噴霧干燥器在中藥制藥中的應用

摘要：噴霧干燥技術問世已有上百年的歷史，本文從噴霧干燥的基本概念入手，闡述了噴霧干燥的特點，同時分析了噴霧干燥在中藥制藥行業中的獨特應用；即簡化并縮短了從中藥提取液到制劑半成品的工藝過程和操作時間，進而提高了生產效率和保證了最終產品質量。進而為該技術的推廣應用和提高中藥制藥水平提供借鑒與幫助。

關鍵詞：噴霧干燥 噴霧干燥器 特點 中藥制藥 應用

0 引言

中藥是我國醫藥領域的重要組成部分，以其獨有的特點，備受國內外醫藥學界的重視。要使傳統中藥處于世界領先地位，中藥現代化是必經之路。中藥現代化包括劑型創新和制藥技術現代化，中藥的干燥又是中藥生產中的一個非常重要的步驟。噴霧干燥是中藥干燥中較先進的技術之一，對其進行深入研究有實際應用價值。近年來，噴霧干燥技術又與流化技術等多項技術相結合，使其在中藥領域中的應用不斷擴展，發揮著越來越重要的作用。作者對噴霧干燥技術的原理、在中藥領域中的應用方法進行了綜述。

1 噴霧干燥

1.1 噴霧干燥的定義 噴霧干燥器用噴霧器將溶液、漿液或懸浮液，噴成霧滴分散于熱氣流中，使水分迅速蒸發達到干燥目的。如果將1cm3體積的液體霧化成直徑為10μm的球形霧滴，其表面積將增加數千倍，顯著地加大了水分蒸發面積，提高了干燥速率，縮短了干燥時間。熱氣流與物料以并流、逆流或混合流的方式相互接觸而使物料得到干燥。這種干燥方法不需要將原料預先進行機械分離，而操作終了可獲得30μm～250μm微粒的干燥產品，且干燥時間很短，僅為5s～30s，因此適宜于熱敏性物料的干燥。

1.2 噴霧干燥的工作原理

1.2.1 噴霧干燥的原理噴霧干燥的原理如圖1所示，常用的噴霧干燥設備漿液用送料泵壓至噴霧器，在干燥室中噴成霧滴而分散在熱氣流中，霧滴在與干燥器內壁接觸前水分已迅速汽化，成為微粒或細粉落到器底，產品由風機吸至旋風分離器中而被回收，廢氣經風機排出。

一般噴霧干燥操作中霧滴的平均直徑為20μm～60μm。液滴的大小及均勻度對產品的質量和技術經濟等指標影響頗大，特別是干燥熱敏性物料時，霧滴的均勻度尤為重要，如霧滴大小不均，就會出現粒徑較大的顆粒還沒有達到干燥要求，小顆粒卻已過度干燥而引起變質的情況。

1.3 噴霧干燥分類

1.3.1 按氣液流向分為并流式(順流式)、逆流式和混流式。

1.3.2 按霧化器的安裝方式分為上噴下式、下噴上式。

1.3.3 按系統分類有開放式，部分循環式和閉路循環式等。

1.3.4按霧化方式進行分類，也就是按霧化器的結構分類。將其分為轉盤式(離心式)、壓力式(機械式)、氣流式(多流式)等三種形式。

2 噴霧干燥的特點

2.1 噴霧干燥的優點：①物料干燥時間短，一般為幾秒到幾十秒鐘，因此特別適用于干燥熱敏性物料。干燥速率大料液經噴霧后，表面積很大，例如將1L料液霧化，其表面積可增大至120m2。在高溫氣流中。瞬間就可蒸發95％～98％的水分，完成干燥一般僅需5～30s。②改變操作條件即可控制或調節產品指標，例如顆粒直徑、粒度分布、物料最終濕含量等。③根據工藝需要，可將產品制成粉末狀或空心球體。④流程較采用其它干燥器要短，這是因為可以省去一般操作中在干燥前要進行蒸發、結晶、過濾等過程及在干燥后需要進行粉碎與篩分等過程。采用噴霧干燥時，在干燥器內可以直接將溶液干燥成粉末狀產品，不僅縮短了工藝流程，而且容易實現機械化、連續化、自動化，此外還可減輕勞動強度，改善勞動條件。⑤噴霧干燥器的體積傳熱系數較小，對于不能用高溫載熱體干燥的物料，所需的設備就較大。⑥干燥過程中液滴的溫度不高，產品質量較好。⑦產品具有良好的分散性、流動性和溶解性。⑧生產過程簡化，操作控制方便噴霧干燥通常用于處理濕含量40％～60％的溶液，特殊物料即使濕含量高達90％也可不經濃縮，同樣能夠一次干燥成粉狀產品。大部分產品干燥后不需要再進行粉碎和篩選，從而減少了生產工序，簡化了生產工藝流程，產品的粒徑、松密度、水分，在一定范圍內可用改變操作條件進行調整，控制管理都很方便。⑨防止發生公害，勞動環境好，車間內粉塵飛揚少。對氣體的分離要求較高，對于微小粉末狀產品應選擇可靠的氣一固分離裝置，以避免產品的損失及污染周圍環境。在染料工業中，近年來常采用噴霧干燥器干燥士林藍及士林黃染料，收到十分滿意的效果。⑩適于連續化大規模生產噴霧干燥能適應工業化大規模生產的要求，干燥產品經連續排料，在后處理上可結合冷卻器和風力輸送，組成連續生產作業線。

2.2 噴霧干燥的不完善之處：①噴霧干燥器的體積傳熱系數較小，對于不能用高溫載熱體干燥的物料，所需的設備就較大。當空氣溫度低于150℃時，容積傳熱系數較低(23～116W·m3·K-1)，所用設備容積大；②廢氣中夾帶的約15%左右微粉需高效分離收集裝置；③單位產品耗熱能及動力耗能大；④對氣體的分離要求較高，對微小粉末狀產品應選擇可靠的氣-固分離裝置，以避免產品的損失及污染周圍環境；⑤經常發生黏壁現象，影響產品質量，目前尚未成熟方法解決黏壁現象；⑥熱效率不高，一般順流塔型為30％～50％，逆流塔型為50％～75％。

3 噴霧干燥器在中藥制藥中的應用

在中藥生產過程中，干燥技術與中藥生產的關系十分緊密，干燥技術的應用是否適宜，將直接影響到制劑產品的品質。因此，在中藥生產過程中根據不同的生產工藝要求、濃縮后物料的性質以及劑型的特點等，選擇適宜的干燥技術與設備是非常重要的。近年來，隨著化工單元裝備逐步適應于中藥生產過程的使用，許多適宜中藥生產的干燥方法與設備不斷得到應用，噴霧干燥就是其中之一。其形式取決于物料的物理特性，以及噴霧干燥設備的流程和操作。噴霧干燥完全不同于其他類型的干燥方法，與其他干燥方法最根本的區別在于：一般的干燥設備都是以結晶顆粒、濾餅類或稠浸膏類物料為干燥對象，噴霧干燥能直接處理各種流體物料，如經提取濃縮后的濃縮液、漿液、混懸液及流浸膏等。因此，噴霧干燥設備是中藥生產過程中干燥單元操作的理想設備。

3.1 當歸醇提濃縮液的干燥原工藝。在當歸醇提液回收乙醇后，以1：1比例添加輔料后，在傳統的噴霧干燥機中噴霧干燥。由于物料物性的緣故，還是有粘壁及吸濕的現象發生。采用CS-16型中藥噴霧干燥機干燥，當歸醇提濃縮液固含量為38％時，不添加任何輔料直接噴霧干燥。實驗表明：當歸醇提濃縮液在塔內沒有吸附的粉末，沒有發生物料的粘壁，收料倉內也沒有粉末結塊的現象。當歸醇提濃縮液干燥工藝條件為：進風溫度160℃，出風溫度75℃，夾套溫度46℃，送風溫度42℃。產品含水量小于3％，溶解性大于92％，符合產品的要求。

3.2 紅景天水提濃縮液的干燥。紅景天水提液經濃縮后，物料的密度為1.089·ml～，用CS-16型中藥噴霧干燥機干燥。干燥工藝條件為：進風溫度145℃，出風溫度70℃，夾套溫度42℃，送風溫度38℃。在干燥過程中干燥室內出現少量粉料的粘壁，收料倉內沒有發生粉料的結塊。實驗室測定紅景天水提工藝的粉料軟化點在38～42℃。

3.3 鹿角片水提濃縮液的干燥鹿角片水提液，經濃縮后用噴霧干燥機干燥。濃縮液的固含量控制在10％左右。采用CS-16型中藥噴霧干燥機干燥。工藝條件為：進風溫度155～160℃，出風溫度75℃，霧化器轉速為21000r·rain'～。得到的粉料均勻，含水量≤3.5％。

3.4去脂膠囊提取液的制備與噴霧干燥。為了確保去脂膠囊噴霧干燥粉的質量，本操作采用正交設計研究，以入塔風溫、出塔風溫、浸膏密度為影響因素，以噴霧干燥粉中45％醇浸出物量、出粉率為考察指標，建立去脂膠囊的最佳噴霧干燥工藝。噴霧干燥方法將噴霧干燥機預熱到試驗入塔風溫，空氣壓力固定在0.4MPa，藥液水浴加熱至溫度達60～70℃，從進液口緩緩加入藥液，控制藥液流速，調節出塔風溫至試驗溫度。噴霧完畢，快速取出藥粉，密封，稱量。產品符合要求。

4 結論

噴霧干燥是中藥制藥工業中較為常用的先進技術之一，應用越來越廣泛，但也存在著一些迫切需要解決的問題:如中藥提取液噴霧干燥時的粘壁與干燥產品吸潮問題；難以處理粘度較大的浸膏；熱敏性物料在噴霧干燥時的氧化問題；中藥提取液是否能夠真正實現直接噴霧制粒；以及噴霧干燥器熱效率低、設備龐大、結構要求高等問題。相信只要充分發揮科技工作者的聰明才智，進行技術改進，噴霧干燥器在中藥制藥行業中的應用是很有前途的。

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[10]發布日期：2008-1-11，2:04:33(閱407次)來源：中國脫硫脫硝資訊網.

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