较早公告: 新材料产业是安徽省确定的战略性新兴产业之一。相对于传统材料来说,新材料在性能、成本以及节能环保方面优势明显。近年来,全省新材料产业发展迅速,初步形成了一批在国内外有较高影响力的产业基地、产业集群。3月28日,安徽省发改委发布《安徽省新材料产业发展规划(2018-2025年)》(以下简称《规划》),向社会公开征求意见。江淮晨报、江淮网记者获悉,未来几年,安徽省将把合肥建设成全省新材料产业策源地和集聚核,打造成重要的全国性创新中心和新材料制造基地。2016年底,全省共有新材料企业600余家,2016
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小型喷雾干燥技术
点击次数:582 发布时间:2014-09-12

       喷雾干燥是目前制药行业常用的干燥方式之一。它是采用雾化器将原料液分散为雾滴,并用热气体(空气、氮气或过热蒸汽)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液,也可以是熔融液或膏糊液。干粉产品根据需要可制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。
      喷雾干燥技术的主要特点是:干燥速度快,时间短(约为1—10 s),特别适合于热敏性物料的干燥:能避免干燥过程中造成粉尘飞扬,可由液体直接得到干燥产品,无需蒸发、结晶、固液机械分离等操作:产品具有良好的分散性和溶解性。不经过粉碎也可以在溶剂中迅速溶解:生产过程简单,操作控制方便。但也有其不可忽视的缺点:干燥器的体积大;传热系数低,导致热效率低(约40%以下),动力消耗大:操作弹性小,易发生沾壁现象。目前我国喷雾干燥技术的应用还存在诸如多问题,突出表现在以下三个方面:
1 )技术开发能力不强。我国从事干燥设备技术开发的企业较少,设备加工精度也较低,干燥塔内壁表面过于粗糙,挂粉比较严重,并且没有较好的振动装置,使粉末在塔内停留时间较长。
2)自动化控制程度低。密闭循环系统的控制点包括进料浓度/速度、进风速度/温度、系统压力、各部件压差、气体纯度检测等等,由于设备控制点较多地采用手动控制,因此控制精度较低,进而影响喷雾干燥技术的使用。
3)进风温度低。我国药厂的规模普遍较小,中小型锅炉的工作压力偏低,干燥塔排风过滤系统存在缺陷.再加上观念认识上的一些问题(主要是担心进风温度高会影响产品质量)。因而进风温度较低。由于以上不足,致使喷雾干燥技术在食品、洗涤剂、肥料、合成树脂等各个工业领域的应用受到了限制,在制药行业中更是如此。设备对于喷雾干燥技术的应用有决定性作用。国内已经有相当多的企业着手这方面的研究。影响喷雾干燥效果的因素很多,除雾化器外,还有干燥室、进出气及物料收集回收系统以及整个干燥器系统。在喷雾干燥技术中三种雾化原理的理论研究,主要是围绕喷雾器关键参数与雾化性能展开,这方面研究将有助于喷雾器性能的改进,也有利于应用过程中根据喷雾料液及其产品要求对雾化器进行选择。
1 喷雾干燥机理研究
吴中华等应用气一粒两相流理论和计算流体力学(CFD),结合喷雾干燥的特点,建立了模拟喷雾干燥室内气体一颗粒两相湍流流动的CFD模型,并对实验室脉动燃烧喷雾干燥过程进行了数值模拟。其结果具有详细、直观的特点;模拟得到的喷雾干燥室内气相流场和各种热力学参数的分布信息,可以为喷雾干燥器的设计、干燥过程的优化提供参考。这项技术的发展使其成为非常适用于这些系统的优异干燥方法,良好的颗粒表面性能、一致的颗粒尺寸和狭窄的颗粒尺寸分布对于zui终的产品性能来说都是至关重要的。
2喷雾干燥机工艺的优化
在喷雾干燥的实验研究方面,康智勇研究了压力式喷雾干燥塔喷嘴孔径对粉料的影响,认为大孔径更适于喷雾颗粒的分布向大颗粒集中。在对水分散性颗粒喷雾干燥过程的研究中,也分析了干燥进气温度、进料量对干燥产品的悬浮率、粒子密度、粒子形状等的影响。喷雾干燥在越来越广泛的应用过程中,已经不于传统的干燥模式,刘相东等利用脉动燃烧产生的高频脉动气流对NaCl溶液进行了喷雾干燥试验,结果表明:高温、高频振荡气流下的喷雾干燥比传统喷雾干燥的蒸发速率提高了2.5倍。
另外,喷雾干燥技术现正越来越多运用到微囊的制备中。由于喷雾干燥制备微囊是一个物理过程,它对设备的要求比较低,工艺参数(进风温度、出风温度、雾化速度、加料速度等)比较可控,操作起来非常简便,其所接触到的溶剂除了乙醇、丙酮等有机溶剂外。大部分是水,长期使用不会对设备造成腐蚀,不像其他化学方法(如凝聚法、溶剂挥发法等)在制备过程中要调PH值,加固化剂,加不同溶剂等。因此,对于固态或液态药物的微囊化,通过喷雾干燥技术颗粒尺寸可以被非常容易地更改到适合调试的可控释放的形态.并得到理想的粉末性能。
3喷雾干燥的组合干燥技术
在制药工业生产中,由于物料的多样性及其性质的复杂性,有时用单一形式的干燥器来干燥物料时,往往达不到zui终产品的质量要求,如果把2种或2种以上的干燥器组合起来,就可以达到单一干燥所不能达到的目的。这种干燥方式称为组合干燥。组合干燥采用不同干燥方法、不同干燥原理的组合及能发挥各自特长而弥补各自缺点的干燥装置,不仅可以较好地控制整个干燥过程,而且还可以节约能源。与喷雾干燥技术组合的干燥技术大致可以分成两类:
1)喷雾*化床组合干燥技术,喷雾干燥主要用来干燥液状物料,但当空气温度低于150℃时,容积传热系数较低,所用设备体积大,而且热效率不高。而流态化干燥主要用于固态颗粒的干燥,其热容量系数较大。将这2种干燥器组合起来干燥液状物料,和单纯利用喷雾干燥相比,在相同处理量的情况下,喷雾流化床组合干
燥可以减小喷雾干燥塔的尺寸,节约操作空间。从而提高产品质量。
2)喷雾一带式组合干燥技术。由于带式干燥机中物料的相对位置比较固定,干燥时间基本相同,它适用于不允许碎裂的物料,目前主要用于食品干燥,但也为在制药行业中喷雾干燥的均匀性指明了一个发展方向。根据物料的特性及现有条件,合理地组合使用不同类型的干燥器,就可建立起新的、强度高而成本低的干燥装置.不但可以节约能源,同时也可以干燥用某些单一干燥方法难以干燥的物料。因此,喷雾组合干燥技术是未来的发展趋势之一,具有广阔的发展前景。
除此之外,辅料工业的蓬勃发展也为喷雾干燥技术的发展提供了极大的机遇。制药工艺中所采用的各种辅料我国基本都有生产能力,可以满足生产需要。但国产辅料仍存在种类少、规格单一、质量不稳定等缺点,使得喷雾干燥技术水平受到限制。许多国外公司的辅料产品质量优良,性能稳定。但价格较贵。如德国罗姆公司拥有非常完备的薄膜包衣材抖,可根据不同型号选用,从而容易满足喷雾干燥技术的发展。
喷雾干燥技术的广泛应用,其优势明显,但节能降耗问题比较突出:亚高温喷雾干燥(进风温度60~150℃)、常温喷雾干燥(进风温度60℃以下)、降低能耗与多级干燥都将是今后的研究重点。

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