淺析噴霧干燥生產中影響產品質量的若干因素
信息來源:本站 | 發(fā)布日期:
2017-03-27 08:26:32
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關鍵詞:淺析噴霧干燥生產中影響產品質量的若干因素
噴霧干燥是在噴霧干燥室內,采用霧化器將原料液分散成極細的霧滴后,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(fā)展,其大大簡化了工業(yè)產品的生產流程,節(jié)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(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工產品加工、林業(yè)、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(fā)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(fā)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(jiān)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(fā)現(xiàn),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(shù)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(tǒng)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(xù)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。
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