸物料的部分要采用不銹鋼材質(zhì)，對于酸腐蝕性較強的物料最好選用316L不銹鋼。干燥腔、旋風分離器、過濾器等直接接觸物料的部件，應內(nèi)壁光滑，無死角，易于拆卸，方便清洗。
噴霧干燥機由于體系龐大，不能整體都放在潔凈區(qū)域，經(jīng)常只將收集物料的部分放在潔凈區(qū)，這種情況下就要求系統(tǒng)密閉性能好，以防外部污染系統(tǒng)。
■避免粘壁現(xiàn)象
在固體制劑（特別是中藥）的噴霧干燥過程中，粘壁現(xiàn)象是妨礙噴霧干燥機正常操作的一突出問題。物料粘壁不僅不利于收集操作，而且隨著時間的延長，敏感的粘壁物料會變質(zhì)成為不合格物料。從工藝角度出發(fā)，解決手段包括選用合適的溶劑，增加輔料，改變工藝參數(shù)，但是這些方法可調(diào)節(jié)的余地不是很大，因此必須從設備的角度尋求根本的解決方案。
近年來，國內(nèi)外專家對干燥過程中的粘壁和結塊問題進行了研究，認為造成粘壁的主要原因是壁溫，從而總結了防止粘壁的五種措施：采用夾壁干燥塔，其間用空氣冷卻，使壁溫保持在50℃以下；通過塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁；塔內(nèi)近壁處安裝由一排噴嘴組成的氣掃帚，并使之沿塔壁緩慢轉動；塔壁增加氣錘，通過氣錘的敲擊，強制使粘壁物料脫離；增加加工的精度，塔內(nèi)壁拋光也可以減輕粘壁。
■改進自控性能
噴霧干燥機技術是連續(xù)生產(chǎn)過程，其密閉循環(huán)系統(tǒng)的控制點包括：進料濃度、進料速度、進風速度、進風溫度、系統(tǒng)壓力、各部件壓差、氣體純度檢測等，依靠傳統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)非常困難，所以必須加強系統(tǒng)的自控性。一套好的自控系統(tǒng)，可以使整個噴霧干燥系統(tǒng)運轉順暢，降低產(chǎn)品的不合格率，減少安全隱患。
■滿足不同物理性質(zhì)要求
原料藥經(jīng)過噴霧干燥機干燥后，還需要進一步完成制劑工藝，因此在提高制劑效果和最終藥品的服用吸收效果方面，不同的生產(chǎn)要求會對噴霧干燥產(chǎn)品的物理性質(zhì)提出不同的要求。
藥物的分裝一般按照體積來控制裝量，這就要求產(chǎn)品的堆密度穩(wěn)定，產(chǎn)品的流動性要好，而口服沖劑則往往要求速溶性。改變霧化的分散度或適當改變操作條件以控制干燥速率，可以制得具有不同堆密度的產(chǎn)品，但變化的幅度有限。
當前，在改善物理性質(zhì)方面有新技術——泡沫噴霧干燥，即將進料液體先泡沫化后再行噴霧干燥。該方法最初是為提高熱效率而提出的，后來用以調(diào)整產(chǎn)品的物理性質(zhì)?，F(xiàn)已證明，泡沫噴霧干燥制得的產(chǎn)品粒徑大、多孔、多凹陷、表面粗糙，具有良好的速溶性。
另外，口服原料藥還會有一些特殊的要求，比如顆粒形狀等。生產(chǎn)實踐證明，通過改變霧化方式可以得到不同形狀的顆粒。
■安全保護措施不可少
某些藥品的特殊性對設備的保護設計也會提出高的要求。用有機溶劑溶解的物料，在干燥時要求整個系統(tǒng)必須滿足防爆要求，同時在電機、儀表、控制閥等配件設計時都要選擇防爆型。另外，為防止溶劑和空氣混合為爆炸氣體，系統(tǒng)必須采用密閉循環(huán)系統(tǒng)，載體要選用惰性氣體，如氮氣等。除此之外，一些易氧化物料的干燥，也要采用以氮氣為載體的密閉循環(huán)系統(tǒng)。
■環(huán)保指標須達標
噴霧干燥的產(chǎn)品為細粒子，容易形成粉塵。為適應環(huán)保的要求，只用常規(guī)配置的旋風分離器分離產(chǎn)品、凈化尾氣是不夠的，還可以加用袋式除塵器凈化，使尾氣含塵量低于50毫克/立方納米氣體即可達標；或選用濕式洗滌器，將尾氣含塵量降到15～35毫克/立方納米氣體。采用氮氣做載體時，系統(tǒng)要注意密閉，排氣口要引到室外。
■提高熱利用率是當務之急
熱空氣進口溫度在并流操作時為250℃～500℃，逆流操作時為200℃～300℃，霧化干燥后出口溫度一般控制在60℃～100℃，其熱利用率較低，這也是噴霧干燥的不足之處。
目前國內(nèi)工業(yè)規(guī)模的噴霧干燥器，熱效率一般為30%～50%。國外帶有廢熱回收的噴霧干燥機，熱效率可達到70%，但該設備只有在生產(chǎn)能力大于100千克（水）/小時才有經(jīng)濟意義。不過，在用到氮氣載體和有機溶劑時，采用密閉循環(huán)系統(tǒng)，可使氮氣循環(huán)使用，溶劑冷凝套用，從而可有效地降低了生產(chǎn)成本。
但總的來說，噴霧干燥使用過程中的成本問題還需要設備設計和生產(chǎn)者進一步研究
