噴霧干燥技術在口服固體制劑生產中的應用
發布時間：2023/1/28 瀏覽次數：
噴(pen)霧干燥(zao)(zao)技術是用(yong)(yong)噴(pen)霧的(de)(de)方法(fa)，使物(wu)(wu)料(liao)以霧滴狀態(tai)分(fen)(fen)散于熱氣(qi)流(liu)中(zhong)，物(wu)(wu)料(liao)與(yu)熱氣(qi)體(ti)充(chong)分(fen)(fen)接觸，在(zai)瞬(shun)間完成(cheng)傳熱和傳質的(de)(de)過(guo)程(cheng)，使溶劑（包括水和有機溶媒）迅速蒸發為(wei)氣(qi)體(ti)，達到干燥(zao)(zao)的(de)(de)目的(de)(de)。噴(pen)霧干燥(zao)(zao)技術在(zai)我國制(zhi)藥(yao)行業中(zhong)應(ying)用(yong)(yong)廣泛(fan)，在(zai)口(kou)服固體(ti)制(zhi)劑領域(yu)，常(chang)用(yong)(yong)于高(gao)熱敏性(xing)藥(yao)品(pin)和料(liao)液濃(nong)縮(suo)過(guo)程(cheng)中(zhong)易(yi)分(fen)(fen)解藥(yao)品(pin)的(de)(de)干燥(zao)(zao)。所得產品(pin)粒度(du)細小(xiao)、均勻(yun)，流(liu)動性(xing)和速溶性(xing)好。
噴霧(wu)干(gan)燥機的特(te)點及分類
噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)機是將溶(rong)(rong)液(ye)或懸浮液(ye)直接(jie)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)為固體顆粒的(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)設(she)備。可(ke)由料(liao)液(ye)直接(jie)獲得(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)產品(pin)(pin)，省去(qu)蒸(zheng)發、結(jie)晶、分離(li)及粉碎等單元操(cao)作，可(ke)連續、自動化生產，操(cao)作穩定(ding)。采用這(zhe)種干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)方法，噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)機中氣固兩相接(jie)觸表面積大，干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)時間短，一般干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)時間為5～30s，適宜(yi)于干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)熱敏性(xing)(xing)物料(liao)。干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)所(suo)得(de)產品(pin)(pin)質量良(liang)好，可(ke)獲得(de)30～50μm的(de)微(wei)粒，產品(pin)(pin)流動性(xing)(xing)和(he)速(su)溶(rong)(rong)性(xing)(xing)好。缺點(dian)是干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)器的(de)體積大，傳熱系(xi)數(shu)低(di)，導(dao)致熱效率低(di)，動力消耗大。
噴(pen)霧干(gan)燥機的(de)分(fen)類(lei)方(fang)法有很多種，按氣(qi)(qi)液流向可分(fen)為并流式、逆流式和(he)混流式；按霧化(hua)器的(de)安裝方(fang)式可分(fen)為上噴(pen)下(xia)式、下(xia)噴(pen)上式；按霧化(hua)器的(de)結構(gou)可分(fen)為離心式、壓力式和(he)氣(qi)(qi)流式；按加熱氣(qi)(qi)體(ti)是否循(xun)環(huan)可分(fen)為開放式、部分(fen)循(xun)環(huan)式和(he)密閉式。
噴霧干燥的基本(ben)流程(cheng)（密(mi)閉(bi)式）
料(liao)(liao)液通過(guo)霧(wu)化(hua)器霧(wu)化(hua)，分(fen)(fen)(fen)散為(wei)細(xi)小霧(wu)滴(di)進(jin)入干燥(zao)腔，同時，加(jia)熱(re)氣(qi)(qi)體(ti)經鼓風機(ji)送(song)入加(jia)熱(re)器升(sheng)溫，然后(hou)進(jin)入干燥(zao)腔。料(liao)(liao)液霧(wu)滴(di)與熱(re)氣(qi)(qi)體(ti)在(zai)干燥(zao)腔內充(chong)分(fen)(fen)(fen)混(hun)合、接觸(chu)。液滴(di)中(zhong)的(de)液體(ti)瞬間(jian)蒸發為(wei)氣(qi)(qi)體(ti)，物(wu)料(liao)(liao)干燥(zao)成細(xi)小的(de)顆粒。混(hun)合的(de)氣(qi)(qi)固(gu)兩相被(bei)引風機(ji)吸(xi)入旋風分(fen)(fen)(fen)離(li)器，兩相分(fen)(fen)(fen)離(li)，固(gu)體(ti)物(wu)料(liao)(liao)沉降到底(di)部收集器，氣(qi)(qi)相被(bei)引送(song)至(zhi)粉塵過(guo)濾器，捕集逃逸的(de)物(wu)料(liao)(liao)。過(guo)濾氣(qi)(qi)相經過(guo)冷(leng)凝器冷(leng)凝后(hou)，氣(qi)(qi)相攜帶的(de)溶(rong)劑變成液體(ti)，可收集套用，作為(wei)載體(ti)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)被(bei)干燥(zao)后(hou)則(ze)在(zai)系統中(zhong)循環使用。流程圖如下(xia)：
口服原(yuan)料藥(yao)的工藝要求(qiu)
口服固體制劑種類繁多，具體的(de)(de)工藝要(yao)求也千(qian)差萬別，在(zai)噴(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)機設計制造的(de)(de)過(guo)程中，***好針對(dui)不同(tong)(tong)的(de)(de)品種做(zuo)不同(tong)(tong)的(de)(de)設計，以達到設備和工藝相適應的(de)(de)***佳(jia)狀態(tai)。固體制劑生產在(zai)選(xuan)用噴(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)機時，經常會(hui)提出下面(mian)所列的(de)(de)一些(xie)要(yao)求：
1．潔凈要求（以下7個(ge)小標題請改成斜體）
原料(liao)藥生產(chan)的(de)(de)(de)主要(yao)工序(xu)需(xu)要(yao)在十萬級的(de)(de)(de)潔凈環境中(zhong)進行，噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)就(jiu)(jiu)是質量控制的(de)(de)(de)重要(yao)工序(xu)。噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)機接觸(chu)(chu)物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)部分(fen)，要(yao)采用不銹鋼材質，對于酸腐蝕性較強的(de)(de)(de)物(wu)料(liao)，***好(hao)選用316L不銹鋼。干(gan)燥(zao)腔、旋風分(fen)離器(qi)、過濾器(qi)等直接接觸(chu)(chu)物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)部件，應內(nei)壁光滑，無死角，易于清(qing)掃，易于拆卸(xie)，方便清(qing)洗。噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)機往(wang)往(wang)會體(ti)(ti)系龐大，因此不能整體(ti)(ti)都放(fang)在潔凈區域(yu)，經常只將收集物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)部分(fen)放(fang)在潔凈區，這就(jiu)(jiu)要(yao)求系統(tong)密(mi)閉(bi)性能好(hao)，以防外部污染不會系統(tong)。
2．避免粘壁
粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)現象迄今(jin)為止仍然是(shi)妨礙噴(pen)霧干燥(zao)機正常操(cao)作(zuo)的(de)一個突出(chu)問題，固體(ti)制劑（特別是(shi)中藥）的(de)噴(pen)霧干燥(zao)過程尤為明顯。物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)不僅不利于(yu)收集(ji)操(cao)作(zuo)，而且(qie)隨(sui)著時間(jian)的(de)延長，敏感的(de)粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)會(hui)發生變質，變為不合格(ge)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)。從工(gong)藝(yi)(yi)角度(du)出(chu)發，解決(jue)手段包(bao)括選用合適的(de)溶劑，增加輔(fu)料(liao)(liao)(liao)，改變工(gong)藝(yi)(yi)參數，但是(shi)這些方(fang)法可調節的(de)余地不是(shi)很(hen)大，因此必須(xu)從設備的(de)角度(du)尋求根本的(de)解決(jue)方(fang)案。國內外專(zhuan)家(jia)對干燥(zao)過程中的(de)粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)和結塊問題進行了深入研究，一致認(ren)為造成粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)的(de)主要原因是(shi)壁(bi)溫。以下列舉了防止粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)的(de)五種可能(neng)途徑：
* 采用(yong)夾壁干燥塔，其間用(yong)空氣(qi)冷卻，使壁溫保持在50℃以下；
* 通過(guo)塔(ta)壁旋氣片切向引(yin)入二次空氣冷卻塔(ta)壁；
* 塔內近壁處(chu)安(an)裝(zhuang)由一排噴嘴組成的氣掃帚(zhou)，并(bing)使(shi)之沿塔壁緩慢轉(zhuan)動；
* 塔壁(bi)增(zeng)加氣(qi)錘，通過氣(qi)錘的敲擊(ji)，強制使粘壁(bi)物料脫離；
* 增加(jia)加(jia)工(gong)的精度，塔內壁拋光也(ye)可(ke)以減輕粘壁。
3．自控(kong)性能
噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)是個連續生產(chan)的(de)過程，控制(zhi)點(dian)比較多。比如密閉循環系統(tong)的(de)控制(zhi)點(dian)包括(kuo)：進(jin)料(liao)濃度(du)、進(jin)料(liao)速(su)度(du)、進(jin)風速(su)度(du)、進(jin)風溫(wen)度(du)、系統(tong)壓(ya)(ya)力、各部件壓(ya)(ya)差、氣體(ti)純度(du)檢測等等，依(yi)靠(kao)傳統(tong)的(de)手動(dong)調節(jie)非常(chang)困難。一(yi)套好的(de)自(zi)(zi)動(dong)控制(zhi)系統(tong)，可以使整個噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)系統(tong)運轉順暢，降低產(chan)品(pin)的(de)不(bu)合格率(lv)，減少安全(quan)隱患。目(mu)前國(guo)內產(chan)品(pin)在自(zi)(zi)控方面(mian)比較落后(hou)，而國(guo)外的(de)一(yi)些先進(jin)設備，比如丹麥尼(ni)魯(lu)公司的(de)噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)機，在自(zi)(zi)控方面(mian)技術就已(yi)經非常(chang)比較成熟。
4．干燥效(xiao)果
由于口服原料藥(yao)(yao)還(huan)(huan)需要(yao)進一(yi)(yi)(yi)步完成制(zhi)劑工(gong)藝，在提(ti)高(gao)(gao)制(zhi)劑效果(guo)(guo)和***終藥(yao)(yao)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)服用吸收效果(guo)(guo)方(fang)面(mian)(mian)，對噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理性(xing)質提(ti)出(chu)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。首先，水分(fen)含量是(shi)干(gan)燥(zao)(zao)產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)***指標，一(yi)(yi)(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)控制(zhi)在一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)范圍，不能(neng)過高(gao)(gao)或過低(di)。其(qi)次(ci)，藥(yao)(yao)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)裝一(yi)(yi)(yi)般(ban)按照體積(ji)來(lai)控制(zhi)裝量，這就要(yao)求(qiu)產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)密(mi)度(du)(du)穩定，產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)流動性(xing)要(yao)好。口服沖劑則往(wang)(wang)往(wang)(wang)要(yao)求(qiu)速(su)溶性(xing)。一(yi)(yi)(yi)般(ban)說(shuo)來(lai)，改變(bian)(bian)霧(wu)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)散度(du)(du)或適當改變(bian)(bian)操作條(tiao)件以(yi)(yi)控制(zhi)干(gan)燥(zao)(zao)速(su)率，可以(yi)(yi)制(zhi)得具(ju)有不同(tong)堆(dui)密(mi)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)產品(pin)(pin)(pin)，但(dan)變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)幅度(du)(du)是(shi)有限的(de)(de)(de)(de)(de)。在改善物(wu)(wu)性(xing)方(fang)面(mian)(mian)值(zhi)得一(yi)(yi)(yi)提(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種技(ji)術是(shi)泡沫(mo)噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)，即(ji)將進料液體先泡沫(mo)化(hua)后(hou)再行噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)。該方(fang)法***初是(shi)為(wei)提(ti)高(gao)(gao)熱(re)效率而提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)，后(hou)來(lai)用以(yi)(yi)調整產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)性(xing)。現已證明(ming)，泡沫(mo)噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)制(zhi)得的(de)(de)(de)(de)(de)產品(pin)(pin)(pin)粒(li)徑大(da)、多孔(kong)、多凹陷、表(biao)面(mian)(mian)粗糙，具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)溶性(xing)。另(ling)外，口服原料藥(yao)(yao)還(huan)(huan)會(hui)有一(yi)(yi)(yi)些特殊的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，比如：顆粒(li)形狀。有的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)球形顆粒(li)，顆粒(li)大(da)小均勻。一(yi)(yi)(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，通過改變(bian)(bian)霧(wu)化(hua)方(fang)式(shi)，可以(yi)(yi)得到不同(tong)形狀的(de)(de)(de)(de)(de)顆粒(li)。原料藥(yao)(yao)廠(chang)家在選擇噴(pen)(pen)霧(wu)干(gan)燥(zao)(zao)機之前，***好在設(she)備(bei)制(zhi)造(zao)企業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)助下，進行參數優(you)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗，以(yi)(yi)確定一(yi)(yi)(yi)個***佳的(de)(de)(de)(de)(de)參數組合，確保噴(pen)(pen)出(chu)藥(yao)(yao)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)燥(zao)(zao)效果(guo)(guo)。
5．保(bao)護措施
由(you)于藥(yao)品(pin)的不同性質(zhi)，對設備的保護設計方面也提出一(yi)些更高的要(yao)求。用(yong)(yong)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)溶(rong)解的物料(liao)，在(zai)干燥(zao)時要(yao)求整個系統必須滿足防爆要(yao)求。在(zai)電機(ji)、儀表、控制閥等配件設計時都要(yao)選(xuan)擇防爆型。另外，為防止溶(rong)劑(ji)和空氣(qi)混合為爆炸氣(qi)體，系統也不能采用(yong)(yong)開放(fang)式，而必須采用(yong)(yong)密(mi)閉(bi)循環系統，并且(qie)載體要(yao)選(xuan)用(yong)(yong)惰性氣(qi)體，如(ru)氮氣(qi)等。除此之外，一(yi)些易氧(yang)化物料(liao)的干燥(zao)，也要(yao)采用(yong)(yong)以氮氣(qi)為載體的密(mi)閉(bi)循環系統。
6．環境保護(hu)
噴(pen)霧(wu)干燥的產品(pin)(pin)為(wei)細粒子(zi)，為(wei)了適應環境保護的要求，噴(pen)霧(wu)干燥系統(tong)只用旋(xuan)風分(fen)離器(qi)分(fen)離產品(pin)(pin)、凈化(hua)(hua)尾氣(qi)還是不夠的，一(yi)般(ban)還要用袋式除塵器(qi)凈化(hua)(hua)，使尾氣(qi)中(zhong)的含(han)塵量低于50mg/（nm）3氣(qi)體(ti)；或(huo)選用濕(shi)式洗滌(di)器(qi)，可將尾氣(qi)含(han)塵量降到15～35mg/（nm）3氣(qi)體(ti)。采(cai)用氮氣(qi)做載體(ti)時，系統(tong)要注意密閉，排氣(qi)口要引到室(shi)外。
7．降(jiang)低成本
熱(re)(re)空(kong)氣進口溫(wen)(wen)度在并流(liu)(liu)操作時為(wei)(wei)250～500℃，逆流(liu)(liu)操作時為(wei)(wei)200～300℃，霧(wu)化干(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)后出(chu)口溫(wen)(wen)度一般控制在60～100℃。噴霧(wu)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)的熱(re)(re)利(li)用(yong)率(lv)較低，工(gong)業(ye)規模的噴霧(wu)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)器，熱(re)(re)效(xiao)率(lv)一般為(wei)(wei)30%～50%。國(guo)外帶有(you)(you)廢熱(re)(re)回(hui)收(shou)的噴霧(wu)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)，熱(re)(re)效(xiao)率(lv)可達到(dao)70%，但(dan)這種設備只有(you)(you)在生(sheng)產能力(li)大于(yu)100kg（水(shui)）/h時才有(you)(you)經(jing)濟意義。但(dan)在用(yong)到(dao)氮(dan)(dan)氣載體(ti)和有(you)(you)機溶劑時，采(cai)用(yong)密(mi)閉循(xun)環系統，可使(shi)氮(dan)(dan)氣循(xun)環使(shi)用(yong)，溶劑冷凝(ning)套用(yong)，從而有(you)(you)效(xiao)地(di)降低了生(sheng)產成本(ben)。
國(guo)內噴霧干燥機生(sheng)產(chan)廠家正(zheng)在(zai)不(bu)斷提高技術水平，解(jie)決噴霧干燥在(zai)口服原料(liao)藥領(ling)域的(de)技術難題(ti)，相信(xin)在(zai)不(bu)遠(yuan)的(de)將來，一定能夠生(sheng)產(chan)出更為(wei)適用的(de)、質(zhi)優價(jia)廉的(de)產(chan)品(pin)，使我國(guo)的(de)噴霧干燥技術達(da)到世界(jie)的(de)***水平。
