喷雾干燥技术在制药工业的应用

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1、喷雾干燥技术在制药工业的应用专业班级：2014级制药工程姓名：曹亮课程名称：化工原理摘要：对喷雾干燥技术的基木原理、工艺流程、特点、屮药制剂屮的应用等进行Y综述。关键词：喷雾干燥；屮药制剂；应用喷雾干燥技术己宥100多年的历史，它在工业上的应用也宥近百年的历史，开始只限于蛋粉、奶粉等少数产品的生产，随着不断深人的研究和发展，现已在化学、食品、医药、农药、陶瓷、水泥、水产、林业、冶金等工业生产屮广泛应用。喷雾干燥技术的研究早在19世纪初，最早是LaMcmtl865年提出喷雾干燥法来处理蛋Cl,但作岀极为重要的贡献的是美W的SamIPerCy的发明。论述了

2、喷雾干燥的实质。干燥在制药生产屮特别是在屮药制药生产中具宥重耍地位。近年来宥许多适宜中药生产的千燥技术和设备问世，喷雾干燥是干燥技术中较为先进的方法之一，越来越多地被利用于中药提取液的干燥及新产品的开发。喷雾干燥技术在屮药生产以及新剂型的开发上起着越来越重要的作用。木文对喷雾千燥技术及其在中药制剂中的应用综述如下。1.喷雾干燥的原理和特点1.1原理喷雾干燥器属于热风直接式干燥设备。工作时，雾化器（喷嘴）将原料液分解成雾滴,并将其抛涧T温度为120〜300°C的热气流屮，利用雾滴运动时与热气流的速度差，使物料在几秒至十几秒内迅速干燥。喷雾干燥的原料液可以

3、是溶液、乳浊液、悬浊液，也可以是熔融液或膏糊液。干燥产品町根据工艺要求制成粉状、颗粒状、闭粒状甚至空心球状。根据雾滴与气流的混合形式，干燥器可分成并流型、逆流型和混合型，图1为常用的并流喷雾干燥装置示意图［1］。1.2特点（1）生产过程简化、操作控制方便。喷雾干燥能将液态物料直接干燥成固态产品，简化了传统工艺所需的蒸发、结晶、分离、干燥、粉碎等-•系列单元操作，且通过改变操作条件，方便地调节产品的粒径、松密度、水分含量等。（2）干燥迅速，干燥过程中物料的温度不超过热空气的湿球温度，不会产生过热现象，物料冇效成分损失少，故特别适合丁•热敏性物料的干燥（逆

4、流式除外）。(3)干燥产品具有良好的分散性、流动性和溶解性。(4)由于喷雾干燥在密闭的容器屮进行，因此可防止污染环境。(5)喷雾干燥可连续操作，能适应工业化大规模生产的耍求。喷雾干燥的缺点表现在单位产品能耗人，热效率和体积传热系数均较低，设备体积人，结构较复杂，一次性投资较大等［2］。1.喷雾干燥技术2.1喷雾干燥的基本流程首先，物料经过过滤器由泵输送到喷雾干燥器顶端的雾化器中雾化为雾滴。与此同时,空气进入鼓风经过过滤器、空气加热器及空气分布器送入到喷雾干燥器的顶端；空气和雾滴在喷雾干燥器顶端接触、混合，进行传和传质，完成干燥的过程［3］。最终产品由塔

5、底的收集装置进行收集，废气经旋风分离器由出风口排入人气。喷雾干燥的干燥介质大多数是空气。但是考虑到一些有机溶剂在空气屮易燃易爆，改用惰性气体(如氮气等)作为干燥介质，流程也改为闭路循环系统。有机溶剂进行冋收处理，惰性气体循环使用。2.2喷雾干燥的过程阶段喷雾干燥的过程可分为三个基本阶段：①料液的雾化。②雾滴和干燥介质接触、混合及流动，即传热和传质。③干燥产品与空气分离［4］。2.3喷雾干燥的新生形式除了传统喷雾干燥形式，近年来还派生一些新型的喷雾干燥形式，包括喷雾冷冻干燥和过热蒸汽喷雾干燥。2.3.1喷雾冷冻干燥常规喷雾干燥采用的干燥介质在整个蒸发干燥

6、的过程屮会达到一定的温度，但是考虑到一些特殊物料的特性，例如医药及生化产品等，它们都含宥大量的生物活性成分，无法承受高温的介质环境，因此，大多数产品的生产会选择真空冷冻干燥。但是冷冻干燥存在着操作吋间讼、能耗高、需要对产品进行二次处理等诸多不足。近年来，国外研究人员开始把冷冻干燥和喷雾干燥结合起来，进而形成了新的干燥技术，即喷雾冷冻干燥技术［5］。2.3.2过热蒸汽喷雾干燥过热蒸汽喷雾干燥是近年來发展起來的一项新技术，它是指利用过热蒸汽与被干燥物料直接接触而除去水分的一种干燥方式。与传统热风喷雾干燥相比，过热蒸汽喷雾干燥是以水蒸汽为干燥介质，干燥后所排

7、出的废气仍然为蒸汽，可通过冷凝冋收的方法将蒸汽的潜热再次加以利用。而且，由于水蒸汽的热容量比空气大一倍，使干燥介质的消耗量明显减小，能显著降低单位热耗。过热蒸汽进行喷雾干燥的优势主耍体现在节约能源和减少危险两个方面。与传统的烟道气或者热空气相比，改用过热蒸汽能够宥效节能50%-80%。采用过热蒸汽进行喷雾干燥，因系统中没冇氧气，也减少了可能存在的燃烧、爆炸危险［6］。1.喷雾干燥技术的应用3.1中药提取液的干燥喷雾干燥技术町以将中药提取液的浓缩、干燥、粉碎等操作一步完成，大大简化了从中药提取液到成品或半成品的生产工艺，缩短Y干燥吋间，提高Y屮药的生产效

8、率和产品质量。与传统的干燥产品和比,应用喷雾干燥得到的粉末或颗粒大小形状均匀一致、流动性好、含