噴霧幹燥在（zài）製藥工業應用的區別及其（qí）設備的特（tè）點

    噴霧幹燥在製藥工業應用已有幾十年的曆史，經過多年的研究和發展，從當初簡易的（de）噴（pēn）霧幹燥發展到（dào）當（dāng）今多功能、組合型及高效性的噴霧幹（gàn）燥（zào）。然（rán）而，不同型式的噴（pēn）霧幹燥設備所呈現的性能和應用麵也不同（tóng）。本文從噴霧幹燥（zào）的（de）基本（běn）理念入（rù）手，分析了幾（jǐ）種型式噴霧幹燥的區別，同時闡述了噴霧幹燥設備的特點，從而使人們能更好地應用此類設備，也（yě）使得此類設備為我國製藥工業更好（hǎo）服務。

1.噴霧（wù）幹燥的基本理念
1.1噴霧幹燥的（de）基本原理

    噴霧幹燥的定義（yì）：將溶（róng）液、乳濁液、懸濁液等形態（tài）的漿料在熱風中噴霧（wù）成細小液滴，在（zài）它落下（xià）過程中，水分被蒸發而成為粉末狀或顆粒的產品。

    在幹（gàn）燥（zào）塔頂部導入熱風，同時將料（liào）液泵將料漿（jiāng）送至塔頂，經過霧化器噴成霧狀的液（yè）滴，液滴群的表麵積（jī）增大，其與高溫熱風接觸後水分（fèn）迅速蒸發，在極短的時間內便成為幹燥產品，從塔底排出。其中（zhōng），熱風與液滴接觸後溫（wēn）度迅（xùn）速降低而引起濕度增大，作為濕熱廢氣由排風機抽出，廢氣所夾帶細粉（fěn）用分離裝置回收。

    整個幹燥分為等速和減速二（èr）階段。在等速階段，水分（fèn）蒸發是在液滴表麵發生，蒸發速度由蒸（zhēng）汽通過周圍氣膜的擴（kuò）散速度所控製，其動力是周圍熱風與（yǔ）液滴的溫度差，溫度（dù）差越大（dà）蒸發（fā）速度越快，水分通過（guò）顆粒的擴散速度大於（yú）蒸發速度。爾後，當擴（kuò）散速度降低而不能再維持顆（kē）粒表麵的飽（bǎo）和時，蒸發（fā）速度開始減慢，幹燥開（kāi）始進入減速階（jiē）段。在減速階段（duàn），顆粒溫（wēn）度開（kāi）始上升，幹燥結束，此時物料溫度接近周圍空氣溫度。

1.2噴霧幹燥的特點（diǎn）

1.2.1幹燥過程（chéng）中液滴的溫度不高，產品質量好

    噴霧幹燥所使用的溫度範圍廣，即使采（cǎi）用高溫熱風，其排風溫度仍不會高。在幹燥初期，物料溫度（dù）不超過周圍熱空氣的濕球溫度，所幹燥產品質量較好。它在（zài）製藥工業應用意義在於（yú）：不容易發生蛋白蛋變化、維生素的（de）損失或氧化（huà）等（děng）缺陷，對熱敏性藥物的質量（liàng）基（jī）本接（jiē）近真空幹燥的標準。

1.2.2幹燥（zào）後產品具有良好的（de）分散性（xìng）、流動性和溶解性

    由於幹（gàn）燥過程是在潔淨空氣中完成（chéng）的（de），產品（pǐn）基本上能保（bǎo）持與（yǔ）液滴相近似的球狀，故之。

1.2.3幹燥（zào）速度^迅速

    料（liào）液噴霧後，表麵積增大，在高溫氣流作用下，能瞬間蒸（zhēng）發掉95%~98%的水（shuǐ）分，完成（chéng）幹燥時間一（yī）般僅（jǐn）需10~40s（相對（duì）1l料液（yè）而言）。

1.2.4過（guò）程簡單、控（kòng）製方便及適用連續規模生產（chǎn）

    噴霧幹燥（zào）常用於含濕量40%~60%的物料，特殊物料可（kě）高達90%，可不經濃（nóng）縮也能（néng）一次幹燥成（chéng）粉體。噴霧幹（gàn）燥後產品（pǐn）大都不（bú）需再進（jìn）行（háng）粉碎或篩（shāi）選工序，從而使整（zhěng）個生產過程簡單化。同時，能在一定範圍內可改變操作（zuò）條件（jiàn）來控製產品的粒徑、鬆密度和水分等（děng）性能指標。此外，由於，幹燥產品能連（lián）續排料，故噴霧幹燥能適用連續規模生產。

1.2.5整個操（cāo）作密閉性，適用於潔淨生產區域

    由於噴霧幹燥（zào）操作在密閉的塔內（nèi）進行，避免了交叉汙染和粉塵飛揚，適合於製（zhì）藥工業中原料藥生產，特別是無菌原料藥（yào）的生產。

1.2.6噴霧幹燥的不完善之處

    噴霧幹燥的不完善之處：一是當熱風溫度（dù）低於150℃時，熱容（róng）量係數低（dī）（相應蒸發強度低（dī）），故塔的體（tǐ）積會變大；二是廢氣中夾帶的約15%左右微粉需高效分（fèn）離收集裝置。

1.3噴霧幹燥在（zài）製藥工業的（de）應用範圍

    噴霧幹燥可廣泛應用（yòng）於原料藥的生產，可應用品種有：阿莫西林（lín）、安（ān）比西林、阿可匹林、雙氫鏈黴素、卡那黴素、氨（ān）苄青黴素、青黴素類、四環素（sù）、鏈黴霧（wù）、琥氯黴素、磺胺噻唑、維（wéi）生素A、維生素E、維（wéi）生（shēng）素B12、氫氧氯化鋁、硫酸鋁庶糖脂、澱粉酶、硫酸鋇、乳酸鈣、泛酸鈣、荷（hé）爾蒙、左旋賴氨酸、煙酸、蛋白酶、蘆丁衍生物、肝（gān）精等。

2.噴霧幹燥的型式區別（bié）與比較（jiào）

2.1噴霧幹燥（zào）的型式區別

    噴霧幹燥的型式分類有多種，按流程可分為：開放式、封閉循環式、自惰循環（huán）式和半封閉循環式；按噴霧和氣（qì）體流動方向分為：並流型、逆流型及混合流；按霧化方法（fǎ）可分為：離心式、壓力式和氣流式。其中，霧化（huà）方法分（fèn）類是常（cháng）用可見的方式，下文重點談（tán）霧（wù）化器。

2.1.1霧化（huà）器（qì）的作（zuò）用

    霧（wù）化器（qì）的作用是整個噴霧幹（gàn）燥的心髒，它（tā）直接影（yǐng）響到產品（pǐn）的質量和經濟指標。霧（wù）化器分散度越高，幹燥（zào）效率越大；霧化（huà）越均勻，產品的含水量變化越小。因此，霧化器既要保證料液的分散度，又要使粒度變化控製在^小限度（dù）。

2.1.2“三類（lèi）”霧（wù）化器的特點

2.1.2.1離心式霧化器的特點

    離心式霧（wù）化（huà）：料液在高速（sù）轉盤（圓周速度90~160m/s）中受離心力作（zuò）用從（cóng）盤邊（biān）緣甩出而霧化。其 是利用高速旋轉盤作用，當液處注入（rù）盤麵時，液體受到二種力作用，一是離心力和（hé）重（chóng）力作用下得到（dào）加速而分裂霧化；二是液（yè）體和周圍空氣同時接觸麵處，存在摩擦力促使形成霧滴。前者為離心霧化，後者為速度霧化，實際上這二者是同時存在的。

    離心式霧化器的霧化效果與料液特性、流（liú）量、圓盤形狀直徑及速度（dù）直（zhí）接有關。離心（xīn）式霧化過程的（de）“三大”特點：

    ①直接分裂成液滴，當料液（yè）流量較少時，料液受離心力作用，在圓盤周圍隆起成半球狀，其直徑取決於離心力和料液粘度及表麵張力。當離心（xīn）力大於表麵張（zhāng）力時，圓（yuán）盤周邊的液滴立（lì）即被拋出而分裂霧化。

    ②絲狀割裂成液滴，當料液流量較大而轉速加（jiā）快時，半球狀物料液（yè）被拉成許多絲狀射流。液量增加（jiā），圓盤周邊的液絲也增加，如果液量達到一定數量後，液（yè）絲變粗，而絲數（shù）不再增加。拋出的液絲極不（bú）穩定，在離周邊不遠處（chù）即被（bèi）分離成球狀小（xiǎo）液滴。

    ③膜絲（sī）分裂成液滴（dī），當料液流量繼（jì）續增大時，液絲數量與絲經均不再增加，液絲間互相並成薄膜，拋出液膜離圓盤周邊一定（dìng）距（jù）離（lí）後，被（bèi）分裂成分（fèn）布較（jiào）廣的液滴。若液體在圓盤表麵滑動能減到^小時，則可使液體高速噴出，在圓盤周邊與空氣摩（mó）擦（cā）而分裂霧化。

2.1.2.2壓力式霧化器的特點

    壓力式霧化：用（yòng）高壓泵使（shǐ）液體獲得（dé）高壓，高壓液體通過噴嘴時，將壓力（lì）能（néng）轉變為動能而高速噴出時分散為霧滴。當液（yè）體（tǐ）從單一孔中經加壓後獲得的霧化，這是由於受外力作用，液體從（cóng）噴嘴出口處不遠的距離，克服表麵張力，從液膜分裂（liè）成細線，加上湍流徑向分速度和周圍空氣相對速度的影響，使液（yè）線再分裂成大（dà）小不同的（de）液滴，壓力式霧（wù）化器也是從此原理出發的。

    壓（yā）力式霧化器的特點：①結構簡（jiǎn）單，操作無噪（zào）聲；②改變噴嘴內部結構，易得到（dào）所需的霧化形狀；③大規模生產可采用（yòng）多（duō）噴嘴噴霧（wù）。

    壓力式霧化器的缺點：①生產過程中流量無法調節；②噴嘴噴（pēn）孔口徑（jìng）小於1mm時，易產生堵塞；③不適用粘度高的（de）膠狀料液及有固相分（fèn）解的懸（xuán）濁液噴霧；④噴嘴（zuǐ）易磨損。

2.1.2.3氣流式霧化器的特點

    氣流式霧化（huà）（又稱二流體噴霧）：采（cǎi）用壓縮空氣以很高的速度從噴嘴噴（pēn）出（≥300 m/s），依靠氣（qì）液兩相間的速度差所產生的摩擦力，使料液分裂為（wéi）霧滴。其利用蒸汽或壓縮空氣的高速運（yùn）動，使料液在噴嘴出口（kǒu）處相遇而產生液膜分裂並（bìng）霧化。由於料液速度不大，而（ér）氣流速度很高，這二種流體存在著的相對速度，液膜被拉成絲，然後分裂成細小霧滴，霧滴大小取決於相對速度和（hé）料液粘度。

氣（qì）流式霧（wù）化有局限性，隻有在熱空氣溫度高於300℃時采用蒸汽噴射才有意義，一般（bān）使用蒸汽壓力為0.3-0.7MPa，使用（yòng）壓縮空氣壓力為0.2-0.5MPa時（shí），液滴平均（jun1）直徑為10-60μm。

2.2以霧化器分類的噴霧幹（gàn）燥比較

3.幾種（zhǒng）常用噴霧幹燥設備特點的簡述

以下結合（hé）我公司的幾種噴霧（wù）幹燥設備在製藥（yào）工業應用特點，作一（yī）簡述，能使使用者有更好了解，也使我公司的產品更好應（yīng）用與服務於製藥工（gōng）業。

3.1LPG高速離心噴霧幹燥機

    LPG高速離心噴霧幹燥機^適（shì）用於（yú）從溶（róng）液、乳液、懸浮液（yè）和（hé）可塑性糊狀液體原料中生成粉狀、顆粒狀或塊狀固體產品。因（yīn）此，當成品的顆粒（lì）大小分布、殘留（liú）水分含量、堆積密度和顆粒形狀必須符合（hé）^的標準時。

空氣經過濾後加（jiā）熱，由（yóu）幹燥器頂部空（kōng）氣分（fèn）配器分配進入幹燥室（shì）。料液經離心霧化器噴霧成極（jí）細微的霧狀滴，與熱空氣並流（liú）接觸（chù）在極短的時間內可幹燥成（chéng）成品。成品連續地由幹燥塔（tǎ）底部和旋風分離器中收集，廢氣（qì）由風機排出。
    LPG高速離心噴（pēn）霧幹燥機特點：
    ①幹燥速度快，料液經霧化後表麵積大大（dà）增大，在熱風氣流中，瞬間就可蒸（zhēng）發95%-98%的水分（fèn），完成幹燥時間僅需數秒，特別適用於熱敏性物料的幹燥。

    ②產品具有良好的均勻度、流動性和溶解性，產品純度高，質量（liàng）好。

    ③生（shēng）產過程簡化，操作控製方便。對於含濕量40%—60%的液（yè）體能一次（cì）幹燥成粉粒產（chǎn）品，幹燥後不需粉碎和篩選，減少生產工序，提高產（chǎn）品（pǐn）純度。對產品粒徑、堆（duī）積密度（dù）、水分，可通（tōng）過改變操作條件進行調整，控製（zhì）和管理方（fāng）便。

3.2WPG無菌噴霧（wù）幹燥機

    WPG無菌噴霧幹燥機無菌生產是醫（yī）藥工業中粉針劑（jì）生產的主（zhǔ）要設備，抗生素藥品如硫酸鏈黴素、卡那黴素硫酸鹽等，在其生產過程中都要使用無菌噴霧幹燥（zào）來製造成品。在無菌噴霧幹燥係統中，所（suǒ）有進（jìn）入係統的物料（liào）和空氣都必須除（chú）菌過濾。產品的收集也（yě）必須在無菌室（shì）內進行，對噴霧用的壓縮空氣也需淨化後方能使用。
    幹燥（zào）空氣經初效、中效，高效（xiào）三級過（guò）濾淨化，經加熱器加熱與物料霧化傳熱傳質，幹燥後的成品和濕熱空氣由旋風分離。成品在無菌室淨化工作台（tái）收集包裝，尾氣經袋式濾塵器捕集後排空。

    裝（zhuāng）置采用二流體氣（qì）流噴（pēn）霧器，結構（gòu）簡單，氣流分布好，霧化均勻，能達到無菌噴霧要求。噴霧塔內設清掃裝置（zhì），便於清理塔壁附粉。熱空氣淨化選用初效，中（zhōng）效和高效三級過濾係統（tǒng），故空氣淨化質量高，達到GMP藥品生產要求。

3.3ZLG中藥浸膏噴霧幹燥機    

    ZLG中（zhōng）藥浸（jìn）膏噴霧幹燥機該機采用全封閉形式,所有部件均采用不鏽鋼製造（zào）,配有三（sān）級淨化裝置,過濾後的空氣達十萬（wàn）級要（yào）求.簡體（tǐ）與頂部裝有冷卻裝置,使壁溫達〈80℃,物料在（zài）塔壁上停留不焦化變質,增加了收粉率(達95%以上)。
    基本原理:中藥浸膏高速離心噴霧裝置是離心式噴霧幹燥技（jì）術在特定物料幹燥中的應用（yòng）,也是利用高速離心式霧化器使物料分散成霧狀，與熱空（kōng）氣充分（fèn）接觸，完成瞬間幹燥，形成粉狀成品的幹燥裝（zhuāng）置。
    中藥浸膏專用幹燥機是（shì）中藥浸膏和產物提（tí）取液的（de）噴霧（wù）幹燥機，它解決了物料在原LPG高速噴霧幹燥機在（zài）中藥中出現的以下情況：①物料粘（zhān）壁，收粉率低；②、物（wù）料在塔壁上停留時間產生焦化變（biàn）質現象；③難以清洗，不符合GMP要求；④產量低：LPG-150型噴霧幹燥機（jī），其產量隻能處理50-60kg/h料液。
    鑒於以（yǐ）上狀況，我公司根（gēn）據中（zhōng）藥浸（jìn）膏的物料性質與工藝要求設計中藥浸膏幹燥機，設計（jì）中藥浸膏的幹燥造粒工藝，幹燥後的物料顏色好、不（bú）變質、提高了幹燥設備使用的經（jīng）濟效益，中（zhōng）藥浸膏與LPG高速離心噴（pēn）霧幹燥機相（xiàng）比（bǐ）有以下特點：①采用了三級空氣過濾淨化度，達到30萬級；②采用了（le）冷卻裝置，使內壁溫度達到80℃，物料在壁上停留過濾不“焦化”；③整個體（tǐ）積是（shì）原LPG標（biāo）準離（lí）心噴霧的3.5倍；④采用快開清洗裝置（zhì），適用於多品種生產要求；⑤除塵采用了濕法除塵，使粉塵無外出，符合環保要求，同時采用氣掃裝置，其效（xiào）果更令人滿（mǎn）意；⑥提供霧化器2台，並采用變頻調速；⑦采用（yòng）了PLC控製，程控係統屏幕顯示；⑧采用幹空氣密封閉輸（shū）送。

3.4PGL係列噴霧幹燥（zào）製粒機

    PGL係列有B型/C型二種，PGL-B噴霧幹燥製粒機集噴霧幹燥/流化（huà）製粒於一體，實現（xiàn）液態物料一步法製粒；PGL-C噴霧幹燥製粒機集（jí）混合（hé）、噴霧幹燥、製（zhì）粒、顆粒包衣多功能（néng）於一（yī）體。
    1)PGL-B噴霧幹燥製粒機（jī）采（cǎi）用噴霧工藝，特別適用微生物（wù）料、熱（rè）敏性物料，功效比FL沸騰製粒機高（gāo）1—2倍；產品終水（shuǐ）分（fèn）可達0．1%，配備返粉裝置，成粒率≥95％，可製0.2-2mm顆粒。同（tóng）時，改進設計的內混式（shì）多流體霧化器，可處理浸膏比重達1.3g／cm3。

    PGL-B噴霧幹燥製粒機可適用於片劑、衝劑、膠囊劑顆粒，也可適用低糖、無糖的中成藥顆（kē）粒。

    2)PGL-C噴霧幹燥製粒機可進行片劑、衝劑、膠囊顆（kē）粒製備，緩釋顆粒製備，低糖、無糖（táng）、小劑量顆粒製備等。製出的顆粒速溶、衝劑（jì）易（yì）於溶（róng）化、片劑易於崩解，利（lì）用液態物料作為潤濕粘合劑，可節約大量乙（yǐ）醇溶媒。

    設備於密閉負（fù）壓下工作，內表麵光潔、無死角、符合GMP要求；整個幹（gàn）燥空間溫度均勻、配套多流體霧化器、可有效提高生產效率並保障產品質量；自（zì）動化程度得到進一步提高，操作簡單，可有效（xiào）保障產品質量的穩定性。

3.5YPG壓力式噴霧幹燥造粒（lì）機

    YPG壓力式噴霧幹燥造粒（lì）機是將（jiāng）料液壓入位（wèi）於塔體頂部的噴嘴霧化成微小霧滴（dī），同塔頂熱風平行而下完成幹燥（zào）。YPG壓力式噴（pēn）霧幹燥造粒機的工藝流程，該機具有收塵率高，無（wú）粘壁、節能高效（xiào）等特點，特別適用於熱敏性物料如（rú）中藥浸膏、藥膠、酵母、維生素、抗（kàng）生素、澱粉酶、脂肪酶等幹（gàn）燥。

3.6QPG氣流噴霧（wù）幹（gàn）燥機

    QPG氣流（liú）噴霧幹（gàn）燥機（jī）的工藝流程，潔淨空氣加熱後進入幹燥塔，在塔內熱風中用二流體（或三流（liú）體）噴嘴將各種料液霧化成微小液滴，與熱風進行快速熱交換，蒸發掉液料中（zhōng）的水分（或溶（róng）劑），並隨熱風排出，得到粉狀產品。
    QPG氣流噴霧幹燥機尤其對粘性大、膏狀、漿糊狀物料（liào）效果佳，其它設備無法替代。該產品屬實驗型多品種、低溫幹燥應（yīng）用廣。其噴嘴結構簡單，維修方便，運行費用較高。

4.小結

    本文從噴霧幹（gàn）燥的基本理念入手，使（shǐ）人們對（duì）不同型式噴霧幹燥有更進一步的了解。同（tóng）時（shí），對（duì）我公司近年來研發（fā）的噴霧幹（gàn）燥設備的特點作了綜（zōng）合性簡述。而（ér）噴霧幹燥這門技術有（yǒu）著其（qí）特殊性，不同的（de）產品具有不同的幹燥工藝和粉粒規則（zé），沒有能適用各種不同要求的單（dān）一噴霧幹燥機型。噴霧至今仍被視作一種技藝，實驗是正確造（zào）型的基礎（chǔ）。我公司有實驗設（shè）備專供用戶進行物料的工藝性試驗，同時也能完成此類設備的交鑰匙工程。本文寫此文的目的是為噴霧幹燥係列設（shè）備能為我國製藥工業更好服務，也期待同行有更新、更好（hǎo）的噴霧幹燥設備的問世。