喷雾干燥器在中药制药中的应用
摘要：喷雾干燥技术问世已有上百年的历史，本文从喷雾干燥的基本概念入手，阐述了喷雾干燥的特点，同时分析了喷雾干燥在中药制药行业中的独特应用；即简化并缩短了从中药提取液到制剂半成品的工艺过程和操作时间，进而提高了生产效率和保证了最终产品质量。进而为该技术的推广应用和提高中药制药水平提供借鉴与帮助。
关键词：喷雾干燥 喷雾干燥器 特点 中药制药 应用
0 引言
中药是我国医药领域的重要组成部分，以其独有的特点，备受国内外医药学界的重视。要使传统中药处于世界领先地位，中药现代化是必经之路。中药现代化包括剂型创新和制药技术现代化，中药的干燥又是中药生产中的一个非常重要的步骤。喷雾干燥是中药干燥中较先进的技术之一，对其进行深入研究有实际应用价值。近年来，喷雾干燥技术又与流化技术等多项技术相结合，使其在中药领域中的应用不断扩展，发挥着越来越重要的作用。作者对喷雾干燥技术的原理、在中药领域中的应用方法进行了综述。
1 喷雾干燥
1.1 喷雾干燥的定义 喷雾干燥器用喷雾器将溶液、浆液或悬浮液，喷成雾滴分散于热气流中，使水分迅速蒸发达到干燥目的。如果将1cm3体积的液体雾化成直径为10μm的球形雾滴，其表面积将增加数千倍，显着地加大了水分蒸发面积，提高了干燥速率，缩短了干燥时间。热气流与物料以并流、逆流或混合流的方式相互接触而使物料得到干燥。这种干燥方法不需要将原料预先进行机械分离，而操作终了可获得30μm～250μm微粒的干燥产品，且干燥时间很短，仅为5s～30s，因此适宜于热敏性物料的干燥。
1.2 喷雾干燥的工作原理
1.2.1 喷雾干燥的原理喷雾干燥的原理如图1所示，常用的喷雾干燥设备浆液用送料泵压至喷雾器，在干燥室中喷成雾滴而分散在热气流中，雾滴在与干燥器内壁接触前水分已迅速汽化，成为微粒或细粉落到器底，产品由风机吸至旋风分离器中而被回收，废气经风机排出。
一般喷雾干燥操作中雾滴的平均直径为20μm～60μm。液滴的大小及均匀度对产品的质量和技术经济等指标影响颇大，特别是干燥热敏性物料时，雾滴的均匀度尤为重要，如雾滴大小不均，就会出现粒径较大的颗粒还没有达到干燥要求，小颗粒却已过度干燥而引起变质的情况。
1.3 喷雾干燥分类
1.3.1 按气液流向分为并流式(顺流式)、逆流式和混流式。
1.3.2 按雾化器的安装方式分为上喷下式、下喷上式。
1.3.3 按系统分类有开放式，部分循环式和闭路循环式等。
1.3.4按雾化方式进行分类，也就是按雾化器的结构分类。将其分为转盘式(离心式)、压力式(机械式)、气流式(多流式)等三种形式。
2 喷雾干燥的特点
2.1 喷雾干燥的优点：①物料干燥时间短，一般为几秒到几十秒钟，因此特别适用于干燥热敏性物料。干燥速率大料液经喷雾后，表面积很大，例如将1L料液雾化，其表面积可增大至120m2。在高温气流中。瞬间就可蒸发95％～98％的水分，完成干燥一般仅需5～30s。②改变操作条件即可控制或调节产品指标，例如颗粒直径、粒度分布、物料最终湿含量等。③根据工艺需要，可将产品制成粉末状或空心球体。④流程较采用其它干燥器要短，这是因为可以省去一般操作中在干燥前要进行蒸发、结晶、过滤等过程及在干燥后需要进行粉碎与筛分等过程。采用喷雾干燥时，在干燥器内可以直接将溶液干燥成粉末状产品，不仅缩短了工艺流程，而且容易实现机械化、连续化、自动化，此外还可减轻劳动强度，改善劳动条件。⑤喷雾干燥器的体积传热系数较小，对于不能用高温载热体干燥的物料，所需的设备就较大。⑥干燥过程中液滴的温度不高，产品质量较好。⑦产品具有良好的分散性、流动性和溶解性。⑧生产过程简化，操作控制方便喷雾干燥通常用于处理湿含量40％～60％的溶液，特殊物料即使湿含量高达90％也可不经浓缩，同样能够一次干燥成粉状产品。大部分产品干燥后不需要再进行粉碎和筛选，从而减少了生产工序，简化了生产工艺流程，产品的粒径、松密度、水分，在一定范围内可用改变操作条件进行调整，控制管理都很方便。⑨防止发生公害，劳动环境好，车间内粉尘飞扬少。对气体的分离要求较高，对于微小粉末状产品应选择可靠的气一固分离装置，以避免产品的损失及污染周围环境。在染料工业中，近年来常采用喷雾干燥器干燥士林蓝及士林黄染料，收到十分满意的效果。⑩适于连续化大规模生产喷雾干燥能适应工业化大规模生产的要求，干燥产品经连续排料，在后处理上可结合冷却器和风力输送，组成连续生产作业线。
2.2 喷雾干燥的不完善之处：①喷雾干燥器的体积传热系数较小，对于不能用高温载热体干燥的物料，所需的设备就较大。当空气温度低于150℃时，容积传热系数较低(23～116W·m3·K-1)，所用设备容积大；②废气中夹带的约15%左右微粉需高效分离收集装置；③单位产品耗热能及动力耗能大；④对气体的分离要求较高，对微小粉末状产品应选择可靠的气-固分离装置，以避免产品的损失及污染周围环境；⑤经常发生黏壁现象，影响产品质量，目前尚未成熟方法解决黏壁现象；⑥热效率不高，一般顺流塔型为30％～50％，逆流塔型为50％～75％。
3 喷雾干燥器在中药制药中的应用
在中药生产过程中，干燥技术与中药生产的关系十分紧密，干燥技术的应用是否适宜，将直接影响到制剂产品的品质。因此，在中药生产过程中根据不同的生产工艺要求、浓缩后物料的性质以及剂型的特点等，选择适宜的干燥技术与设备是非常重要的。近年来，随着化工单元装备逐步适应于中药生产过程的使用，许多适宜中药生产的干燥方法与设备不断得到应用，喷雾干燥就是其中之一。其形式取决于物料的物理特性，以及喷雾干燥设备的流程和操作。喷雾干燥完全不同于其他类型的干燥方法，与其他干燥方法最根本的区别在于：一般的干燥设备都是以结晶颗粒、滤饼类或稠浸膏类物料为干燥对象，喷雾干燥能直接处理各种流体物料，如经提取浓缩后的浓缩液、浆液、混悬液及流浸膏等。因此，喷雾干燥设备是中药生产过程中干燥单元操作的理想设备。
3.1 当归醇提浓缩液的干燥原工艺。在当归醇提液回收乙醇后，以1：1比例添加辅料后，在传统的喷雾干燥机中喷雾干燥。由于物料物性的缘故，还是有粘壁及吸湿的现象发生。采用CS-16型中药喷雾干燥机干燥，当归醇提浓缩液固含量为38％时，不添加任何辅料直接喷雾干燥。实验表明：当归醇提浓缩液在塔内没有吸附的粉末，没有发生物料的粘壁，收料仓内也没有粉末结块的现象。当归醇提浓缩液干燥工艺条件为：进风温度160℃，出风温度75℃，夹套温度46℃，送风温度42℃。产品含水量小于3％，溶解性大于92％，符合产品的要求。
3.2 红景天水提浓缩液的干燥。红景天水提液经浓缩后，物料的密度为1.089·ml～，用CS-16型中药喷雾干燥机干燥。干燥工艺条件为：进风温度145℃，出风温度70℃，夹套温度42℃，送风温度38℃。在干燥过程中干燥室内出现少量粉料的粘壁，收料仓内没有发生粉料的结块。实验室测定红景天水提工艺的粉料软化点在38～42℃。
3.3 鹿角片水提浓缩液的干燥鹿角片水提液，经浓缩后用喷雾干燥机干燥。浓缩液的固含量控制在10％左右。采用CS-16型中药喷雾干燥机干燥。工艺条件为：进风温度155～160℃，出风温度75℃，雾化器转速为21000r·rain"～。得到的粉料均匀，含水量≤3.5％。
3.4去脂胶囊提取液的制备与喷雾干燥。为了确保去脂胶囊喷雾干燥粉的质量，本操作采用正交设计研究，以入塔风温、出塔风温、浸膏密度为影响因素，以喷雾干燥粉中45％醇浸出物量、出粉率为考察指标，建立去脂胶囊的最佳喷雾干燥工艺。喷雾干燥方法将喷雾干燥机预热到试验入塔风温，空气压力固定在0.4MPa，药液水浴加热至温度达60～70℃，从进液口缓缓加入药液，控制药液流速，调节出塔风温至试验温度。喷雾完毕，快速取出药粉，密封，称量。产品符合要求。
4 结论
喷雾干燥是中药制药工业中较为常用的先进技术之一，应用越来越广泛，但也存在着一些迫切需要解决的问题:如中药提取液喷雾干燥时的粘壁与干燥产品吸潮问题；难以处理粘度较大的浸膏；热敏性物料在喷雾干燥时的氧化问题；中药提取液是否能够真正实现直接喷雾制粒；以及喷雾干燥器热效率低、设备庞大、结构要求高等问题。相信只要充分发挥科技工作者的聪明才智，进行技术改进，喷雾干燥器在中药制药行业中的应用是很有前途的。
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[10]发布日期：2008-1-11，2:04:33(阅407次)来源：中国脱硫脱硝资讯网.
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