噴霧幹燥技術是用噴霧的方(fāng)法,使物料以(yǐ)霧滴狀態分(fèn)散於熱氣流(liú)中,物料(liào)與(yǔ)熱氣體充分(fèn)接觸,在(zài)瞬間完成(chéng)傳熱和(hé)傳質的過程,使溶劑(包(bāo)括水和(hé)有機溶媒)迅(xùn)速蒸發為氣體,達到(dào)幹燥的(de)目的。噴霧幹燥技術在我國製藥行業中應用廣泛,在口服固體製劑領域,常(cháng)用於高熱敏性藥品和(hé)料液濃縮過(guò)程中易分解藥品的(de)幹燥。所得產品粒度細小、均勻,流動性和速溶性好。
口(kǒu)服(fú)原(yuán)料藥的工藝要求:口服固體製劑種(zhǒng)類繁多,具體的工藝要求也千差萬別,在噴霧幹燥機(jī)設(shè)計製造的過程中,^好針對不同的品種做不同的設計,以(yǐ)達到設備和工藝(yì)相適(shì)應的理想狀態。固體製劑生產在選用噴霧幹燥機時,經常會提出(chū)下麵所列的一些要求:
一.潔淨要求
原料藥生產的主要工序需要在十萬級的潔淨環境中進行,噴霧幹(gàn)燥就是質量控(kòng)製的(de)重要工序。噴霧幹燥機(jī)接觸物料(liào)的部(bù)分,要采用不(bú)鏽鋼材質(zhì),對於酸腐(fǔ)蝕性(xìng)較強的物料,^好選用316L不鏽鋼。幹燥腔、旋風分(fèn)離器、過濾器等直接接觸物料的部件,應內壁(bì)光滑(huá),無死角,易於清掃,易於拆卸,方便(biàn)清洗。噴(pēn)霧(wù)幹燥機往往會體係龐(páng)大,因此不能(néng)整(zhěng)體都放在潔淨區域,經常隻(zhī)將收集物料的部分放(fàng)在潔淨區,這就(jiù)要求(qiú)係統密閉(bì)性能好,以防(fáng)外部汙(wū)染不會係統。
二.避免(miǎn)粘壁
粘壁現象迄今為止仍然是妨(fáng)礙噴霧幹燥機正常操作的一個突出(chū)問題,固體製劑(jì)(特別是中藥)的噴霧幹燥過程尤為明顯。物料粘壁(bì)不僅不(bú)利於(yú)收集操作,而且隨(suí)著時間的延(yán)長,敏(mǐn)感的粘壁物料會發生變質,變為不合格物料。從工(gōng)藝角度出發,解(jiě)決手段包(bāo)括(kuò)選(xuǎn)用合適的溶劑,增加輔料,改變工藝(yì)參數,但是這(zhè)些方法(fǎ)可調(diào)節的餘地不是很大,因此必須從設備的角度尋求根本(běn)的解決方案。國內外^對幹燥過程中的粘壁和結塊問題進行了深入研究,一致認為造成粘壁的主要原因是壁溫。
以下列舉了防止粘壁的五種可能(néng)途徑(jìng):
1.采用夾壁幹燥塔(tǎ),其間用空氣冷卻,使壁溫保持(chí)在(zài)50℃以下;
2.通(tōng)過塔壁旋氣片切向引(yǐn)入二次空氣冷(lěng)卻(què)塔壁;
3.塔內近壁處安裝由一(yī)排噴嘴組成的氣掃帚,並使之沿塔壁緩慢轉動;
4.塔壁增加氣錘,通過氣錘的敲擊,強製使粘壁物料脫離(lí);
5.增加加工的精(jīng)度,塔內壁拋光也可以(yǐ)*粘壁。
三.自控性能
噴霧幹燥是個連續生產的過程,控製點比較多。比如密閉循環係統的控製點包括:進料濃度、進料速度、進風速度(dù)、進風溫度、係統壓力、各部件壓差、氣體純度檢(jiǎn)測等等,依靠傳(chuán)統的手動調節非(fēi)常困難。一套好的(de)自動控製係統,可以(yǐ)使整(zhěng)個噴霧幹燥係統運轉順暢(chàng),降低產品(pǐn)的不合格率,減少*隱患。目前國內產品在自控方麵比較落後,而國外的(de)一些*設備,比如丹麥尼魯公司的(de)噴霧幹燥機,在自控方麵技術(shù)就已經非常比較成熟。
四.幹燥(zào)效果
由於口服原料藥還需要進一步完成製劑工藝,在(zài)提高製劑(jì)效果和^終(zhōng)藥品的服(fú)用吸收效果方麵(miàn),對噴霧幹燥產品的物(wù)理性質提出不同(tóng)的要求。首先,水分含量是幹燥產品的*指標,一般要求(qiú)控製(zhì)在一定的範圍,不能(néng)過(guò)高或過低。其次,藥物(wù)的分裝一般按照體積來控製裝量,這就要求產品的堆密度穩定(dìng),產品的流動性要好。口服衝劑則(zé)往往要求速溶性。一般說來,改變霧化的分散度或適當改變操作條件以控製幹燥速率,可以製得(dé)具有不同堆密度的(de)產(chǎn)品,但變化的幅度是(shì)有限的。在改善物性方麵值得一提的(de)一種技術(shù)是(shì)泡沫噴(pēn)霧幹燥,即將進料液體先泡沫化後再行噴霧幹燥。該方法^初是為提高熱效率而(ér)提出的,後來用以調整產品的物性。現已證明,泡沫(mò)噴霧(wù)幹燥製得(dé)的產品粒徑大、多孔、多(duō)凹陷、表麵粗糙,具有良好的速(sù)溶性(xìng)。另外,口服原料藥還會有一些特殊的要求,比如:顆粒(lì)形狀。有的要求球形(xíng)顆粒,顆粒大小均勻。一般來說,通過改變霧化方式,可以得到(dào)不同形狀的顆(kē)粒。原料藥廠家在選擇噴霧幹燥機之前,^好在設備製造企業的協助下,進行參數優化的實驗,以確定(dìng)一個理想的(de)參數組合,*噴出藥品(pǐn)的幹燥效果。
五.保護措施
由(yóu)於(yú)藥品的不同性(xìng)質(zhì),對設備的保護設計方麵也提出(chū)一(yī)些更高的(de)要(yào)求。用(yòng)有機溶劑溶解的物料,在幹燥(zào)時要(yào)求整個係統必須滿(mǎn)足防爆(bào)要求。在電機、儀表、控製閥等配件設計(jì)時都要(yào)選擇(zé)防(fáng)爆型。另外,為防止溶劑(jì)和空氣混合為爆炸氣體,係統也不能采用開放式,而必須(xū)采用密閉循環係統,並且載體要選用惰性氣體(tǐ),如氮氣等。除此之外,一些易氧化物料的幹燥,也要采(cǎi)用以氮氣(qì)為載(zǎi)體的密閉循環係統。
六.環境保護
噴霧幹燥的產品為細粒子,為了適應環境保護的要求,噴霧幹燥係統隻用旋風分離器(qì)分離產品、淨化尾氣還是不夠的,一般還要用(yòng)袋式除塵器淨化(huà),使尾氣中的含塵量低於50mg/(nm)3氣體;或(huò)選用(yòng)濕式洗滌器,可將尾(wěi)氣含塵量降到15~35mg/(nm)3氣體。采用氮氣做載體時,係統要注意密閉,排氣口要引到室(shì)外。
七.降低成本
熱空氣進口溫度在並流操作時為250~500℃,逆流操作時為200~300℃,霧(wù)化幹燥(zào)後出口溫度一般控製在60~100℃。噴(pēn)霧幹燥(zào)的熱利用率(lǜ)較低,工業規模的噴霧幹燥器,熱效率(lǜ)一(yī)般為(wéi)30%~50%。國外帶有廢熱回收的噴霧幹燥,熱效率可達到(dào)70%,但這種設備隻有在生產能力大於100kg(水)/h時才有經(jīng)濟意義(yì)。但在用到氮氣載(zǎi)體和有機溶劑時(shí),采(cǎi)用密閉循環係統(tǒng),可使氮(dàn)氣循環使用,溶劑冷凝套用,從而有效地(dì)降低了生產成本。
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