氣流噴霧干燥塔與噴霧干燥塔在制藥行業(yè)的發(fā)展和運用

隨著(zhù)我國經(jīng)濟又好又快的發(fā)展，和制藥、生化、精細化工、生物等行業(yè)的新品開(kāi)發(fā)、新技術(shù)的研究，對新型干燥技術(shù)的需求量日益遞增，然而就我國目前干燥技術(shù)進(jìn)步而言，總體技術(shù)水平仍處于滯后狀態(tài)，很難滿(mǎn)足相關(guān)行業(yè)因經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)品優(yōu)化結構及新品開(kāi)發(fā)的需求。據市場(chǎng)動(dòng)態(tài)調研和有關(guān)資料查新表明，我國大部分制藥、生化、精細化工等行業(yè)對易氧化物料且含有機溶劑的液態(tài)物料的干燥生產(chǎn)，仍采用真空夾帶加熱的間隙操作方式生產(chǎn)。以真空干燥、低沸點(diǎn)(在真空度-0.085Mpa的狀態(tài)下，加熱溫度達到90℃時(shí)，濕份即令氣化)，和抗氧化性(真空干燥采用夾套加熱的方式，其傳熱氣體不直接與物料接觸，規避了易氧化物料在干燥過(guò)程受氧化破壞而導致產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題)的優(yōu)點(diǎn)。因此，真空干燥技術(shù)至今仍于上述相關(guān)行業(yè)得到廣泛的應用。然而真空干燥，是以一次投料量的間隙性生產(chǎn)，因此其生產(chǎn)能力則受到極大地限制，同時(shí)間隙生產(chǎn)則很難實(shí)現對有機溶劑在干燥過(guò)程中的回收，因此，造成嚴重的環(huán)境污染，為此，真空干燥技術(shù)很難滿(mǎn)足當代相關(guān)行業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品結構和新品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的需要。

隨著(zhù)干燥技術(shù)的進(jìn)步，目前我國已有噴霧干燥閉路循環(huán)技術(shù)的研究，該技術(shù)的核心技術(shù)是以離心式噴霧的形式，實(shí)現對懸浮體液態(tài)物料的干燥生產(chǎn)，但基于離心霧化盤(pán)徑向運轉速度慢(霧化盤(pán)運轉速度與霧化盤(pán)的體積有直接關(guān)系，為此至今較為成熟的離心霧化盤(pán)的運轉速度為18000r/pm)等技術(shù)因素，因此，離心式噴霧的液態(tài)固含量則限于10~30％范圍內。由于霧化固含量較低，不僅影響了生產(chǎn)能力，同時(shí)也相應增加了干燥生產(chǎn)的能源消耗，其干燥溫度一般在250℃以上，以高溫的加熱方式獲得粉體的成品質(zhì)量(由于霧化固含量低，因此干燥后的成品即為粉體結構)。因此，高溫加熱不僅增大了能源消耗，對含有機溶媒的液態(tài)物料干燥而言，則存在極大事故隱患。加之，離心噴霧由于其離心作用，極易造成液滴飛濺粘結于干燥塔壁，造成焦結粘壁現象極其嚴重，以及該技術(shù)不具備溶劑回收功能，仍然存在二次污染的隱患，為此，離心噴霧閉路循環(huán)技術(shù)能否符合高固含量粘狀、稠狀懸浮體液態(tài)物料，且具備有機溶媒的干燥生產(chǎn)，則有待于進(jìn)一步的探討。

氣流式噴霧干燥塔為干燥技術(shù)領(lǐng)域，屬熱物理工程范疇，廣泛適用于制藥、生化、精細化工、生物等行業(yè)具備易氧化，含有機溶媒液態(tài)物料的干燥和溶劑的回收，具有高效節能，減排低碳的實(shí)用性和使用經(jīng)濟性。該產(chǎn)品創(chuàng )新的應用氮氣為傳導傳熱介質(zhì)，同時(shí)采用閉路循環(huán)技術(shù)，結合氣流噴霧干燥連續生產(chǎn)，^大限度的解決了含有機溶劑液態(tài)物料，且含易氧化物資干燥難的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)在連續干燥過(guò)程，采用冷凝冷卻技術(shù)，實(shí)現對有機溶媒的回收利用，在達到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)減排的基礎上，展現了資源利用^大化的循環(huán)經(jīng)濟性。同時(shí)采用智能控制及自診斷功能，在達到提高裝備控制精度的基礎上，又彰顯了機電一氣化自動(dòng)控制程度，達到方便、快捷和現代生產(chǎn)的管理水平。項目設備的實(shí)施，為上述行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展提供了節能減排的基礎設施，以此優(yōu)化了產(chǎn)品結構，調整經(jīng)濟發(fā)展方式，和新品開(kāi)發(fā)提供基礎設備和技術(shù)支撐。

在制藥行業(yè)中對原料藥的干燥尤為重要，其使用的干燥機必須符合GMP要求，保證藥品生產(chǎn)過(guò)程的合理、產(chǎn)品均一、無(wú)積料、可以滿(mǎn)足在線(xiàn)清洗（CIP）要求等，用于無(wú)菌原料藥上的干燥裝置還要滿(mǎn)足在線(xiàn)滅菌（SIP）的要求。

通常，人們把采用熱物理方法去濕的過(guò)程稱(chēng)為“干燥"，其特征是采用加熱、降溫、減壓或其它能量傳遞的方式使物料中的濕分產(chǎn)生揮發(fā)、冷凝、升華等相變過(guò)程與物體分離以達到去濕目的。目前，我國原料藥干燥設備類(lèi)型比較多，大致有真空干燥箱、真空回轉干燥、三合一設備、氣流干燥、噴霧干燥、沸騰干燥、流化床干燥等。下面以噴霧干燥為實(shí)例，結合制藥工藝實(shí)際和GMP要求，談?wù)勚扑幮袠I(yè)對噴霧干燥的要求。

1.制藥行業(yè)對噴霧干燥塔的要求

1)霧化裝置

噴霧干燥塔的霧化裝置一般有離心式、壓力式以及氣流式。離心式霧化器其離心盤(pán)的傳動(dòng)軸部分處干燥室內外，防止軸封之細粒脫落比較困難;壓力式霧化系統其料液要經(jīng)過(guò)高壓泵壓送，運作時(shí)活塞與缸體的磨擦及連桿的密封都會(huì )影響料液之潔凈。比較之下，氣流霧化因霧化用的空氣以及料液在進(jìn)塔之前均可先經(jīng)潔凈過(guò)濾，濾除其所夾帶之顆粒（包括細菌），故而比較適宜藥品行業(yè)的干燥。

2)料液及霧化用壓縮空氣的過(guò)濾

噴干前的料液在引入噴塔之前應經(jīng)0.3μm的微孔膜過(guò)濾，同時(shí)霧化用壓縮空氣在經(jīng)微孔膜過(guò)濾之前還應將其所夾帶之油、水先行去除。

3)熱空氣

熱空氣源自大氣，所夾帶塵粒等的數量較多，而且流量大，加熱后溫度要求達到140℃以上，加熱器在運轉中會(huì )剝落顆粒。為此，熱空氣過(guò)濾系統應按照熱空氣溫度要求來(lái)考慮，開(kāi)發(fā)出能耐溫耐久長(cháng)期高效運轉的空氣過(guò)濾器。

4)干燥產(chǎn)品的送出

在干品的排出口周?chē)脻崈艨諝獗Ｗo，以防周?chē)h(huán)境的塵?；螂s物混入干燥產(chǎn)品。

2.制藥行業(yè)對噴霧干燥塔的期望

從噴霧干燥塔的工作原理可知：噴霧干燥塔的干燥過(guò)程類(lèi)似于氣流干燥，空氣初濾后由加熱器加熱，產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)若干級過(guò)濾（按藥品等級選用），然后于干燥室頂部蝸殼通道由熱風(fēng)分配器產(chǎn)生均勻旋轉的氣流進(jìn)入干燥室內。物料經(jīng)過(guò)濾通過(guò)離心式霧化盤(pán)或壓力噴嘴，產(chǎn)生分散、微細的料霧，料霧與旋流的熱空氣接觸，水分迅速蒸發(fā)，在極短的時(shí)間內物料得到干燥。

當然，由于中國制藥機械起步較晚，故目前國內使用的噴霧干燥塔與國外同類(lèi)設備還存在一定的差距。如果把干燥機比做一個(gè)人，控制系統就相當于人的神經(jīng)，控制水平?jīng)Q定干燥機的反應速度。許多經(jīng)干燥過(guò)的物料都成為產(chǎn)品，也就是說(shuō)，干燥往往是生產(chǎn)的^后一道工序，干燥過(guò)程控制的穩定性在某種程度上決定產(chǎn)品的質(zhì)量。干燥操作一般有兩種生產(chǎn)方式，一種是連續生產(chǎn)，另一種是間歇式生產(chǎn)，不論哪一種生產(chǎn)方式，控制手段對穩定產(chǎn)品質(zhì)量都起^重要的作用。對于連續生產(chǎn)過(guò)程，各種操作參數的關(guān)聯(lián)因素，如熱量、風(fēng)量、進(jìn)料量、設備運行參數、在線(xiàn)測量?jì)x器之間的連鎖關(guān)系都應采用適當的控制手段來(lái)完成。對于間歇式生產(chǎn)過(guò)程，干燥終點(diǎn)的控制也應由控制裝置完成。同國外設備相比，我國生產(chǎn)的干燥設備主要以手動(dòng)或半自動(dòng)控制手段，各參數間不能相互關(guān)聯(lián)，操作中人為因素較多，客觀(guān)上也影響產(chǎn)品質(zhì)量。

其次，干燥機涉及到物料的輸送、傳熱、流體運動(dòng)、甚至粉碎等多種過(guò)程，對設備或機械的加工制造要求較高。多年來(lái)，國內干燥機的加工手段、加工設備還采取比較傳統的手工制造，不論是設備的使用功能、外觀(guān)上都受一定影響。不僅如此，手工單件制造使部件的尺寸不能保證具有良好的互換性，對干燥機的維修、易損件的互換帶來(lái)諸多不便。國外的干燥機多數采用自動(dòng)焊接技術(shù)，焊縫拋光處理，設備表面也采取拋光處理或鈍化處理。要想縮短與國外的差距，我們只有從設備的智能化、加工手段、加工質(zhì)量等方面著(zhù)手加以改進(jìn)。

3.結束語(yǔ)

噴霧干燥塔的未來(lái)發(fā)展將在深入研究干燥機理和物料干燥特性，掌握對不同物料的^優(yōu)操作條件下，開(kāi)發(fā)和改進(jìn)噴霧干燥塔。另外，大型化、高強度、高經(jīng)濟性，以及改進(jìn)對原料的適應性和產(chǎn)品質(zhì)量，是噴霧干燥塔發(fā)展的基本趨勢。同時(shí)，噴霧干燥塔的發(fā)展還要重視節能和能量綜合利用，以及發(fā)展干燥機的自動(dòng)控制技術(shù)、以保證^優(yōu)操作條件的實(shí)現。另外，隨著(zhù)人類(lèi)對環(huán)保的重視，改進(jìn)噴霧干燥塔的環(huán)境保護措施以減少粉塵和廢氣的外泄等，也將是需要深入研究的方向。