噴霧干燥技術在口服固體制劑生產中的應用
發布時間：2022/1/3 瀏覽次數：
噴(pen)霧干(gan)燥技(ji)術是(shi)用(yong)噴(pen)霧的(de)方法，使(shi)物(wu)料(liao)以霧滴狀態分散于(yu)熱(re)氣(qi)流中(zhong)，物(wu)料(liao)與熱(re)氣(qi)體(ti)充分接觸(chu)，在瞬間(jian)完成傳熱(re)和(he)傳質的(de)過(guo)(guo)程(cheng)，使(shi)溶劑（包括水和(he)有(you)機溶媒(mei)）迅速(su)蒸發為氣(qi)體(ti)，達到干(gan)燥的(de)目的(de)。噴(pen)霧干(gan)燥技(ji)術在我國(guo)制(zhi)藥行(xing)業中(zhong)應(ying)用(yong)廣泛，在口服固體(ti)制(zhi)劑領域，常用(yong)于(yu)高熱(re)敏性(xing)藥品(pin)(pin)和(he)料(liao)液(ye)濃縮(suo)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)易分解藥品(pin)(pin)的(de)干(gan)燥。所得(de)產品(pin)(pin)粒度細小、均(jun)勻，流動性(xing)和(he)速(su)溶性(xing)好。
噴霧干燥機的特點及分類
噴霧(wu)(wu)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)機是將(jiang)溶液(ye)或懸浮液(ye)直接(jie)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)為固體(ti)(ti)顆粒(li)的干(gan)(gan)燥(zao)(zao)設備。可由料(liao)液(ye)直接(jie)獲(huo)得干(gan)(gan)燥(zao)(zao)產品，省去(qu)蒸發、結晶(jing)、分離及粉碎等單元操作，可連續、自動化生產，操作穩定。采用(yong)這種干(gan)(gan)燥(zao)(zao)方法，噴霧(wu)(wu)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)機中(zhong)氣固兩相接(jie)觸(chu)表面積(ji)大(da)，干(gan)(gan)燥(zao)(zao)時間(jian)短，一般(ban)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)時間(jian)為5～30s，適宜于干(gan)(gan)燥(zao)(zao)熱(re)敏性(xing)物料(liao)。干(gan)(gan)燥(zao)(zao)所得產品質量良好，可獲(huo)得30～50μm的微(wei)粒(li)，產品流動性(xing)和速溶性(xing)好。缺點是干(gan)(gan)燥(zao)(zao)器(qi)的體(ti)(ti)積(ji)大(da)，傳熱(re)系數低(di)(di)，導致熱(re)效率低(di)(di)，動力消(xiao)耗(hao)大(da)。
噴(pen)(pen)霧干燥(zao)機的分(fen)類方法(fa)有很多(duo)種，按氣液流向可(ke)分(fen)為并流式、逆流式和混流式；按霧化器的安裝方式可(ke)分(fen)為上噴(pen)(pen)下式、下噴(pen)(pen)上式；按霧化器的結構可(ke)分(fen)為離心式、壓力式和氣流式；按加熱氣體(ti)是(shi)否循環可(ke)分(fen)為開放式、部分(fen)循環式和密閉式。
噴霧(wu)干(gan)燥(zao)的(de)基(ji)本流程（密閉(bi)式）
料(liao)(liao)液(ye)通(tong)過(guo)(guo)(guo)霧化器霧化，分(fen)(fen)(fen)散為(wei)細小霧滴進入干(gan)(gan)燥腔(qiang)，同時，加(jia)熱(re)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)經鼓風(feng)機送入加(jia)熱(re)器升溫，然后進入干(gan)(gan)燥腔(qiang)。料(liao)(liao)液(ye)霧滴與(yu)熱(re)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)在干(gan)(gan)燥腔(qiang)內充分(fen)(fen)(fen)混合、接(jie)觸。液(ye)滴中(zhong)的(de)(de)(de)液(ye)體(ti)(ti)瞬間蒸發為(wei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)，物(wu)料(liao)(liao)干(gan)(gan)燥成細小的(de)(de)(de)顆粒(li)。混合的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)固兩(liang)相被(bei)引(yin)風(feng)機吸入旋風(feng)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)器，兩(liang)相分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，固體(ti)(ti)物(wu)料(liao)(liao)沉降到底部收集器，氣(qi)(qi)(qi)(qi)相被(bei)引(yin)送至粉塵過(guo)(guo)(guo)濾器，捕集逃逸的(de)(de)(de)物(wu)料(liao)(liao)。過(guo)(guo)(guo)濾氣(qi)(qi)(qi)(qi)相經過(guo)(guo)(guo)冷凝(ning)器冷凝(ning)后，氣(qi)(qi)(qi)(qi)相攜(xie)帶的(de)(de)(de)溶劑變(bian)成液(ye)體(ti)(ti)，可收集套(tao)用，作為(wei)載體(ti)(ti)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)被(bei)干(gan)(gan)燥后則在系統中(zhong)循環使(shi)用。流程(cheng)圖如下(xia)：
口服原料藥的工藝(yi)要(yao)求
口(kou)服固體制(zhi)劑(ji)種(zhong)類(lei)繁多，具(ju)體的(de)工(gong)藝(yi)要求也(ye)千差萬別，在噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)機(ji)設計(ji)制(zhi)造的(de)過(guo)程中，***好針(zhen)對不同的(de)品種(zhong)做不同的(de)設計(ji)，以(yi)達到(dao)設備(bei)和(he)工(gong)藝(yi)相(xiang)適應的(de)***佳狀(zhuang)態。固體制(zhi)劑(ji)生(sheng)產在選(xuan)用(yong)噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)機(ji)時，經常會(hui)提出(chu)下面所列(lie)的(de)一些要求：
1．潔凈要求（以下7個小標題請改成斜體(ti)）
原料藥生產(chan)的(de)主要工序需要在十萬級(ji)的(de)潔凈(jing)環(huan)境中進行，噴霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)就(jiu)是質量控制的(de)重要工序。噴霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)機接觸物(wu)(wu)料的(de)部(bu)分(fen)(fen)，要采用(yong)不銹(xiu)鋼材(cai)質，對(dui)于(yu)酸腐蝕性較強(qiang)的(de)物(wu)(wu)料，***好選用(yong)316L不銹(xiu)鋼。干(gan)燥(zao)(zao)腔(qiang)、旋(xuan)風分(fen)(fen)離器、過(guo)濾器等直(zhi)接接觸物(wu)(wu)料的(de)部(bu)件，應內(nei)壁光滑，無死角，易于(yu)清(qing)掃，易于(yu)拆(chai)卸，方便(bian)清(qing)洗。噴霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)機往往會(hui)體系龐大，因此不能整體都放在潔凈(jing)區(qu)域，經常只將(jiang)收集物(wu)(wu)料的(de)部(bu)分(fen)(fen)放在潔凈(jing)區(qu)，這(zhe)就(jiu)要求系統(tong)密(mi)閉性能好，以防外部(bu)污(wu)染(ran)不會(hui)系統(tong)。
2．避免(mian)粘(zhan)壁
粘壁(bi)現(xian)象迄今為(wei)止仍然是妨礙噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)機正常操(cao)作的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個突出問題(ti)，固體制劑（特別(bie)是中(zhong)藥）的(de)(de)(de)(de)(de)噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)過程尤為(wei)明顯。物(wu)料(liao)粘壁(bi)不僅(jin)不利于收集操(cao)作，而且隨著時間的(de)(de)(de)(de)(de)延長，敏(min)感的(de)(de)(de)(de)(de)粘壁(bi)物(wu)料(liao)會(hui)發生變質，變為(wei)不合格(ge)物(wu)料(liao)。從工藝角度出發，解決手段包括(kuo)選用合適的(de)(de)(de)(de)(de)溶劑，增加輔料(liao)，改變工藝參數，但是這些方法可調節的(de)(de)(de)(de)(de)余地不是很大，因此(ci)必須(xu)從設備的(de)(de)(de)(de)(de)角度尋求根本的(de)(de)(de)(de)(de)解決方案。國(guo)內外專(zhuan)家對干燥(zao)過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)粘壁(bi)和結塊問題(ti)進行了深(shen)入研究，一(yi)致認為(wei)造成粘壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因是壁(bi)溫(wen)。以下列舉了防止粘壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)五種(zhong)可能途徑(jing)：
* 采用夾壁干燥塔(ta)，其(qi)間用空(kong)氣(qi)冷卻，使(shi)壁溫保(bao)持在(zai)50℃以下；
* 通過塔(ta)壁(bi)(bi)旋氣片切向引(yin)入二次空氣冷卻塔(ta)壁(bi)(bi)；
* 塔內近壁(bi)處安裝由(you)一排噴嘴組成的氣掃帚(zhou)，并使之沿塔壁(bi)緩慢轉動(dong)；
* 塔壁增加氣(qi)錘(chui)，通過(guo)氣(qi)錘(chui)的敲(qiao)擊，強(qiang)制使粘壁物料脫離；
* 增加加工的精度，塔(ta)內(nei)壁(bi)拋光也(ye)可以減(jian)輕(qing)粘壁(bi)。
3．自控性能
噴(pen)(pen)霧(wu)干燥是個(ge)(ge)連續生產的(de)過程，控(kong)制點比較多。比如(ru)密閉(bi)循環(huan)系統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)控(kong)制點包括：進(jin)料濃度(du)、進(jin)料速(su)度(du)、進(jin)風速(su)度(du)、進(jin)風溫(wen)度(du)、系統(tong)(tong)(tong)(tong)壓(ya)力、各部件壓(ya)差、氣(qi)體純(chun)度(du)檢測等等，依(yi)靠傳統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)手動調節非常困難。一(yi)套好的(de)自(zi)動控(kong)制系統(tong)(tong)(tong)(tong)，可以使整個(ge)(ge)噴(pen)(pen)霧(wu)干燥系統(tong)(tong)(tong)(tong)運轉順暢，降低產品的(de)不合格率，減少(shao)安(an)全隱(yin)患。目(mu)前國內產品在自(zi)控(kong)方(fang)面(mian)比較落(luo)后，而國外(wai)的(de)一(yi)些先進(jin)設備(bei)，比如(ru)丹麥尼魯公司的(de)噴(pen)(pen)霧(wu)干燥機，在自(zi)控(kong)方(fang)面(mian)技術就已經非常比較成熟(shu)。
4．干燥效果
由于口(kou)服原(yuan)料(liao)(liao)(liao)藥(yao)(yao)還需要進一(yi)步(bu)完成(cheng)制(zhi)劑(ji)(ji)工(gong)藝，在(zai)提(ti)(ti)高制(zhi)劑(ji)(ji)效果(guo)和***終藥(yao)(yao)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)服用(yong)吸收效果(guo)方(fang)面(mian)，對噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)(xing)質提(ti)(ti)出(chu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)。首先，水分(fen)含量是(shi)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)***指(zhi)標，一(yi)般(ban)要求(qiu)控制(zhi)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)范圍，不(bu)(bu)能過(guo)高或過(guo)低。其次，藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)裝(zhuang)一(yi)般(ban)按照體積來(lai)控制(zhi)裝(zhuang)量，這就要求(qiu)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)密度(du)穩定(ding)，產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)流動性(xing)(xing)(xing)(xing)要好(hao)(hao)。口(kou)服沖劑(ji)(ji)則(ze)往往要求(qiu)速(su)(su)溶性(xing)(xing)(xing)(xing)。一(yi)般(ban)說來(lai)，改(gai)變(bian)霧化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)散度(du)或適當(dang)改(gai)變(bian)操(cao)作條(tiao)件以控制(zhi)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)速(su)(su)率，可以制(zhi)得(de)具有(you)不(bu)(bu)同(tong)(tong)堆(dui)密度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)，但變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)幅(fu)度(du)是(shi)有(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)改(gai)善物(wu)性(xing)(xing)(xing)(xing)方(fang)面(mian)值得(de)一(yi)提(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種技術是(shi)泡沫噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)，即將進料(liao)(liao)(liao)液體先泡沫化(hua)(hua)后再行(xing)噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)。該方(fang)法***初是(shi)為提(ti)(ti)高熱效率而提(ti)(ti)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)，后來(lai)用(yong)以調整產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)性(xing)(xing)(xing)(xing)。現已證明，泡沫噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)粒(li)徑大(da)、多(duo)孔、多(duo)凹陷、表面(mian)粗(cu)糙，具有(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)溶性(xing)(xing)(xing)(xing)。另外(wai)，口(kou)服原(yuan)料(liao)(liao)(liao)藥(yao)(yao)還會有(you)一(yi)些特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)，比如：顆(ke)(ke)(ke)粒(li)形狀(zhuang)。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)球形顆(ke)(ke)(ke)粒(li)，顆(ke)(ke)(ke)粒(li)大(da)小均(jun)勻(yun)。一(yi)般(ban)來(lai)說，通過(guo)改(gai)變(bian)霧化(hua)(hua)方(fang)式，可以得(de)到不(bu)(bu)同(tong)(tong)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)。原(yuan)料(liao)(liao)(liao)藥(yao)(yao)廠家在(zai)選擇(ze)噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)機之(zhi)前，***好(hao)(hao)在(zai)設備制(zhi)造(zao)企業的(de)(de)(de)(de)(de)協助(zhu)下，進行(xing)參數(shu)優(you)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗，以確(que)定(ding)一(yi)個***佳的(de)(de)(de)(de)(de)參數(shu)組合(he)，確(que)保噴(pen)(pen)出(chu)藥(yao)(yao)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)效果(guo)。
5．保護(hu)措施
由(you)于藥(yao)品(pin)的不同(tong)性(xing)質，對設備的保護設計方(fang)面也(ye)提出一些更高(gao)的要求(qiu)(qiu)。用(yong)有機(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)溶(rong)(rong)解的物料，在干(gan)燥時要求(qiu)(qiu)整個系(xi)統(tong)必須滿(man)足防爆要求(qiu)(qiu)。在電機(ji)、儀表、控制閥(fa)等配件(jian)設計時都(dou)要選擇防爆型。另外(wai)，為防止溶(rong)(rong)劑(ji)和空氣(qi)(qi)混(hun)合為爆炸氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，系(xi)統(tong)也(ye)不能采(cai)用(yong)開放式，而必須采(cai)用(yong)密閉循環系(xi)統(tong)，并且載體(ti)(ti)(ti)要選用(yong)惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)，如(ru)氮(dan)氣(qi)(qi)等。除(chu)此之外(wai)，一些易(yi)氧化物料的干(gan)燥，也(ye)要采(cai)用(yong)以氮(dan)氣(qi)(qi)為載體(ti)(ti)(ti)的密閉循環系(xi)統(tong)。
6．環境保護(hu)
噴霧干燥的產品(pin)為細粒子，為了適應環境(jing)保護的要(yao)求，噴霧干燥系統(tong)只用(yong)旋風分(fen)離器(qi)(qi)分(fen)離產品(pin)、凈(jing)化尾(wei)氣(qi)還是不夠的，一(yi)般還要(yao)用(yong)袋式除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)凈(jing)化，使尾(wei)氣(qi)中的含(han)塵(chen)(chen)量低于50mg/（nm）3氣(qi)體(ti)；或選用(yong)濕式洗滌器(qi)(qi)，可(ke)將尾(wei)氣(qi)含(han)塵(chen)(chen)量降到15～35mg/（nm）3氣(qi)體(ti)。采(cai)用(yong)氮氣(qi)做(zuo)載體(ti)時，系統(tong)要(yao)注意密閉，排氣(qi)口要(yao)引到室外。
7．降低成本
熱(re)(re)空(kong)氣(qi)進口(kou)溫度在(zai)并流操作(zuo)時(shi)為(wei)250～500℃，逆流操作(zuo)時(shi)為(wei)200～300℃，霧化干燥(zao)后出口(kou)溫度一般控制(zhi)在(zai)60～100℃。噴霧干燥(zao)的(de)熱(re)(re)利用率較低，工(gong)業規模的(de)噴霧干燥(zao)器，熱(re)(re)效(xiao)率一般為(wei)30%～50%。國外(wai)帶有(you)(you)廢熱(re)(re)回收的(de)噴霧干燥(zao)，熱(re)(re)效(xiao)率可(ke)達到(dao)(dao)70%，但這種設備只(zhi)有(you)(you)在(zai)生(sheng)產能力大于(yu)100kg（水）/h時(shi)才有(you)(you)經濟意(yi)義。但在(zai)用到(dao)(dao)氮氣(qi)載體和有(you)(you)機溶(rong)劑時(shi)，采用密閉循(xun)環(huan)系統，可(ke)使氮氣(qi)循(xun)環(huan)使用，溶(rong)劑冷凝套(tao)用，從(cong)而有(you)(you)效(xiao)地降低了生(sheng)產成本。
國(guo)內(nei)噴(pen)霧干(gan)燥機(ji)生(sheng)產廠(chang)家(jia)正在不斷提高技術(shu)水(shui)平(ping)，解決噴(pen)霧干(gan)燥在口服(fu)原料(liao)藥(yao)領域的(de)(de)(de)(de)技術(shu)難題(ti)，相信在不遠的(de)(de)(de)(de)將來，一(yi)定能(neng)夠(gou)生(sheng)產出更(geng)為適用的(de)(de)(de)(de)、質優價廉的(de)(de)(de)(de)產品，使我國(guo)的(de)(de)(de)(de)噴(pen)霧干(gan)燥技術(shu)達(da)到世界的(de)(de)(de)(de)***水(shui)平(ping)。
