关注喷雾干燥技术应用注意的细节问题
作者:毛女生 来源:搏斯威 2015-09-29 浏览量:633
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关注喷雾干燥技术应用注意的细节问题
近年来,喷雾干燥技术在制药行业中得到广泛应用,在固体制剂领域,该技术常用于高热敏性药品和料液浓缩过程中易分解药品的干燥。在应用过程中,不
同原料药会对喷雾干燥产生不同的特殊要求。应该注意一下细节问题:
■保证洁净要求
有些原料药生产的主要工序需要在10万级的洁净环境中进行,喷雾干燥是其质量控制的重要工序。为保证药品的质量,喷雾干燥机接触物料的部分要采用不锈钢材质,对于酸腐蚀性较强的物料最好选用316L不锈钢。干燥腔、旋风分离器、过滤器等直接接触物料的部件,应内壁光滑,无死角,易于拆卸,方便清洗。喷雾干燥机由于体系庞大,不能整体都放在洁净区域,经常只将收集物料的部分放在洁净区,这种情况下就要求系统密闭性能好,以防外部污染系统。
■避免粘壁现象
在固体制剂(特别是中药)的喷雾干燥过程中,粘壁现象是妨碍喷雾干燥机正常操作的一个突出问题。物料粘壁不仅不利于收集操作,而且随着时间的延长,敏感的粘壁物料会变质成为不合格物料。从工艺角度出发,解决手段包括选用合适的溶剂,增加辅料,改变工艺参数,但是这些方法可调节的余地不是很大,因此必须从设备的角度寻求根本的解决方案。近年来,国内外专家对干燥过程中的粘壁和结块问题进行了研究,认为造成粘壁的主要原因是壁温,从而总结了防止粘壁的五种措施:采用夹壁干燥塔,其间用空气冷却,使壁温保持在50℃以下;通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁;塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的气扫帚,并使之沿塔壁缓慢转动;塔壁增加气锤,通过气锤的敲击,强制使粘壁物料脱离;增加加工的精度,塔内壁抛
光也可以减轻粘壁。
■改进自控性能
喷雾干燥是连续生产过程,其密闭循环系统的控制点包括:进料浓度、进料速度、进风速度、进风温度、系统压力、各部件压差、气体纯度检测等,依靠传统的手动调节非常困难,所以必须加强系统的自控性。一套好的自控系统,可以使整个喷雾干燥系统运转顺畅,降低产品的不合格率,减少安全隐患。
■满足不同物理性质要求
原料药经过喷雾干燥后,还需要进一步完成制剂工艺,因此在提高制剂效果和最终药品的服用吸收效果方面,不同的生产要求会对喷雾干燥产品的物理性质提出不同的要求。药物的分装一般按照体积来控制装量,这就要求产品的堆密度稳定,产品的
流动性要好,而口服冲剂则往往要求速溶性。改变雾化的分散度或适当改变操作条件以控制干燥速率,可以制得具有不同堆密度的产品,但变化的幅度有限。当前,在改善物理性质方面有一种新技术——泡沫喷雾干燥,即将进料液体先泡沫化后再行喷雾干燥。该方法最初是为提高热效率而提出的,后来用以调整产品的物理性质。现已证明,泡沫喷雾干燥制得的产品粒径大、多孔、多凹陷、表面粗糙,具有良好的速溶性。另外,口服原料药还会有一些特殊的要求,比如颗粒形状等。生产实践证明,通过改变雾化方式可以得到不同形状的颗粒。
■安全保护措施不可少
某些药品的特殊性对设备的保护设计也会提出更高的要求。用有机溶剂溶解的物料,在干燥时要求整个系统必须满足防爆要求,同时在电机、仪表、控制阀等配件设计时都要选择防爆型。另外,为防止溶剂和空气混合为爆炸气体,系统必须采用密闭循环系统,载体要选用惰性气体,如氮气等。除此之外,一些易氧化物料的干燥,也要采用以氮气为载体的密闭循环系统。
■环保指标须达标
喷雾干燥的产品为细粒子,容易形成粉尘。为适应环保的要求,只用目前常规配置的旋风分离器分离产品、净化尾气是不够的,还可以加用袋式除尘器净化,使尾气含尘量低于50毫克/立方纳米气体即可达标;或选用湿式洗涤器,将尾气含尘量降到15~35毫克/立方纳米气体。采用氮气做载体时,系统要注意密闭,排气口要引到室外。
■提高热利用率是当务之急热空气进口温度在并流操作时为250℃~500℃,逆流操作时为200℃~300℃,雾化干燥后出口温度一般控制在60℃~100℃,其热利用率较低,这也是喷雾干燥的不足之处。目前国内工业规模的喷雾干燥器,热效率一般为30%~50%。国外带有废热回收的喷雾干燥机,热效率可达到70%,但该设备只有在生产能力大于100千克(水)/小时才有经济意义。不过,在用到氮气载体和有机溶剂时,采用密闭循环系统,可使氮气循环使用,溶剂冷凝套用,从而可有效地降低了生产成本。但总的来说,喷雾干燥使用过程中的成本问题还需要设备设计和生产者进一
步研究,以找到更好的降低成本的对策。
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喷雾干燥技术:指用喷雾的方法,使物料以雾滴状态分散于热气流中,物料与热气体充分接触,在瞬间完成传热和传质的过程,使溶剂迅速蒸发为气体,达到干燥的目的。该技术可省去蒸发、结晶、分离及粉碎等单元操作,可连续、自动化生产,操作稳定。采用这种干燥方法,气固两相接触表面积大,干燥时间短,一般为5~30秒,适宜于干燥热敏性物料。干燥所得产品性能良好,可获得的微粒较小,产品流动性和速溶性好。缺点是干燥器的体积大,传热系数低,导致热效率低,动力消耗大。喷雾干燥的基本流程:料液通过雾化器雾化,分散为细小雾滴进入干燥腔,同时,加热气体经鼓风机送入加热器升温,然后进入干燥腔。料液雾滴与热气体在干燥腔内充分混合、接触。雾滴瞬间蒸发为气体,物料干燥成细小的颗粒。混合的气固两相被引风机吸入旋风分离器分离,固体物料沉降到底部收集器,气相被引送至粉尘过滤器,捕集逃逸的物料。过滤气相经冷凝器冷凝后,携带的溶剂变成液体,可收集套用,作为载体的气体经干燥后在系统中循环使用。
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