防熔融噴霧造粒干燥機及其工藝流程的創新

顧曉峰 陸文光 趙厚林 臧德耿

（江蘇宇通干燥工程有限公司，江蘇常州213116）

0 引言

中藥大部分是從植物的根、莖、葉中提取所得，其制取方法是將中藥原材料經過蒸、煮后形成浸膏狀（通常稱為中藥浸膏），中藥浸膏中有大量的水分，必須經過干燥后變成顆粒狀（或粉粒狀）灌入膠囊，再進行壓片或制丸等工藝操作，最后形成中成藥，便于人們服用。

如何更好地完成中藥浸膏的干燥一直是制藥裝備行業需要解決的難題。我司經過長期調研，參考了很多國內外有關資料，最終研發出了“防熔融噴霧造粒干燥機”，它適用于易熔融、含糖分多、易吸濕物料的干燥，能有效解決物料的粘壁問題，極其適用于中藥浸膏的干燥。

1 中藥浸膏干燥設備簡述

以往中藥浸膏多采用真空干燥設備和微波干燥機進行干燥，但這兩種設備有如下缺點：（1）產量小，干燥時間長，不能滿足中藥規模化生產的需求；（2）干燥后形成的產品均為餅狀，還需要破碎、過篩等工序，操作繁瑣。

后來出現了以日本大川原公司為代表生產的“中藥浸膏專用離心噴霧干燥機”，雖然它可以大大地提高產量，且干燥塔內的粘壁現象也明顯減少，但仍有一個最大的缺陷，即在塔體內安裝了一套吹掃裝置，采用壓縮空氣將吸附在塔體內壁的細粉吹掉，但吹掃裝置本身也會有積料無法及時清除，時間長了，該部分積料長期處在高溫區，可能變黃、焦化、變質，落入產品中對物料造成污染，嚴重時甚至使產品報廢，造成極大的浪費。

在能較好地解決物料粘壁問題的前提下，離心噴霧干燥機是目前最適用于中藥浸膏干燥的一種干燥設備。為此，我司對原有的離心噴霧干燥機進行了改造，既有干燥工藝上的改進，又有干燥塔體結構上的創新。

2 干燥工藝的改進

2.1 原離心噴霧干燥機工藝流程

原離心噴霧干燥機的工藝流程大致分為以下兩種方式：

（1）并流式：濕物料和熱風從塔頂進入干燥塔內，一起向塔底流動，在流動中濕物料與熱空氣進行充分接觸，并完成傳熱、傳質的交換過程，使物料干燥。

（2）按尾氣排放和干物料的出料方式，又可分為兩類：第一類，塔底出料和旋風出料結合式，即在干燥塔下部的錐體底部有出料口，絕大部分物料從此處排出并進入料筒，尾氣則從設在錐體中間部位的排風管道排出，尾氣中帶有一定量的物料，在旋風分離器中收集并排入料筒，此種方式的缺點是在錐體內橫向安裝的排風管上方易積料，而且很難清除，時間長了積料會發黃、變質。第二類，尾氣和物料均由干燥塔下部的錐體底部一起經過管道排出，由旋風分離器進行氣固分離，此種方式一般要設計兩級旋風分離。

2.2 工藝流程的改進

上述離心噴霧干燥機的干燥工藝流程，都不能解決物料的熔融問題。為此，我司研發的“防熔融噴霧造粒干燥機”的工藝流程改進具體如下：

在錐體下部向塔體內通入經過除濕的冷空氣，與物料成逆向流動，使干燥后的熱物料與冷空氣進行熱交換，將物料溫度降低至物料軟化點以下，以此避免物料軟化、發黏情況的發生。干燥后的物料由塔底排出，尾氣在主塔的圓柱體和圓錐體結合部四周均勻排出，尾氣中所夾帶的少量物料由旋風分離器收集并排出。

防熔融噴霧造粒干燥機的優點：（1）避免了物料熔融現象的發生，同時解決了物料的粘壁問題。（2）干燥后的物料溫度降低，可直接包裝。（3）錐體無管道存在，不存在積料問題。

防熔融噴霧造粒干燥機工藝流程如圖1所示。

圖1 防熔融噴霧造粒干燥機工藝流程

3 結構創新

為了適應新的干燥工藝流程的需要，防熔融噴霧造粒干燥機對原離心噴霧干燥機的塔體結構進行了改進。原離心噴霧干燥機的主塔結構，上部為圓柱體，下部為圓錐體，兩段直接對焊在一起。而防熔融噴霧造粒干燥機則將錐體的上端直徑加大，將圓柱體插入到錐體內，靠圓環和螺釘連接。

改進后的塔體結構特點：（1）把排風口設在直徑加大的圓錐體頂端的圓環上，均勻分布的4個排風口，使塔體內的排風和壓力分布均勻；（2）圓錐體上端直徑加大，使該處的風速減小，便于物料沉降，使尾氣中夾帶的物料減少，提高旋風分離器的分離效率；（3）在圓錐體中取消了排風管道，減少了積料的可能性，有效地保證了產品的質量。

防熔融噴霧造粒干燥機的主塔結構如圖2所示。

圖2 防熔融噴霧造粒干燥機的主塔結構

4 防熔融噴霧造粒干燥機的主要技術指標

（1）干燥強度：2～3.5 kg/（m3·h）；

（2）物料收率：≥99%；

（3）霧化器轉速：8 000～20 000 r/min；

（4）主塔圓柱體內風速：0.15～0.2 m/s；

（5）除濕冷風相對濕度控制在：20%～30%。

防熔融噴霧造粒干燥機的運行參數優化后，具有以下優勢：（1）干燥產品經冷風冷卻后，可以直接包裝，無需另外增加冷卻裝置；（2）尾氣排放處風的流速減小且均勻，減少了尾氣中夾帶的粉料，只需一級旋風分離后即可排放，客觀上減少了對環境的污染，符合環保要求。

5 結語

本文介紹的防熔融噴霧造粒干燥機對原離心噴霧干燥機的塔體結構進行了創新，并改進了干燥工藝流程。同時，采用通冷風技術，防止了物料熔融現象的發生，避免了物料粘壁，解決了物料干燥時易熔融、含糖多、易吸濕的問題，是用于中藥制劑中浸膏干燥的優良設備。

中藥浸膏干燥過程中物料粘壁問題的解決，有利于減少干燥器的清理、清洗次數，增加設備的運行時間，這對藥品生產企業來講，可以增加產量，減少干燥成本，提升企業經濟效益。

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