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常見問題

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淺析噴霧干燥中影響產品質量的因素

噴霧干燥是在噴霧干燥室內,采用霧化器將原料液分散成細的霧滴后,與干燥介質(熱風)接觸干燥而獲得固體產品的過程。隨著噴霧干燥技術的不斷研究和發展,其大大簡化了工業產品的生產流程,節省了投資費用,改善了勞動條件,同時提高了產品產量和質量,因此已在化學工業、食品工業、醫藥化工產品加工、林業、農藥、陶瓷、水泥、冶金等多領域中廣泛應用,從而不斷擴展噴霧干燥技術的應用范圍,使其具有廣闊的應用和發展前景[1-4]。在噴霧干燥技術眾多的應用領域中,其在熱敏性抗生素原料藥生產中的應用已愈發成熟。依據對產品質量要求的不同可以選擇離心式、氣流式、壓力式等不同的霧化器以及選配其他輔助設施。本文以無菌抗生素噴霧干燥工藝為例,對噴霧干燥過程中影響產品質量的幾個因素加以分析。無菌抗生素噴霧干燥設施及流程一般由送風機、翅片式蒸汽加熱器、補償式電加熱器、高效過濾器、熱風分配器、氣流式噴嘴、干燥室(干燥塔)、旋風分離器、布袋除塵器、引風機組成。在設備設施固定的情況下,影響噴霧干燥產品質量的因素分別為:干燥出風溫度、霧化空氣壓力、物料流速以及熱風風量。下面分別做詳細說明。 
  1、干燥出風溫度 
  無菌抗生素噴霧干燥過程中,需要監測或控制的溫度一般有三個:干燥室進風溫度、旋風分離器進風溫度、旋風分離器出風溫度。有些文獻或流程中,認為旋風分離器只起到固氣分離的作用,沒有干燥作用。但筆者在多年抗生素噴霧干燥中發現,旋風分離器在固氣分離的同時,也起到部分干燥作用,因此稱旋風分離器出風溫度為干燥出風溫度,即干燥溫度。噴霧干燥產品終的含水量(干燥失重)由干燥尾氣的水蒸汽分壓pw或相對濕度決定。由于在絕大多數的抗生素噴霧干燥過程中,熱空氣的相對濕度是不加以控制的,而在其他因素相同的情況下,干燥溫度對空氣相對濕度產生決定性影響,因此出風溫度就成為決定產品干燥失重的關鍵指標。出風溫度越高,干燥尾氣的相對濕度越低,水蒸氣分壓pw越低,有利于水分從產品表面向熱空氣中擴撒,終產品的干燥失重越低,反之則干燥失重越高。在無菌抗生素生產中,干燥失重是產品質量的一個關鍵指標。因此,在一般無菌抗生素噴霧干燥生產中,干燥的出風溫度都作為關鍵指標來控制。 
  2、霧化空氣壓力 
  霧化器一般被認為是噴霧干燥設備的核心。氣流式霧化器一般分為二流體、三流體、四流體霧化器,用來霧化粘度不同的料液[5]。出于無菌系統滅菌的需要,低粘度的抗生素噴霧干燥一般采用二流體霧化器。這就涉及到霧化空氣壓力這個影響干燥產品粒度分布的關鍵指標。一般噴霧干燥的霧化空氣壓力為0.3~0.7MPa,但在低粘度抗生素噴霧干燥中,霧化空氣壓力一般維持在0.1~0.2 MPa。其原因一是考慮到干燥粉體的流動性。霧化空氣壓力越高,干燥粉體粒度越小,其流動性就差,給后續制劑產品的分裝及下一步加工帶來不便。因此為滿足下一步制劑產品的分裝要求,降低霧化空氣壓力,增大粉體粒度從而增加粉體流動性。降低霧化空氣壓力的另一個原因在于適應干燥過程的分裝。眾所周知,粉體粒徑在小到一定程度時,由于微粒間的相互作用,粒度越小,粉體的堆密度越小,反之粒度越大,粉體堆密度越大。因此在噴霧干燥中為滿足產品分裝問題,降低生產成本而降低霧化空氣壓力。同時,霧化空氣壓力對產品的干燥失重也起到一定的作用,即霧化空氣壓力越高,料液霧化粒徑越小,干燥過程中熱交換的表面積越大,干燥效果越好。因此在抗生素噴霧干燥過程中,霧化空氣壓力的適當調整,也可以起到微調產品干燥失重的效果。 
  無錫市志邦干燥設備制造有限公司是一家專業從事各類噴霧干燥設備設計與制造的廠家。企業主要涉及食品、化工、醫藥、陶瓷、生化、民爆、造紙、環保等幾十個行業。企業附設噴霧干燥工藝實驗中心,為客戶提供中、小物料的實驗,以便幫助客戶選用合理的干燥設備。

 

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