淺析噴霧干燥生產(chǎn)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的若干因素
時(shí)間：2019.02.01
噴霧干燥機(jī)的原理是采用霧化器將原料液分散成極細(xì)的霧滴后，與干燥介質(zhì)（熱風(fēng)）接觸干燥而獲得固體產(chǎn)品的過程。隨著噴霧干燥機(jī)的不斷研究和發(fā)展，大大簡化了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，節(jié)省了投資費(fèi)用，改善了勞動(dòng)條件，同時(shí)提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，因此已在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工產(chǎn)品加工、林業(yè)、農(nóng)藥、陶瓷、水泥、冶金等多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，使其具有廣闊的發(fā)展前景。在噴霧干燥機(jī)設(shè)備設(shè)施固定的情況下，影響噴霧干燥產(chǎn)品質(zhì)量的因素分別為：干燥出風(fēng)溫度、霧化空氣壓力、物料流速以及熱風(fēng)風(fēng)量。本文對干燥出風(fēng)溫度及霧化空氣壓力的情況為大家做個(gè)詳細(xì)介紹。
1 干燥出風(fēng)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(gè)：干燥室進(jìn)風(fēng)溫度、旋風(fēng)分離器進(jìn)風(fēng)溫度、旋風(fēng)分離器出風(fēng)溫度。有些文獻(xiàn)或流程中，認(rèn)為旋風(fēng)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(fēng)分離器在固氣分離的同時(shí)，也起到部分干燥作用，因此稱旋風(fēng)分離器出風(fēng)溫度為干燥出風(fēng)溫度，即干燥溫度。噴霧干燥產(chǎn)品最終的含水量（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(chǎn)生決定性影響，因此出風(fēng)溫度就成為決定產(chǎn)品干燥失重的關(guān)鍵指標(biāo)。出風(fēng)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(chǎn)品表面向熱空氣中擴(kuò)撒，最終產(chǎn)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(chǎn)中，干燥失重是產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。因此，在一般無菌抗生素噴霧干燥生產(chǎn)中，干燥的出風(fēng)溫度都作為關(guān)鍵指標(biāo)來控制。
2 霧化空氣壓力
霧化器一般被認(rèn)為是噴霧干燥設(shè)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(gè)影響干燥產(chǎn)品粒度分布的關(guān)鍵指標(biāo)。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(dòng)性。霧化空氣壓力越高，干燥粉體粒度越小，其流動(dòng)性就差，給后續(xù)制劑產(chǎn)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(chǎn)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(dòng)性。降低霧化空氣壓力的另一個(gè)原因在于適應(yīng)干燥過程的分裝。眾所周知，粉體粒徑在小到一定程度時(shí)，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(chǎn)品分裝問題，降低生產(chǎn)成本而降低霧化空氣壓力。同時(shí)，霧化空氣壓力對產(chǎn)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(dāng)調(diào)整，也可以起到微調(diào)產(chǎn)品干燥失重的效果。
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